一种手持式湿度检测仪电路的制作方法

1.本发明属于电子电路技术领域，具体地说，是涉及一种手持式湿度检测仪电路。


背景技术：

2.随着现代工农业技术发展以及人们对生活环境和质量要求的提高，湿度的测量和控制显得日益重要起来。如在具有粉尘作业和电子产品生产的车间里因漏水而使屋内湿度小而产生静电时，常会发生爆炸事故；在大规模集成电路生产过程中，因漏水导致湿度低于30％时，容易产生静电而影响生产；仓库中的湿度过大，会使存放的物资变质或变坏；在农业的育苗、栽培、生产、保鲜等方面也都需要对湿度进行测量与控制。
3.湿度检测仪的测量利用电磁波技术测量原理，根据被测材质的不同，设置不同档位，产生不同频率的电磁波，从而获取材质湿度的模拟量，然后将模拟量转换为数字量后对数据进行显示。但是，现有的湿度检测仪中，由于微波产生电路产生的微波频率不稳定，常常使湿度检测仪的检测误差较大，影响对实际环境湿度的判断。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种手持式湿度检测仪电路，主要解决现有湿度检测仪检测误差较大的问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
6.一种手持式湿度检测仪电路，包括用于产生微波并接收反馈信号的高频微波模块，与高频微波模块相连用于将高频微波模块反馈的湿度模拟电压转换成数字值进行显示的湿度显示模块，以及用于对高频微波模块和湿度显示模块进行供电的电源模块；所述高频微波模块包括一端与电源模块相连的电阻r20，第2、第1引脚与电阻r20和电源模块公共端相连的电位器vr6，与电位器vr6的第3引脚相连的电位器vr1，第3引脚与电阻r20另一端相连的电位器vr3，负极与电位器vr3的第1引脚相连的电解电容e5，第7引脚与电解电容e5的正极相连的反激式电压互感器t1，交流输入端与反激式电压互感器t1的第4、第5引脚相连的全桥整流电路，与全桥整流电路的直流负极端相连的电阻r17，与电阻r17的另一端相连的电容c6，一端与电容c6的另一端相连且另一端与电位器vr1的第3引脚相连的电阻r27，一端与电容c6、电阻r27的公共端相连且另一端接地的电阻r26，发射极经电容c1与反激式电压互感器t1的第3引脚相连的三极管q3，连接于三极管q3的基极与反激式电压互感器t1的第8引脚之间的电容c8，连接于连接于三极管q3的集电极与反激式电压互感器t1的第8引脚之间的电容c9，连接于连接于三极管q3的集电极与反激式电压互感器t1的第6引脚之间的电阻r18，一端与三极管q3的发射极相连且另一端与全桥整流电路的直流负极端相连的电容c3，并联于电容c3两端的多频率信号发射电路，以及一端与三极管q3的发射极相连且另一端接地的电容c115；其中，反激式电压互感器t1的第10引脚经电阻r28与电源模块相连，反激式电压互感器t1的第9引脚与三极管q3的基极相连，三极管q3的发射极经电容c6、电阻r27、电阻r26的公共端与全桥整流电路的直流正极端相连，电位器vr3的第2引脚和全
桥整流电路的直流正极端均与湿度显示模块相连。
7.进一步地，在本发明中，所述多频率信号发射电路包括与全桥整流电路的直流负极端相连的编码开关sw1，连接于编码开关sw1的第1引脚与三极管q3的发射极之间的电阻r2，连接于编码开关sw1的第2引脚与三极管q3的发射极之间的电阻r3，连接于编码开关sw1的第4引脚与三极管q3的发射极之间的电阻r4，以及连接于编码开关sw1的第5引脚与三极管q3的发射极之间的电阻r5。
8.进一步地，在本发明中，所述湿度显示模块包括ref_in引脚与电位器vr3的第2引脚相连的ad转换器，连接于ad转换器的ref_in引脚与cref+引脚之间的电容c14，连接于ad转换器的cref-引脚与cref+引脚之间的电容c5，分别与ad转换器的a-z引脚、buff引脚、int引脚相连的电容c4、电阻r15和电阻c4-1，连接于ad转换器的ocs_1引脚与ocs_3引脚之间的电容c10，连接于ad转换器的ocs_1引脚与ocs_2引脚之间的电阻r19，以及与ad转换器相连的lcd显示屏；其中，ad转换器的ref_lo引脚、common引脚、in_lo引脚均与全桥整流电路的直流正极端相连，电容c4、电阻r15和电阻c4-1的另一端相连至一起，ad转换器的v+引脚与电源模块相连。
