《自动检测技术》-课题7湿度的测量

7.1任务一阻抗式湿度检测电路设计7.1.1学习目标(1)掌握湿度测量的原理。(2)掌握阻抗式湿度传感器的工作原理及应用。7.1.2学习任务通过测量试管中空气的湿度，学习湿度传感器的使用。下一页返回7.1任务一阻抗式湿度检测电路设计7.1.3知识准备

湿度通常是指空气中湿气的含量。湿度传感器是用以感受大气湿度并变换成适当电量输出的传感器。湿度的表示方法有:绝对湿度、相对湿度和露点。绝对湿度是指一定体积的大气中水蒸气的质量，用kg/m3表示。相对湿度为一定温度下实际的水蒸气量与该温度下的饱和蒸气压的比值，常用“%RH”表示。露点是水蒸气被冷却时，其中一部分的水蒸气将凝聚成露，此时的温度即为露点温度。上一页下一页返回7.1任务一阻抗式湿度检测电路设计

湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，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。湿敏电阻的种类很多，如金属氧化特湿敏电阻、硅湿敏电阻、陶瓷湿敏电阻等。湿敏电阻的优点是灵敏度高，主要缺点是线性度和产品的互换性差。上一页下一页返回7.1任务一阻抗式湿度检测电路设计7.1.4任务实施1.组建一个湿度侧量电路，并进行湿度侧试准备实验用的设备，主要有以下几个。(1)HR202湿敏电阻器;(2)干燥剂;(3)湿棉花球;(4)运算放大器;(5)+12V电源;(6)镊子;(7)有机玻璃试管;(8)数字万用表。上一页下一页返回7.1任务一阻抗式湿度检测电路设计2.实施过程

(1)往有机玻璃试管加入少量干燥剂。

(2)用镊子放入传感器。

(3)搭建测量电路，如图7.2所示。

(4)测量试管湿度。打开电源开关，预热3~5min时间，用数字万用表测量输出电压，记下数值。取出干燥剂，用镊子放入湿棉花球，再测量输出电压，记下数值。比较前后电压的变化量。上一页返回7.2任务二集成电容式湿度检测

电路设计7.2.1学习目标掌握集成电容式湿度传感器的工作原理及应用。7.2.2学习任务读取温湿度传感器SHT11采集到的湿度值。下一页返回7.2任务二集成电容式湿度检测

电路设计7.2.3知识准备湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酞亚胺、酷酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比。湿敏电容的主要优点是灵敏度高、产品互换性好、响应速度快、湿度的滞后量小、便于制造、容易实现小型化和集成化，其精度一般比湿敏电阻要低一些。国外生产湿敏电容的主厂家有Hnmirel公司、Philips公司、Sensirion公司等。上一页下一页返回7.2任务二集成电容式湿度检测

电路设计7.2.4任务实施1.温度/湿度传感器SHT10的基本操作方法采用两线制的串行接口与处理器通信。用一组启动传输时序，来表示数据传输的初始化。首先发布一组测量命令00000101表示相对湿度RH，接着传输2个字节的测量数据和1个字节的CRC奇偶校验。用CRC数据的确认位，表明通信结束。如果不使用CRC一8校验，控制器可以在测量值LSB后，通过保持确认位ACK高电平，来中止通信。在测量和通信结束后，SHT10自动转入休眠模式。上一页下一页返回7.2任务二集成电容式湿度检测

电路设计2.温度/湿度传感器SHT10与单片机的硬件线路连接方式控制电路采用Motorola公司的MC68HC908JB8单片机，与SHT1X湿度传感器通信，经单片机变换后，发送数据包到PC，在计算机上运行C++程序，实时显示采集到湿度数值，如图7.4所示。上一页下一页返回7.2任务二集成电容式湿度检测

电路设计3.温度/湿度传感器SHT10与MC68HC908JB8单片机的软件编程4.了解MC68HC908JB8单片机与PC的通信程序由于USB外设枚举为HID入机接口