带温度补偿的湿度测试电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种带温度补偿的湿度测试电路，包括湿度检测电路(1)、温度补偿电路(2)、处理电路(3)、湿度显示电路(4)，辅助电源(5)；所述湿度检测电路(1)利用湿度传感器检测湿度信号，经处理后输出电压信号，将所述输出的电压信号作为所述温度补偿电路(2)的工作电压，通过所述温度补偿电路(2)补偿因温度影响而带来的湿度误差；通过将所述输出的电压信号叠加温度补偿信号后作为所述处理电路(3)的信号，经处理后，输出0至10V的标准信号；把标准信号分压后，送入所述的湿度显示电路(4)，所述辅助电源(5)作为其他电路的电源信号；利用本实用新型，使电路具有温度补偿的湿度感测功能并对湿度和温度做感测，以简易的电路检测湿度和温度，提高检测精度。
【专利说明】带温度补偿的湿度测试电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及测湿电路，尤其涉及到一种具有温度补偿的湿度测试电路。
【背景技术】
[0002]目前，由于精密仪器相关领域迅速发展，仪器使用的环境相对恒定，尤其在温湿度方面必须要准确快速的检测其变化，不论是工业、医药、卫生、农业、居家等方面，人们对湿度的感测及其控制提出不同程度的要求。
【发明内容】
[0003]本实用新型旨在解决现有技术的不足，提供了一种带温度补偿的湿度测试电路。
[0004]所述带温度补偿的湿度测试电路，包括湿度检测电路、温度补偿电路、处理电路、湿度显示电路，辅助电源；
[0005]所述湿度检测电路经湿度传感器检测湿度信号，并将其转变0.4V至8V的电压信号，通过信号处理，使0% RH时，输出电压为零，100% RH时，输出电压为IOV ;
[0006]所述温度补偿电路，根据湿度传感器的温度补偿特性，通过所述的温度补偿电路实现对湿度传感器因温度影响而产生的误差；
[0007]所述处理电路，所述的湿度检测电路经温度补偿后，送给处理电路，经处理后，输出O至IOV的标准信号；
[0008]所述湿度显示电路，将所述的处理电路输出信号经分压后，送给湿度显示电路，经湿度显示电路A/D转换后,显示经温补后的湿度；
[0009]所述辅助电源是为其他电路提供电源信号；
[0010]所述湿度检测电路包括湿度传感器，第一电阻、稳压管、第一调节器、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第二调节器，第一运放；
[0011]所述湿度传感器是个电容式湿度传感器，其3脚接电源、2脚输出信号接第二电阻、I脚接地；
[0012]所述稳压管一端接第一电阻和第一调节器、另一端接第一调节器，并接地，第一电阻的另一端接电源；
[0013]所述第一运放的正输入端接第二电阻和第三电阻、负端接第四电阻和第五电阻，输出端接第二调节器和第十三电阻，第四电阻的另一端接第一调节器的中心抽头；
[0014]所述第二调节器的一端接第五电阻，另一端接中心抽头，并接第一运放的输出端;
[0015]所述温度补偿电路包括温度传感器ptlOOO，第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第二运放、第三运放、第三调节器；
[0016]所述温度传感器ptlOOO，第六电阻、第七电阻、第八电阻接成桥式电路，第六电阻和第七电阻作为上桥臂，温度传感器PtlOOO和第八电阻接成下桥臂，两桥臂的输出端分别接第九电阻和第十电阻，第八电阻为精密电阻，其工作电压由第一运放的输出端提供；[0017]所述第二运放作为射极跟随器，其正端输入第一运放的输出端，第二运放的输出端接第六和第七电阻；
[0018]所述第三运放的正端接第九电阻和第十一电阻、负端接第十电阻和第十二电阻，输出端接第十二电阻和第三调节器，第十一电阻的另一端接地；
[0019]所述处理电路包括第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第四运放；
[0020]所述第四运放的正端接第十三电阻、第十四电阻，负端接第十六电阻和第十五电阻，输出端接第十六电阻和第十七电阻，第十八电阻的一端接第十七电阻和7107的32脚、
另一端接地；
[0021]所述湿度显示电路，包括电源、A/D转换电路、显示电路；
[0022]所述电源包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第十九电阻、第五二极管、第六二极管，第四电容，反相器；
