基于ICL7107湿敏电阻湿度检测器)

1、 成绩评定： 传感器技术 课程设计 题 目基于ICL7107湿敏电阻湿度检测器 摘要近年来，国内外在湿度传感器研发领域取得了长足进步。湿敏传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展，为开发新一代湿度测控系统创造了有利条件，也将湿度测量技术提高到新的水平。在工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天等部门，经常需要对环境湿度进行测量及控制。但在常规的环境参数中，湿度是最难准确测量的一个参数。用干湿球湿度计或毛发湿度计来测量湿度的方法，早已无法满足现代科技发展的需要。这是因为测量湿度要比测量温度复杂的多，温度是个独立的被测量，而湿度却受其他因素（大气压强、温度）的影响。此外，

2、湿度的标准也是一个难题。本论文主要介绍湿敏元件的特性，阐述湿度传感器的性能特点及产品分类，重点叙述湿敏电阻传感器在湿度检测器中的应用，最后给出相关湿敏传感器典型产品的技术指标。关键词：传感器；湿敏电阻；原理；ICL7107；LED显示目 录一 、设计目的1二、设计任务与要求12.1设计任务12.2设计要求1三、设计步骤及原理分析23.1设计方法23.2设计步骤23.3设计原理分析2四、课程设计小结与体会5五、参考文献6传感器技术课程设计 一、设计目的当前在湿敏元件的开发和研究中，电阻式湿度传感器应当最适用于湿度控制领域，其代表产品氯化锂湿度传感器具有稳定性、耐温性和使用寿命长多项重要的优点，氯

3、化锂湿敏传感器已有了五十年以上的生产和研究的历史，有着多种多样的产品型式和制作方法，都应用了氯化锂感湿液具备的各种优点尤其是稳定性最强。氯化锂湿敏器件属于电解质感湿性材料，在众多的感湿材料之中，首先被人们所注意并应用于制造湿敏器件，氯化锂电解质感湿液依据当量电导随着溶液浓度的增加而下降。电解质溶解于水中降低水面上的水蒸气压的原理而实现感湿。氯化锂湿敏器件的衬底结构分柱状和梳妆，以氯化锂聚乙烯醇涂覆为主要成份的感湿液和制作金质电极是氯化锂湿敏器件的三个组成部分。多年来产品制作不断改进提高，产品性能不断得到改善，氯化锂感湿传感器其特有的长期稳定性是其它感湿材料不可替代的，也是湿度传感器最重要的性能

4、。在产品制作过程中，经过感湿混合液的配制和工艺上的严格控制是保持和发挥这一特性的关键。本次的实训是采用湿敏电阻制作一个湿度检测器，通过该课题设计深入理解湿敏元件的特性，将所学的知识运用到实际中。2、 设计任务及要求 2.1设计任务 利用湿敏传感器来检测空气中的湿度的变化，然后经过分压电路将该变化量转化为电压，通过芯片ICL7107进行模数转换，用数码管来显示电压值，这就是一个基于湿敏电阻的湿度检测器。 2.2设计要求了解湿敏传感器的工作原理、分类及应用范围；掌握常见的测湿方法；掌握湿敏器件的主要参数及其特性。3、 设计步骤及原理分析 3.1 设计方法 湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料

5、制成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。3.2设计步骤选课题查资料绘制原理图根据原理图计算所需的原件参数制作实物总结实训写实训课题报告。3.3设计原理分析 3.3.1湿敏电阻原理 湿敏电阻的阻值随着空气中的湿度的变化而变化。 3.3.2 ICL7107的工作原理双积分型A/D转换器ICL7107是一种间接A/D转换器。它通过对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分，将输入电压平均值变换成与之成正比的时间间隔，然后利用脉冲时间间隔，进而得出相应的数字性输出。它包括积分器、比较器、计数器，控制逻辑和时钟信号源。积分器是A/D转换器的心脏

6、，在一个测量周期内，积分器先后对输入信号电压和基准电压进行两次积分。比较器将积分器的输出信号与零电平进行比较，比较的结果作为数字电路的控制信一号。时钟信号源的标准周期Tc作为测量时间间隔的标准时间。它是由内部的两个反向器以及外部的RC组成的。下图为ICL7107引脚图图1。图1 ICL7107引脚图 3.3.3 电位器原理 电位器的电阻体有两个固定端，通过手动调节转轴或滑柄，改变动触点在电阻体上的位置，则改变了动触点与任一个固定端之间的电阻值，从而改变了电压与电流的大小。当电阻体的两个固定触电之间外加一个电压时，通过转动或滑动系统改变触点在电阻体上的位置，在动触点与固定触点之间便可得到一个与动

7、触点位置成一定关系的电压。 3.3.4数码管原理数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上

8、，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。其管脚图如图2下所示： 图2 数码管管脚图 3.3.5湿敏检测器的原理 整个电路主要由湿敏传感器、分压电路、A/D转换模块、显示模块构成。该电路的工作原理是湿敏电阻的阻值R随空气的湿度变化而变化，导致电位器输出的电压也变化，输出的电压从ICL7107的31管脚输入，并与ICL7107的基准电压相比较输出，通过共阳七段数码管直接显示基本框图如图3。图3 基本框图4、 课程设计小结与体会本次传感器课程设计，主要是利用湿敏传感器来检测空气中的湿度的变化，然后经过分压电路将该变化量转化为电压，通过芯片ICL7107进行模数转换，用数码管来显示电压值，这就是一个基于湿敏电阻的湿度检测器。这次课程设计使我进一步理解了传感器的应用以及运用了老师所教的专业知识去发现问题、分析问题、解决问题。锻炼了我各方面的能力，同时也使我们认识到专业知识的重要性。懂得做实训要基于一定的理论的基础上，而不是盲目的去做，这次课程设计收获最大的就是对传感器的知识有了深刻的理解。5、 参考文献1 唐贤远，刘歧山.传感器原理及应用【M】，成都：电子科技大学出版社，20002 李科杰.新编传感器技术手册【M】