湿度变送器信号调理电路的设计

摘要：利用薄膜电容湿度传感器设计了湿度变送器，湿度变送器以湿敏元件为核心，利用或非门电路或者555电路构成检测电路，利用运算放大器OP295和BD237构成输出电路，实现4—20 mA电流输出。利用RCV420构成输出电路，实现0～5 V电压输出。利用盐饱和溶液标定法对湿度变送器进行标定，制出精度达±2％的湿度变送器．经过实际应用证明，其硬件结构简单，成本低，具有较好的测量精度，适于日常生
活和工业过程控制．

湿度的测量和控制广泛地应用在我们的日常生活和工业过程当中，由于薄膜电容湿度变送器体积小，成本低，使用简单、方便，反应快，测量范围宽，且具有长期抵抗薄膜表面冷凝水和空气中一些其他污染物干扰的特性，因此越来越受到重视，大有取代电阻湿度传感器的趋势，目前常见的电容传感器，可分为两类．一类是只有感湿元件；另一类是配制了将湿敏信号转换成电压信号的电路（湿敏模块）．本文介绍如何利用这两类湿度电容传感器制成变送器．

1 湿度检测电路

1.1 利用或非门构造的湿度检测电路

  利用电容测量湿度，必须把由湿度变化引起的电容变化转换成电压的变化，如果需要再将电压的变化转换成电流或其他的变化，就要用或非门组成的交流信号源，如图1所示．信号的振荡周期为：T=2RCln2=1.4Rc。

  湿度传感器的零点电容较大，灵敏度较小，从0％RH到1oo％RH，其变化量不超过30～5O PF．图l所示的电路可以将零点电容消除掉．由图l可知：D=A+B=A+A+C=A·（A+C）A·C．D点的波形图如图2所示．由图2可知，通过调整c的脉冲宽度，从而调整D的脉冲宽度，由此可以调整零点的脉冲宽度，经调制的电容变化信号，即湿度信号，由图3所示电路，经过R4、c3滤波后，经Ic 放大可以得到随湿度变化的直流电压信号．图3所示电路中的IC，可以采用OP295．

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