基于HS110的湿度采集电路.doc

设计题目：基于HS1101的湿度采集电路 系 别： 应用电子与通讯技术系 班 级： 0991321 学生姓名： 指导教师： 成 绩: 201年 12 月 9 日 课 程 设 计 任 务 书 课程设计题目 基于HS1101的湿度采集电路 功能 技术指标 RH 的范围为30%~90%，测量电路具有温度补偿功能，15~35℃范围内，输出电压表示的湿度误差不超过3%RH。 工作量 两周 工作计划 1、分析题目的功能要求，查找和分析参考资料。 2、画出电路原理图，分析电路原理图和列出元器件表。 3、购买元器件。 4、安装电路。 5、电路调试。 6、撰写课程设计说明书。 指导教师评语 2011年12月19日.第１章 绪论 1 1.1电路设计要求 1 1.1.1设计题目和设计指标 1 1.1.2设计功能 1 第２章 电路的方框图 2 2.1 HS1101采集湿度的总体框图 2 2.2方框图工作流程介绍 2 第３章 测量电路设计和器件的选择 3 3.1湿度传感器HS1101 3 3.1.1湿度传感器HS1101的应用和特点 3 3.1.2湿度传感器HS1101的主要特性 3 3.1.3湿度传感器HS1101的技术参数 4 3.2湿度测量电路的设计 4 3.2.1湿度传感器HS1101采集湿度的工作原理 4 3.2.2 NE555时基电路 4 3.3基于NE555震荡电路的湿度测量电路图 5 3.3.1整体电路的设计原理 5 3.3.2基于NE555设计的湿度测量电路 5 第4章 电路的测量及相关计算 7 4.1 HS1101湿度-电容响应曲线 7 4.2测量原理及计算公式 7 4.2.1测量原理 7 4.2.2计算公式及说明 7 4.2.3示波器显示方波图及测量 8 设计心得 9 参考文献 10 附录1电路原理图 11 附录2元件清单 12 第１章 绪论 设计要求 1.1.1 设计题目和设计指标 设计题目：基于HS1101的湿度采集电路 设计指标：1.精度误差：±0.1%。 2.外围电路：放大电路、滤波电路、补偿电路等。 1.1.2 设计功能 通过传感器检测温度，并搭建外围电路，完成对室内湿度的采集，并通过示波器显示采集的湿度值。 第２章 电路的方框图 2.1 HS1101采集湿度的总体框图，如图2-1 图2-1 2.2方框图工作流程介绍 1、首先通过湿度传感器HS1101采集湿度 2、通过外围电路将湿度传感器的电容变化引起的电压变化传递置多谐振荡器 3、输出电路输出电压频率信号通过示波器显示方波 第3章 测量电路设计与器件的选择 3.1湿度传感器HS1101 3.1.1湿度传感器HS1101的应用和特点 基于独特工艺设计的电容元件，这些相对湿度传感器可以大批量生产。可以应用于办公自动化，车厢内空气质量控制，家电，工业控制系统等。在需要湿度补偿的场合也可以得到很大的应用。其特点和实物图3-1： 全互换性，在标准环境下不需校正 长时间饱和下快速脱湿 可以自动化焊接，包括波峰或水浸 高可靠性与长时间稳定性 专利的固态聚合物结构 可用于线性电压或频率输出回路 快速反应时间 图3-1 3.1.2湿度传感器HS1101的主要特性 HS1101电容传感器具有完全互换性，高可靠性和长期稳定性，响应时间快速的特点，适用于线性电压输出和频率输出两种电路，适宜于制造流水线上的自动插件和自动装配过程等。其测量的范围相对湿度在1%--100%RH内，电容量由16pF变到200pF，其误差不大于±2%RH，响应时间小于5S；温度系数为0.04 pF/℃。可见精度是较高的。 3.1.3湿度传感器HS1101的技术参数 表3-1HS1101的常用参数 参数 符号 参数值 单位 工作温度 Ta -40～100 ℃ 储存温度 Tstg -40～125 ℃ 供电电压 Vs 10 Vac 湿度范围 RH 0～100 %RH 焊接时间@ 260℃ t 10 S 3.湿度测量电路的设计 3.2.1湿度传感器HS1101采集湿度的工作原理 HS1101电容传感器，在电路构成中等效于一个电容器件，其电容量随着所测空气湿度的增大而增大。涉及如何将电容的变化量准确地转变为计算机易于接受的信号时，常用两种方法:一是将HS1101置于运放与阻容组成的桥式振荡电路中，所产生的正弦波电压信号经整流、直流放大、再A/D转换为数字信号;另一种是将HS1101置于555振荡电路中，将电容值的变化转为与之呈反比的电压频率信号，再由示波器显示测出周期，按照公式计算出湿度。本次课程设计采用的方法为第二种。 3.2.2 NE555时基电路 NE555是一个能产生精确定时脉冲的高稳度控制器，其输出驱动电流可达200mA.。在多谐振荡器工作