[0023]所述第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管接成桥式整流电路，输入端接交流9V,输出端接稳压管的I脚和第一电容的正端,另一端接第一电容的负端、第二电容的负端、第五二极管的负端和第六二极管的正端，并接地，稳压管的2脚接地，3脚输出端接第十九电阻、7107的I脚、第二十电阻和第二十一电阻；7107的38脚接反相器，并经五个并联的反相器驱动放大后，与第四电阻的正端相连；第四电容的负端接第五二极管的正端和第六二极管的负端，第六二极管的负端接第三电容的负端；
[0024]所述A/D转换器7107和外围电路组成，第27脚接积分电容，第28脚接积分电阻，第29脚接基准电容，30脚接输入信号，并通过第九电容连31脚，38脚和39脚接第二十电容和第二十三电阻，并与内电路构成振荡电路，35脚和36脚为基准电压，通过I脚串接第二十电阻、第五调节器到第35脚，I脚通过串接第二十一电阻、第二十二电阻和第六调节器到36脚；
[0025]所述显示电路，由四个七段数码管和第二十五电阻组成；7107的第2脚到第二十五脚(除21脚接地外)，分别连对应的七段码和小数点；
[0026]作为本实用新型的带温度补偿的湿度测试电路，利用温度传感器PT1000检测现场温度，并校正温度对湿度带来的影响，用A/D转换器把检测的湿度模拟信号转换为数字信号，并由数码管显示。因此，本实用新型具有温度补偿的湿度感测电路能同时对温度及湿度做感测，并以简易的电路感测温度及湿度，提高检测精度，适用于工业、农业、居家等方面的湿度检测。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本实用新型的带温度补偿的湿度测试电路的结构示意图。
[0028]图2为本实用新型图1的带温度补偿的湿度测试电路的电路图。
[0029]图3为利用本实用新型开发的带温度补偿的湿度测试电路的电路图。
【具体实施方式】
[0030]以下结合附图对本实用新型内容进一步说明。
[0031]如图1所示，为本实用新型带温度补偿的湿度测试电路的结构图，包括湿度检测电路1、温度补偿电路2、处理电路3、湿度显示电路4，辅助电源5 ；
[0032]所述湿度检测电路利用湿度传感器检测湿度信号，并将信号经处理后，使0% RH时的输出电压为零，100% RH时的输出电压为IOV ；
[0033]所述温度补偿电路，根据温度对湿度的影响程度，通过所述的温度补偿电路实现温度对湿度检测带来的影响而产生误差；
[0034]所述处理电路，所述经温度补偿后的湿度检测电路，经处理电路后，输出O至IOV的标准信号；
[0035]所述湿度显示电路，将所述的处理电路输出信号经过分压后，送给所述湿度显示电路，显示经温补后的湿度。
[0036]如图2所示，为本实用新型图1的带温度补偿的湿度测试电路的电路图。
[0037]所述湿度检测电路包括湿度传感器11，电阻12、稳压管13、调节器14、电阻15、电阻16、电阻17、电阻19、调节器10，运放18 ；
[0038]所述湿度传感器11是个电容式湿度传感器，其3脚接电源、2脚输出信号接电阻15、I脚接地；
[0039]所述稳压管13 —端接电阻12和调节器14、另一端接调节器14，并接地，电阻12的另一端接电源；
[0040]所述运放18的正输入端接电阻15和电阻17、负端接电阻16和电阻19，输出端接调节器10和电阻30，电阻16的另一端接调节器14的中心抽头；
[0041]所述调节器10的一端接电阻19，另一端接中心抽头，并接运放18的输出端；
[0042]所述温度补偿电路包括温度传感器ptl00023，电阻21、电阻22、电阻24、电阻26、电阻25、电阻27、电阻20、运放28、运放29、调节器200 ；
[0043]所述温度传感器ptlOOO，电阻21、电阻22、电阻24接成桥式电路，电阻21和电阻22作为上桥臂，温度传感器ptl00023和电阻24接成下桥臂，两桥臂的输出端分别接电阻25和电阻26，电阻24为精密电阻，其工作电压由运放18的输出端提供；
[0044]所述运放29作为射极跟随器，其正端输入运放18的输出端，运放29的输出端接电阻21和电阻22 ；
[0045]所述运放28的正端接电阻26和电阻27、负端接电阻25和电阻20，输出端接电阻20和调节器200，电阻27的另一端接地；
[0046]所述处理电路包括电阻30、电阻31、电阻32、电阻34、电阻35、电阻36、运放33 ；
[0047]所述运放33的正端接电阻30、电阻36，负端接电阻31和电阻32，输出端接电阻32和电阻34，电阻35的一端接电阻34和7107的32脚、另一端接地；
[0048]所述湿度显示电路,包括电源41、A/D转换电路43、显示电路45 ；
