湿度检测电路的设计报告

PAGEPAGE12湿度检测电路的设计报告设计要求分析各部分电路的原理，说明其作用。用仿真软件进行局部仿真，撰写设计说明书15页。用Protel软件画原理，A3图纸一张。二．设计的作用、目的随着科学技术的不断发展和进步，工业生产也逐步走上自动化、智能化。湿度作为工业生产和科研工作中的重要生产参数，在大多数的生产过程中都要求精确、可控。传统的工业生产领域，往往需要生产工人靠长期的生产经验来估计实时的系统湿度。现在可以利用此电路为一模型进一步发展到工业生产，此电路用于室内湿度、温度检测的电路。三．设计的具体实现系统概述温度补偿差分放大电路湿度输出放大电路温度输出放大电路温度检测电路缓冲器整流电路振荡电路温度补偿差分放大电路湿度输出放大电路温度输出放大电路温度检测电路缓冲器整流电路振荡电路原理图是由H104R湿度传感器等构成的湿度检测电路。该电路是将交流电压加到湿度传感器上，它由振荡电路、缓冲器、整流电路、温度补偿差分放大电路、湿度输出放大电路、温度检测电路、温度输出放大电路等组成。该电路的电源电压为±l2V，振荡电路的振荡频率为1KHz。传感器特性补偿由R6、R8、R13完成。RH湿敏电阻H104R的温度系数为0.7%RH/℃。常用热敏电阻RT为温度补偿电路。丛用于温度检测，它和后级的温度放大电路氏同时取出相应的温度输出信号。则可将湿度传感器取出的信号经也放大，并与热敏电阻的温度信号一起经也合成后输出相应的湿度信号。采用这种电路能检测(35一85)%RH/℃的湿度值，精度约为±4.0%。电路中，U1为输出的相应的湿度信号，U2为输出的相应的温度信号。调整步骤:①调节电位器RP1，使Al的振荡电压为4.5V;②用2OkΩ假电阻替换热敏电阻RT;③用68kΩ假电阻替换湿度传感器H1O4R，调节电位器RP3，使U1输出为4.0V;④将68kΩ假电阻换成7.OkΩ假电阻，调节电位器RP2，使湿度输出U1，为8.0V;⑤重复③、④步骤2一3次，将电位器固定，湿度输出U1为4·0V和8·0V，再将假电阻换成湿度传感器和热敏电阻进行以下调整;⑥将传感器置于40%RH大气中15min，调节RP3，使U1为4.0V，再将传感器置于80%RH大气中15min，凋节RP2，使U1为8.0V，反复调节2一3次即可。3.1振荡电路与缓冲器该图为振荡电路和缓冲器，其中运算器选用LM358AD，两二极管选用1N4933，由振荡电路产生振荡信号，经过缓冲器，进入整流电路。3.2整流电路该电路中R6、R7、R31为传感器特性补偿，R8为假电阻代替湿敏传感器模型。经过讨论，我组采用LM358AD运算器作为电压跟随器，该图为经过整流电路后的波形，伏值大概在4.5V左右。3.3温度补偿差分放大电路这是差分放大电路，经整流后的信号流经2，经过温敏元件的信号流经3，最终经过差分放大电路流入输出。如图，其中正弦波为湿敏传感器的输出图形，因为是在温度恒定的条件下，所以温敏中信号为直线。3.4温度检测电路上图为温度检测电路，其中RT为温敏元件，温度如果发生变化，将会影响LM324AD的输出，其信号又会影响下一级，即温度输出放大电路。但本实验条件是在环境温度恒定为25摄氏度，所以输出稳定。3.5温度输出放大电路因为温度恒定，所以经过LM324AD输出也是恒定的，最后测定其输出电压即可。3.6湿度输出放大电路该图为用68kΩ假电阻替换湿度传感器H1O4R，调节电位器RP3，使U1输出为4.0V，此后将68kΩ假电阻换成7.OkΩ假电阻，调节电位器RP2，使湿度输出U1，为8.0V。将传感器置于40%RH大气中15min，调节RP3，使U1为4.0V，再将传感器置于80%RH大气中15min，凋节RP2，使U1为8.0V，反复调节2一3次即可。该图为实验原理图四．PCB版电路制作由于使用的软件是Protel2004软件，因此PCB制版的步骤如下：运行Protel2004程序，设计完成上述湿度检测电路的原理图，在检查无误后，将文件以Sheet2.SCHDOC为文件名保存在一个文件夹里。创建一个PCB工程，将Sheet2.SCHDOT加入到工程里，同时在工程中增加一个名为Sheet2.PCBDOC的PCB文件，将其保存在Sheet2.SCHDOT所存在的文件夹里。在原理图编辑环境中，执行Design/UpdatePCB命令，系统弹出工程变化列表后，单击左下角ExecuteChanges按钮，系统按照变化一步一步执行载入操作，完成后，关闭工作变化表。PCB编辑器工作环境下，将所有元器件移入电路板的禁止布线层。执行Tools/AutoPlacement/AutoPlacer命令，进行自动布局。自动布局结束后手工调整布局后，执行AutoRoute/All命令，单击弹出的对话框右下角RouteAll按钮进行自动布线后如下图：（6）在TopLayer层上执行Place/PolygonPlane命令，在弹出的对话框中单击OK按钮，会出现是自动定位线跟随在鼠标指针上，依照电路板中需要铺铜的区域画出一个闭合多边形。完成后，敷铜会自动进行，结果如下图：选择敷铜电路层为“BottomLayer”，重复上述步骤，便完成了所有的PCB制版过程，如下图：五．心得体会及建议经过四个星期的实习，过程曲折可谓一语难尽。在此期间我也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。刚看到这个题目的时候六．附录符号型号A1、A2LM358ADA3、A4、A5、A6LM324ADRP110KRP2100KRP31KRP4、RP550KRH68K、29K、7KRT20KR292.4KR303.6KR5、R6、R8、R11、R13、R14、R1710KR2012KR7、R916KR2124KR3168KR3、R18、R26100KR16110KR10、R15120KR2180KVD1、VD2、VD3IN4934C2、C310nfC11ufC410uf七．参考文献1.丁镇生传感及其遥测技术应用电子工业