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濕度測量電路檢測電路的選擇
1,、電源選擇
一切電阻式濕度傳感器都必須使用交流電源,,否則性能會劣化甚至失效。
電解質濕度傳感器的電導是靠離子的移動實現(xiàn)的,,在直流電源作用下,,正、負離子必然向電源兩極運動,,產生電解作用,,使感濕層變薄甚至被破壞;在交流電源作用下,,正負離子往返運動,,不會產生電解作用,感濕膜不會被破壞。
交流電源的頻率選擇是,,在不產生正,、負離子定向積累情況下盡可能低一些。在高頻情況下,,測試引線的容抗明顯下降,,會把濕敏電阻短路。另外,,濕敏膜在高頻下也會產生集膚效應,,阻值發(fā)生變化,影響到測濕靈敏度和準確性,。
2,、溫度補償
濕度傳感器具有正或負的溫度系數(shù),其溫度系數(shù)大小不一,,工作溫區(qū)有寬有窄,。所以要考慮溫度補償問題。
對于半導體陶瓷傳感器,,其電阻與溫度的的關系一般為指數(shù)函數(shù)關系,,通常其溫度關系屬于NTC型,即
H:相對濕度,;T:絕對溫度,;
R0:在T=0℃相對濕度H=0時的阻值;
A:濕度常數(shù),;B:溫度常數(shù),。
濕度溫度系數(shù)=
若傳感器的濕度溫度系數(shù)為0.07%RH/℃,工作溫度差為30℃,,測量誤差為0.21%RH/℃,,則不必考慮溫度補償;若濕度溫度系數(shù)為0.4%RH/℃,,則引起12%RH/℃的誤差,必須進行溫度補償,。
3.線性化
濕度傳感器的感濕特征量與相對濕度之間的關系不是線性的,,這給濕度的測量、控制和補償帶來了困難,。需要通過一種變換使感濕特征量與相對濕度之間的關系線性化,。下圖為濕度傳感器測量電路原理框圖。
濕度傳感器測量電路原理框圖
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典型電路
電阻式濕度傳感器,,其測量電路主要有兩種形式:
1.電橋電路
振蕩器對電路提供交流電源,。電橋的一臂為濕度傳感器,由于濕度變化使?jié)穸葌鞲衅鞯淖柚蛋l(fā)生變化,于是電橋失去平衡,,產生信號輸出,,放大器可把不平衡信號加以放大,整流器將交流信號變成直流信號,,由直流毫安表顯示,。振蕩器和放大器都由9V直流電源供給。電橋法適合于氯化鋰濕度傳感器,。
便攜式濕度計的實際電路
2.歐姆定律電路
此電路適用于可以流經較大電流的陶瓷濕度傳感器,。由于測濕電路可以獲得較強信號,故可以省去電橋和放大器,,可以用市電作為電源,,只要用降壓變壓器即可。其電路圖如圖,。
3.帶溫度補償?shù)臐穸葴y量電路
在實際應用中,,需要同時考慮對濕度傳感器進行線性處理和溫度補償,常常采用運算放大器構成濕度測量電路,。下圖為濕度測量電路中Rt是熱敏電阻器(20kΩ,, B=4100K);RH為H204C濕度傳感器,,運算放大器型號為LM2904,。該電路的濕度電壓特性及溫度特性表明:在(30%~90%)RH、 15℃~35℃范圍內,,輸出電壓表示的濕度誤差不超過3%RH,。
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