[0049]所述电源包括二极管410、二极管411、二极管412、二极管413、电容414、电容415、电容416、电阻417、二极管418、二极管419，电容420，反相器421，稳压器422 ；
[0050]所述二极管410、二极管411、二极管412、二极管413接成桥式整流电路，输入端接交流9V，输出端接稳压管的I脚和电容414的正端，另一端接电容414的负端、电容415的负端、二极管418的负端和二极管419的正端，并接地，稳压管422的2脚接地，3脚输出端接电阻417、A/D转换器441的I脚、电阻439和电阻440 ；A/D转换器441的38脚接反相器421，并经五个并联的反相器驱动放大后，与电容420的正端相连；电容420的负端接二极管418的正端和二极管419的负端，二极管419的负端接电容416的负端；
[0051]所述A/D转换器441和外围电路组成，第27脚接积分电容430，第28脚接积分电阻431，第29脚接基准电容432，30脚接输入信号，并通过电容433连31脚，38脚和39脚接电容442和电阻443，并与内电路构成振荡电路，35脚和36脚为基准电压，通过I脚串接电阻439、调节器437到第35脚，I脚通过串接电阻435、电阻440和调节器438到36脚；
[0052]所述显示电路，由四个七段数码管和电阻450组成；A/D转换器441的第2脚到第二十五脚(除21脚和20脚外)分别连对应的七段数码管，20脚经限流电阻450接到小数点。
[0053]湿度检测的方法，包括如下步骤:
[0054](I)所述湿度传感器选用电容式湿度传感器，其在温度一定的情况下，湿度与输出电压成线性关系，选用IH3605，利用电容量的大小随湿度的不同而发生变化，来检测环境湿度。
[0055](2)设定温度为25 °C，使湿度在O % RH和100 % RH的情况下，根据计算公式VOUT=VDC(0.0062RH0+0.16)分别计算出湿度传感器输出电压，其中VOUT为IH3605的电压输出值，VDC为IH3605的供电电压值5V，RHO为25°C时的相对湿度值。
[0056](3)根据计算值，并通过调节器14调节，使湿度在O % RH的情况下，输出电压为零，即湿度传感器在0% RH时感应出的电压值与调节器的设定值相等。
[0057](4)把湿度传感器检测的湿度信号送入运放，通过与调节器调节后的信号进行比较运算后输出相应的电压。
[0058]温度补偿的方法，包括如下步骤:
[0059](I)首先根据计算公式RH = RHO/(1.0546-0.00216t)，计算出实际的相对湿度值，其中RH为实际的相对湿度值，RHO为设定温度为25°C，t为当前的温度值。
[0060](2)根据计算值进行温度补偿；其补偿方法是:1.利用所述湿度检测电路的输出端经运放29射极跟随后作为温度补偿电路的工作电压；2.所述温度传感器、电阻21、电阻22和精密电阻24组成桥式电路，当温度为0°C时，桥式电路输出电压为零，当温度不为零时，根据温度传感器与电阻的对应关系进行处理，输出电压信号；3.将运放I放大输出后的湿度信号与取自调节器200的温度补偿信号进行叠加，其输出电压即为温度补偿后的实际湿度对应的输出电压。
[0061]显示电路调试方法，包括如下步骤:
[0062](I)选用A/D转换器ICL7107适配用共阳极LED显示器。
[0063](2)检查零输入时的显示值:将IN+(第31脚)与IN-(第30脚)短接，使输入电压VIN = 0V。(仪表仅显示“00.0”)。
[0064](3)检查基准电压:把IN+端与基准电压正端VREF+(第36脚)短接。利用基准电压作输入电压，即VIN = NREF= 100.0MV，仪表应显示“ 100.0”允许有± I个字的误差。
[0065](4)检查数码管的显示笔段:把测试端TSET (第37脚)与正电源端V+(第I脚)短接，使芯片内部的逻辑地变成高电平，全部数字电路停止工作。因每个段都加有直流电压(不是交流方波)，故全部笔段亮。此时小数点驱动电路亦不工作，仪表仅显示“1888”。
[0066](5)检查正信号与负信号的溢出功能:①正信号的溢出功能:将IN+端与正电源V-(第26脚，+5V)短接，使VIN+5V > 199.9MV。此时仪表仅显示千位的“ I ”,其他位均消。②负信号的溢出功能:将IN+端与负电源V-(第26脚)短接，使VIN<OV并且|VINI >200MV。仪表应显示负号(即千位笔段g亮)，同时显示超量程符号“I” (仅千位的a、b段亮，其余均消隐)。另外的VIN+与VEE短接显示当VI超过仪表的量程后溢出，千位显示1，百位显示”十位不显示。
