度信号采集而MC14433仅为一路输入故采用CD4051组成多路分时的模拟量信号采集电路其硬件接口如图36所示
f图36两路分时的模拟量信号采集电路硬件接口
312温度传感器
测量空气湿度的方式很多其原理是根据某种物质从其周围的空气吸收水分后引起的物理或化学性质的变化间接地获得该物质的吸水量及周围空气的湿度。电容式、电阻式和湿涨式湿敏原件分别是根据其高分子材料吸湿后的介电常数、电阻率和体积随之发生变化而进行湿度测量的。下面介绍HS1100HS1101湿度传感器及其应用。一、特点
不需校准的完全互换性高可靠性和长期稳定性快速响应时间专利设计的固态聚合物结构由顶端接触HS1100和侧面接触HS1101两种封装产品适用于线性电压输出和频率输出两种电路适宜于制造流水线上的自动插件和自动装配过程等。
图37a为湿敏电容工作的温、湿度范围。图37b为湿度电容响应曲线。
相对湿度在1100RH范围内电容量由16pF变到200pF其误差不大于±2RH响应时间小于5S温度系数为004pF℃。可见精度是较高的。
f
10075
5025020
2040
4060
80100温度℃
长期稳定正常工作区
区
非正常区
20
40
60
80
170160
180190200
相对湿度RH
图37a湿敏电容工作的温、湿度范围图37b湿度电容响应曲线
二、湿度测量电路
HS1100HS1101电容传感器在电路构成中等效于一个电容器件其电容量随着所测空气湿度的增大而增大。如何将电容的变化量准确地转变为计算机易于接受的信号常有两种方法一是将该湿敏电容置于运方与租蓉组成的桥式振荡电路中所产生的正弦波电压信号经整流、直流放大、再AD转换为数字信号另一种是将该湿敏电容置于555振荡电路中将电容值的变化转为与之成反比的电压频率信号可直接被计算机所采集。
频率输出的555测量振荡电路如图38所示。集成定时器555芯片外接电阻R4、R2与湿敏电容C构成了对C的充电回路。7端通过芯片内部的晶体管对地短路又构成了对C的放电回路并将引脚2、6端相连引入到片内比较器便成为一个典型的多谐振荡器即方波发生器。另外R3是防止输出短路的保护电阻R1用于平衡温度系数。
图38频率输出的555振荡电路
f该振荡电路两个暂稳态的交替过程如下首先电源Vs通过R4、R2向C充电经t充电时间后Uc达到芯片内比较器的高触发电平约067Vs此时输出引脚3端由高电平突降为低电平然后通过R2放电经t放电时间后Uc下降到比较器的低触发电平约033Vs此时输出此时输出引脚3端又由低电平突降为高电平如此翻来覆去形成方波输出。其中充放电时间为t充电CR4R2L
2t放电CR2L
2因r