9.进一步地，在本发明中，所述电源模块包括双路d型触发器u1，经按键开关k1与双路d型触发器u1的第3引脚相连的供电电池，与双路d型触发器u1的第4引脚相连的电阻r10-1，与电阻r10-1的另一端相连并接地的电容c16，与电容c16的另一端和供电电池输出端均相连的电压输出调节模块，一端与双路d型触发器u1的第6引脚相连且另一端接地的电阻r9-1，一端与双路d型触发器u1的第6引脚相连且另一端与供电电池输出端相连的电容c8-1，基极经电阻r31与双路d型触发器u1的第1引脚相连的三极管q31，正极与三极管q31的发射极和供电电池输出端相连且负极接地的电解电容e3，一端与双路d型触发器u1的第7、8、10、11引脚均相连的电阻r8-1，一端与电阻r8-1另一端相连且另一端与双路d型触发器u1的第7、8、10、11引脚均相连的电容c7-1；其中，三极管器1的集电极作为电源模块的输出端为其他模块供电。
10.进一步地，在本发明中，所述电压输出调节模块包括与供电电池输出端相连的电阻r6，正极与电阻r6另一端相连且负极接地的电解电容e4，两固定端连接电解电容e4两端，以及且滑动端与供电电池输出端相连的电位器u3。
11.进一步地，在本发明中，所述湿度显示模块还包括数显保持模块；所述数显保持模块包括第12引脚与lcd显示屏相连的触发器u2，与触发器u2的第1引脚相连的电阻r23，基极经电阻r24与电阻r23另一端相连且发射极与触发器u2的第12引脚相连的三极管q2，一端与三极管q2的集电极相连且另一端与触发器u2的第13引脚相连的电阻r21，一端与触发器u2的第2、3引脚相连且另一端与触发器u2的第14引脚相连的电容c11，一端经电阻r22与触发器u2的第2、3引脚相连且另一端接地的电容c15，一端与触发器u2的第1引脚相连且另一端与电容c15、电阻r22的公共端相连的按键开关s1，一端与触发器u2的第5、9、11引脚相连的电阻r25，以及一端与电阻r25另一端相连另一端接电源模块输出端的电容c31；其中，触发器u2的第13引脚还与ad转换器的bp/gnd引脚相连，触发器u2的第4引脚还与ad转换器的hold*引脚相连。
12.进一步地，在本发明中，还包括与高频微波模块和电源模块相连的数据传输模块，所述数据传输模块包括型号为esp32f的通信芯片u5，一端与通信芯片u5的en引脚相连且另
一端接地的开关k2，连接于通信芯片u5的en引脚与3v3引脚之间的电阻r703，连接于通信芯片u5的senvp引脚与3v3引脚之间的电阻r705，连接于通信芯片u5的senvn引脚与3v3引脚之间的电阻r704，连接于通信芯片u5的io34引脚与3v3引脚之间的电阻r710，连接于通信芯片u5的io34引脚与3v3引脚之间的电阻r709，一端与通信芯片u5的3v3引脚相连且另一端接地电容c1，正极与与通信芯片u5的3v3引脚相连且负极接地电解电容c12，一端与通信芯片u5的io17引脚相连且另一端与高频微波模块中电阻r17与电容c6的公共端相连的电阻r7，一端与通信芯片u5的io17引脚相连且另一端与电源模块的输出端相连的电阻r1，连接于通信芯片u5的io17引脚与io16引脚之间的电阻r8，以及一端与通信芯片u5的io0引脚相连且另一端接地的开关k1。
13.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
14.(1)本发明利用电磁波技术测量原理，通过对高频微波模块的电路进行改进，在不同的测试环境下，根据被测材质的不同，设置不同档位，产生不同频率的电磁波，通过反激式电压互感器获取反馈信号，利用全桥整流电路，获取测量的模拟电压值，该模拟量可经过三位半ad转换ic再经过lcd断码屏显示实际湿度值，反馈信号接收稳定，大大提高了检测仪的测量准确度。
15.(2)本发明通过设置数据传输模块，通过模块上的wifi/蓝牙模块连接到主设备，可以根据自定义协议将湿度值发送给主设备，便于对数据的记录与存储。
附图说明
16.图1为本发明中高频微波模块的电路原理图。
17.图2为本发明中电源模块的电路原理图。
18.图3为本发明中湿度显示模块的电路原理图。
19.图4为本发明中数显保持模块的电路原理图。
20.图5为本发明中数据传输模块的电路原理图。
具体实施方式
