综合电子设计报告 ---湿度测量控制电路设计

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1、 湿湿 度度 测测 量量 控控 制制 电电 路路 设设 计计 原理：对于本电路，我们采用了电阻式传感器。由于湿度的变化从而引起湿度原理：对于本电路，我们采用了电阻式传感器。由于湿度的变化从而引起湿度 传感器电阻值的变化，产生了信号输出，通过放大器将信号加以放大，用整流传感器电阻值的变化，产生了信号输出，通过放大器将信号加以放大，用整流 器将信号变成直流信号，再由直流毫安表加以显示。对于控制电路部分，我们器将信号变成直流信号，再由直流毫安表加以显示。对于控制电路部分，我们 采用电磁继电器来进行控制。以下是其原理框图：采用电磁继电器来进行控制。以下是其原理框图： 有了原理框图和大概的设计思路后，我

2、们便开始了此电路的分步设计。具体设有了原理框图和大概的设计思路后，我们便开始了此电路的分步设计。具体设 计过程如下：计过程如下： 一、一、 传感器的选择传感器的选择 湿度测量的关键在于湿度传感器，一切电阻式湿度传感器都必须使用交流电源，否则性 能会劣化甚至失效。因此最理想的是选用失真非常小的交流信号，所选择的波形应该以 0V 为中心对称， 并且没有叠加直流偏置的信号。 电解质湿度传感器的电导是靠离子的移动实现 的，在直流电源作用下，正、负离子必然向电源两极运动，产生电解作用，使感湿层变薄甚 至被破坏； 在交流电源作用下， 正负离子往返运动， 不会产生电解作用， 感湿膜不会被破坏。 我们设计的电

3、路中采用的是体效应湿度传感器 H204C（在电路图中以一个变阻器代替） ，该 器件的主要特性参数如表 1 所示。 表表 1 H2041 H204C C 的特性的特性 功耗（AC） 0.5 mW 工作频率 50Hz 1KHz 线性误差 5% RH 温度系数 1% RH/C 响应时间（3090%） 2 分 湿度（%RH） 10 30 50 70 90 阻值（Komh） 900 420 150 63 27 二、二、 信号发生器的选择信号发生器的选择 由表 1 我们可以知道，传感器 H204C 工作时要求加交流电信号，因为加直流电压将因器 件内部发生电解作用而减少使用寿命，甚至损坏。为此，我们在电路中

4、采用了功能强大 555 振荡源，用它来产生交流信号，并且提供适当的工作频率来供传感器 H204C 正常工作。 由表 1 可知 H204C 的正常工作频率为 50HZ-1KHZ，因此我们可以将 555 和 R1、R11 和 C1 组成无稳态多谐振荡器，因为无稳态多谐振荡模式与单稳态模式不同之处触发器（2 脚）接 在充、放电回路的 C 上，而不是受外部触发控制。且由 555 构成的无稳态多谐振荡器有其特 点： （1） 振荡周期与电源电压 VDD 无关，而取决于充电和放电的总时间常数，即仅与图中的 R1、R11、C1 的值有关。 （2） 振荡波的占空比与 C 的大小无关，而仅与 R1、R11 的大小比值有关。 了解了这些，我们就可以计算图中其振荡频率为 f=1.44/(R11+2R1)C1, 因此我们选 C1=0.1uF,R1=10K,使图中参数的振荡频率在 700-1100HZ 范围内，调节 RP1，以选定最佳的 工作交流电压提供给传感器 H204C。 其电路图