[0067](6)如果上述的所有连接和电压数值都正常的，也没有“短路”或者“开路”故障，电路就能正常工作了，这时将处理电路输出的电压O到IOV经电阻分压后，送给显示电路，显示电路显示实测的湿度值。
[0068]如图3所示，为利用本实用新型开发的带温度补偿的湿度测试电路的电路图。
[0069]本实用新型公开了一种带温度补偿的湿度测试电路，并且参照附图描述了本实用新型的【具体实施方式】和效果。应该理解到的是:上述实施例只是对本实用新型的说明，而不是对本实用新型的限制，任何不超出本实用新型实质精神范围内的实用新型创造，均落入本实用新型保护范围之内。
【权利要求】
1.带温度补偿的湿度测试电路，其特征在于包括湿度检测电路、温度补偿电路、处理电路、湿度显示电路，辅助电源: 所述湿度检测电路经湿度传感器检测湿度信号，并将其转变为电压信号，并通过信号处理，使0% RH时，输出电压为零，100% RH时，输出电压为IOV ； 所述温度补偿电路，根据湿度传感器的温度补偿特性，利用温度补偿电路实现对湿度传感器因温度影响所产生的误差； 所述处理电路，在湿度检测信号上叠加温度补偿信号后传输给处理电路，经处理后输出O到IOV的标准信号； 所述湿度显示电路，将所述的处理电路输出信号经分压后，送给湿度显示电路，经A/D转换后，显示经温补后的湿度； 所述辅助电源是为其他电路提供电源信号。
2.如权利要求1所述的带温度补偿的湿度测试电路，其特征在于所述湿度检测电路包括湿度传感器，第一电阻、稳压管、第一调节器、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第二调节器，第一运放； 所述湿度传感器是个电容式湿度传感器，其3脚接电源、2脚输出信号接第二电阻、I脚接地； 所述稳压管一端接 第一电阻和第一调节器、另一端接第一调节器，并接地，第一电阻的另一端接电源； 所述第一运放的正输入端接第二电阻和第三电阻、负端接第四电阻和第五电阻，输出端接第二调节器和第十三电阻，第四电阻的另一端接第一调节器的中心抽头； 所述第二调节器的一端接第五电阻，另一端接中心抽头，并接第一运放的输出端。
3.如权利要求1所述的带温度补偿的湿度测试电路，其特征在于所述温度补偿电路包括温度传感器ptiooo，第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第二运放、第三运放、第三调节器； 所述温度传感器ptiooo，第六电阻、第七电阻、第八电阻接成桥式电路，第六电阻和第七电阻作为上桥臂，温度传感器Ptiooo和第八电阻接成下桥臂，两桥臂的输出端分别接第九电阻和第十电阻，第八电阻为精密电阻，其工作电压由第一运放的输出端提供； 所述第二运放作为射极跟随器，其正端输入第一运放的输出端，第二运放的输出端接第六和第七电阻； 所述第三运放的正端接第九电阻和第十一电阻、负端接第十电阻和第十二电阻，输出端接第十二电阻和第三调节器，第十一电阻的另一端接地。
4.如权利要求1所述的带温度补偿的湿度测试电路，其特征在于所述处理电路包括第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第四运放； 所述第四运放的正端接第十三电阻、第十四电阻，负端接第十六电阻和第十五电阻，输出端接第十六电阻和第十七电阻，第十八电阻的一端接第十七电阻和7107的32脚、另一端接地。
5.如权利要求1所述的带温度补偿的湿度测试电路，其特征在于所述湿度显示电路，包括电源、A/D转换电路、显示电路； 所述电源包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第十九电阻、第五二极管、第六二极管，第四电容，反相器；通过桥式整流稳压电路后输出+5V电源，利用A/D转换器的38脚输出的方波，经反相器两次反相和驱动放大后，利用电容的充放电，为A/D转换器提供-5V电源； 所述A/D转换器和外围电路组成，第27脚接积分电容，第28脚接积分电阻，构成积分电路，第29脚接基准电容，30脚接输入信号，并通过第九电容连31脚，38脚和39脚接第二十电容和第二十三电阻，并与内电路构成振荡电路，35脚和36脚为基准电压，通过I脚串接第二十电阻、第五调节器到第35脚，I脚通过串接第二十一电阻、第二十二电阻和第六调节器到36脚； 所述显示电路，由四个七段数码管和第二十五电阻组成；7107的第2脚到第二十五脚除21脚接地外，分别连对应 的七段码和小数点。
【文档编号】G01N27/22GK203758953SQ201420181821
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】吴丽君 申请人:浙江商业职业技术学院