21.下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
22.实施例
23.如图1～5所示，本发明公开的一种手持式湿度检测仪电路，包括用于产生微波并接收反馈信号的高频微波模块，与高频微波模块相连用于将高频微波模块反馈的湿度模拟电压转换成数字值进行显示的湿度显示模块，以及用于对高频微波模块和湿度显示模块进行供电的电源模块。
24.在本实施例中，所述高频微波模块包括一端与电源模块相连的电阻r20，第2、第1引脚与电阻r20和电源模块公共端相连的电位器vr6，与电位器vr6的第3引脚相连的电位器vr1，第3引脚与电阻r20另一端相连的电位器vr3，负极与电位器vr3的第1引脚相连的电解电容e5，第7引脚与电解电容e5的正极相连的反激式电压互感器t1，交流输入端与反激式电压互感器t1的第4、第5引脚相连的全桥整流电路，与全桥整流电路的直流负极端相连的电阻r17，与电阻r17的另一端相连的电容c6，一端与电容c6的另一端相连且另一端与电位器
vr1的第3引脚相连的电阻r27，一端与电容c6、电阻r27的公共端相连且另一端接地的电阻r26，发射极经电容c1与反激式电压互感器t1的第3引脚相连的三极管q3，连接于三极管q3的基极与反激式电压互感器t1的第8引脚之间的电容c8，连接于连接于三极管q3的集电极与反激式电压互感器t1的第8引脚之间的电容c9，连接于连接于三极管q3的集电极与反激式电压互感器t1的第6引脚之间的电阻r18，一端与三极管q3的发射极相连且另一端与全桥整流电路的直流负极端相连的电容c3，并联于电容c3两端的多频率信号发射电路，以及一端与三极管q3的发射极相连且另一端接地的电容c115；其中，反激式电压互感器t1的第10引脚经电阻r28与电源模块相连，反激式电压互感器t1的第9引脚与三极管q3的基极相连，三极管q3的发射极经电容c6、电阻r27、电阻r26的公共端与全桥整流电路的直流正极端相连，电位器vr3的第2引脚和全桥整流电路的直流正极端均与湿度显示模块相连。该电路中，电阻r20、电容c3构成rc震荡电路产生一定频率的信号通过天线发射，且信号频率值通过手持测量仪的测量档位可对多频率信号发射电路进行调节，以满足不同材质所需的对应频率；再通过反激式电压互感器获取反馈信号；再经过全桥整流电路，获取测量的模拟电压值，并将该模拟电压转换传输至湿度显示模块显示实际的湿度值。
25.在本实施例中，所述多频率信号发射电路包括与全桥整流电路的直流负极端相连的编码开关sw1，连接于编码开关sw1的第1引脚与三极管q3的发射极之间的电阻r2，连接于编码开关sw1的第2引脚与三极管q3的发射极之间的电阻r3，连接于编码开关sw1的第4引脚与三极管q3的发射极之间的电阻r4，以及连接于编码开关sw1的第5引脚与三极管q3的发射极之间的电阻r5。其中，编码器开关sw1的型号为ss-24f01-g6，共有4个档位，通过检测仪外部的按键开关切换到不同的电阻值，衰减信号强度，用来匹配测量不同材质的湿度测量，其中1档测量大理石，花岗岩，2档为混泥土，水泥墙面，3档为砌砖，耐火砖，4档为水泥砂浆。
26.在本实施例中，所述湿度显示模块包括ref_in引脚与电位器vr3的第2引脚相连的ad转换器，连接于ad转换器的ref_in引脚与cref+引脚之间的电容c14，连接于ad转换器的cref-引脚与cref+引脚之间的电容c5，分别与ad转换器的a-z引脚、buff引脚、int引脚相连的电容c4、电阻r15和电阻c4-1，连接于ad转换器的ocs_1引脚与ocs_3引脚之间的电容c10，连接于ad转换器的ocs_1引脚与ocs_2引脚之间的电阻r19，以及与ad转换器相连的lcd显示屏；其中，ad转换器的ref_lo引脚、common引脚、in_lo引脚均与全桥整流电路的直流正极端相连，电容c4、电阻r15和电阻c4-1的另一端相连至一起，ad转换器的v+引脚与电源模块相连。该电路中，主要采用包包含七段译码器，显示驱动器，参考电源和时钟系统及含有一背极驱动线适用于液晶显示器ad转换器芯片icl7106，通过芯片icl7106将模拟电压值转化成数字电压值，再通过lcd数字断码屏显示实际的湿度值。
