粮食湿度测量电路.doc

仪器仪表电路设计大作业 题 目： 粮食湿度测量电路设计 学院（系）： 年级专业： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 任务书 初始条件： 1 运用所学的测控系统电子技术知识； 2 Protues 仿真软件。 一．设计任务： 1设计一个粮食湿度测量报警显示仪 湿度范围：0-100%RH，选用式湿度传感器。 该粮食湿度检测器电路由多谐振荡器、湿度指示电路和电源电路组成2.1总体框图 2.2传感器的选择 本次设计采用电容式湿度传感器Hs1101. 一、 湿度的定义及其表示方法 1.绝对湿度((V) (V=mV/V (mg/m3) 2.相对湿度(RH) RH=((V/(W)T(100% 露点也能反映相对湿度 二、 湿度传感器的基本原理和分类 1.水分子亲和力型湿度传感器 湿敏材料吸附（物理吸附和化学吸附）水分子后，使其电气性能（电阻、电介常数、阻抗等）变化。湿敏电阻、湿敏电容等。 2.非水分子亲和力型湿度传感器 利用物理效应的湿度传感器。热敏电阻式、红外吸收式、超声波式和微波式湿度传感器。 三、 湿敏元件的主要特性参数 1.湿度量程 即感湿范围。 理想情况：0~100%RH；一般情况：5~95%RH。 2.感湿特性曲线 感湿特征量：湿度变化所引起的传感器的输出量。 感湿特性曲线：感湿特征量与环境湿度关系。 3.感湿灵敏度 在一定湿度范围内，相对湿度变化1%RH时，其感湿特征量的变化值或变化百分率。 4.响应时间——湿度传感器的动态响应特 湿度传感器响应相对湿度变化量的63.2%所需要的时间。分为吸湿响应时间和脱湿响应时间 5.湿度温度系数——感湿特性曲线随温度变化特性 湿敏元件吸湿和脱湿响应时间不同，具有滞后现象 四、高分子电容式湿度传感器 结构原理：利用醋酸纤维吸湿或脱湿从而引起介电 常数的改变特性，制作成平板湿敏电容器。 感湿特点： 响应速度快（(1s）；重复性好； 工作温度范围：0~80℃；测湿范围宽（0~100%RH）；湿度温度系数小（0.05%RH/℃）； 测湿精度：(（1~2）%RH。 五、 湿度传感器的应用 湿度传感器广泛应用于气象、军事、工业（特别是纺织、电子、食品、烟草工业）、农业、医疗、建筑、家用电器及日常生活等各种场合的湿度监测、控制与报警。 六.电路原理图 振荡电路 接通电源后，电容Vc1被充电，当Vc上升到2Vcc/3时，使Vo为低电平，同时放电三极管T导通，此时电容Vc1通过R2和T放电，Vc下降。当Vc下降到Vcc/3时，Vo翻转为高电平。电容Vc1放电所需时间为t=R2Cln2.当放电结束时，T截止，Vcc将通过R1，R2 向电容Vc1充电，Vc 由Vcc/3上升到2Vcc/3所需时间t1=(R1+R2)Cln2, 当Vc上升到2Vcc/3时, Vo又翻转为高电平。如此周而复始，于是，在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。 湿度指示电路农民在向粮食收购单位交售小麦、稻谷、玉米、大豆等粒状粮食时，粮食收购单位对粮食的湿度(含水量)有一定要求。本例介绍的粮食湿度检测器，能快速、直观地检测出粮食的湿度是否符合粮食收购单位的要求，可供广大粮农和粮食收购单位使用。 ??该粮食湿度检测器电路由多谐振荡器、湿度指示电路和电源电路组成R1～R3均选用1／4W碳膜电阻器；R4选用1／2W金属膜电阻器。 RP选用合成膜电位器。 C1和C2选用涤纶电容器或独石电容器；C3和C4均选用高频瓷介电容器；C5选用耐压值为l6V的铝电解电容器。 ??? VD1和VD2选用2AP9型锗普通二极管或IN4148型硅开关二极管。IC选用NE555或5G1555型时基集成电路。 ??? S选用动合按钮。 武汉理工大学华夏学院《微机原理与接口技术》课程设计 1 多谐振荡器器 湿度指示电路波 报警电路09 电源电路机 电容式湿度传感器