27.在本实施例中，所述电源模块包括双路d型触发器u1，经按键开关k1与双路d型触发器u1的第3引脚相连的供电电池，与双路d型触发器u1的第4引脚相连的电阻r10-1，与电阻r10-1的另一端相连并接地的电容c16，与电容c16的另一端和供电电池输出端均相连的电压输出调节模块，一端与双路d型触发器u1的第6引脚相连且另一端接地的电阻r9-1，一端与双路d型触发器u1的第6引脚相连且另一端与供电电池输出端相连的电容c8-1，基极经电阻r31与双路d型触发器u1的第1引脚相连的三极管q31，正极与三极管q31的发射极和供电电池输出端相连且负极接地的电解电容e3，一端与双路d型触发器u1的第7、8、10、11引脚均相连的电阻r8-1，一端与电阻r8-1另一端相连且另一端与双路d型触发器u1的第7、8、10、
11引脚均相连的电容c7-1；其中，三极管器1的集电极作为电源模块的输出端为其他模块供电。
28.其中，所述电压输出调节模块包括与供电电池输出端相连的电阻r6，正极与电阻r6另一端相连且负极接地的电解电容e4，两固定端连接电解电容e4两端，以及且滑动端与供电电池输出端相连的电位器u3。供电电池为四节7号电池串联提供6v电压电源；电压输出调节模块可调分压电阻负责微调输出电压值；双路d型触发器u1与轻触按键开关k1结合组成开关电路，每按一次电源开关，触发器就改变一次状态，用来导通或者截至负责电源开关控制的三极管q31，从而实现湿度仪的电源开关，在三极管q31的集电极输出给各个模块提供的电源。
29.在本实施例中，所述湿度显示模块还包括数显保持模块；所述数显保持模块包括第12引脚与lcd显示屏相连的触发器u2，与触发器u2的第1引脚相连的电阻r23，基极经电阻r24与电阻r23另一端相连且发射极与触发器u2的第12引脚相连的三极管q2，一端与三极管q2的集电极相连且另一端与触发器u2的第13引脚相连的电阻r21，一端与触发器u2的第2、3引脚相连且另一端与触发器u2的第14引脚相连的电容c11，一端经电阻r22与触发器u2的第2、3引脚相连且另一端接地的电容c15，一端与触发器u2的第1引脚相连且另一端与电容c15、电阻r22的公共端相连的按键开关s1，一端与触发器u2的第5、9、11引脚相连的电阻r25，以及一端与电阻r25另一端相连另一端接电源模块输出端的电容c31；其中，触发器u2的第13引脚还与ad转换器的bp/gnd引脚相连，触发器u2的第4引脚还与ad转换器的hold*引脚相连。该电路通过位置按键开关s1给一个低电平输入信号，同时通道1输出一个高电平信号，通过电容的余量值，给湿度显示模块提供一段时间的触发信号，使湿度显示模块的数值显示保持功能。
30.在本实施例中，所述湿度仪检测电路还包括与高频微波模块和电源模块相连的数据传输模块，所述数据传输模块包括型号为esp32f的通信芯片u5，一端与通信芯片u5的en引脚相连且另一端接地的开关k2，连接于通信芯片u5的en引脚与3v3引脚之间的电阻r703，连接于通信芯片u5的senvp引脚与3v3引脚之间的电阻r705，连接于通信芯片u5的senvn引脚与3v3引脚之间的电阻r704，连接于通信芯片u5的io34引脚与3v3引脚之间的电阻r710，连接于通信芯片u5的io34引脚与3v3引脚之间的电阻r709，一端与通信芯片u5的3v3引脚相连且另一端接地电容c1，正极与与通信芯片u5的3v3引脚相连且负极接地电解电容c12，一端与通信芯片u5的io17引脚相连且另一端与高频微波模块中电阻r17与电容c6的公共端相连的电阻r7，一端与通信芯片u5的io17引脚相连且另一端与电源模块的输出端相连的电阻r1，连接于通信芯片u5的io17引脚与io16引脚之间的电阻r8，以及一端与通信芯片u5的io0引脚相连且另一端接地的开关k1。该模块在硬件设计中比较简单，将高频微波模块生成的湿度模拟电压值连接到通信芯片的adc采样管脚上，在芯片内部计算出数字电压值，并通过无线蓝牙天线将实际湿度值发送给配对的通信设备。
31.通过上述设计，本发明通过对高频微波模块的电路进行改进，在不同的测试环境下，根据被测材质的不同，设置不同档位，产生不同频率的电磁波，通过反激式电压互感器获取反馈信号，利用全桥整流电路，获取测量的模拟电压值，该模拟量可经过三位半ad转换ic再经过lcd断码屏显示实际湿度值，反馈信号接收稳定，大大提高了检测仪的测量准确度。因此，具有很高的使用价值和推广价值。
32.上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。