温湿度传感器原理详解.doc

课程名称：_传感器原理与应用_项目名称：_温湿度传感器的使用_ 实验准备： 实验目的：了解并掌握对温湿度传感器的使用 实验环境、知识点准备： 实验环境： 一台运行Arduino软件的计算机 知识点准备： 1、传感器性能说明 参数 条件 Min Typ Max 单位 湿度 分辨率 1 1 1 %RH Bit 重复性 ±1 %RH 精度 25℃ ±4 %RH 0－50℃ ±5 %RH 互换性 可完全互换 量程范围 0℃ 30 90 %RH 25℃ 20 90 %RH 50℃ 20 80 %RH 响应时间 1/e(63%)25℃，1m/s 空气 6 10 15 S 迟滞 ±1 %RH 长期稳定性 典型值 ±1 %RH/yr 温度 分辨率 1 1 1 ℃ Bit 重复性 ±1 ℃ 精度 ±1 ±2 ℃ 量程范围 0 50 ℃ 响应时间 1/e(63%) 6 30 S 接口说明 建议连接线长度短于20米时用5K上拉电阻,大于20米时根据实际情况使用合适的上拉电阻 3、 电源引脚 DHT11的供电电压为 3－5.5V。传感器上电后，要等待 1s 以越过不稳定状态在此期间无需发送任何指令。电源引脚（VDD，GND）之间可增加一个100nF 的电容，用以去耦滤波。 4、串行接口 (单线双向) DATA 用于微处理器与 DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零.操作流程如下: 一次完整的数据传输为40bit,高位先出。 数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据 +8bi温度整数数据+8bit温度小数数据 +8bit校验和 数据传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”所得结果的末8位。 用户MCU发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT11发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据.从模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集.采集数据后转换到低速模式。 1.通讯过程如图1所示 图1 总线空闲状态为高电平,主机把总线拉低等待DHT11响应,主机把总线拉低必须大于18毫秒,保证DHT11能检测到起始信号。DHT11接收到主机的开始信号后,等待主机开始信号结束,然后发送80us低电平响应信号.主机发送开始信号结束后,延时等待20-40us后, 读取DHT11的响应信号,主机发送开始信号后,可以切换到输入模式,或者输出高电平均可, 总线由上拉电阻拉高。 图2 总线为低电平,说明DHT11发送响应信号,DHT11发送响应信号后,再把总线拉高80us,准备发送数据,每一bit数据都以50us低电平时隙开始,高电平的长短定了数据位是0还是1.格式见下面图示.如果读取响应信号为高电平,则DHT11没有响应,请检查线路是否连接正常.当最后一bit数据传送完毕后，DHT11拉低总线50us,随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。 数字0信号表示方法如图4所示 图4 数字1信号表示方法.如图5所示 图5 5、 测量分辨率 测量分辨率分别为 8bit（温度）、8bit（湿度）。 6、电气特性 VDD=5V，T = 25℃，除非特殊标注 参数 条件 min typ max 单位 供电 DC 3 5 5.5 V 供电电流 测量 0.5 2.5 mA 平均 0.2 1 mA 待机 100 150 uA 采样周期 秒 1 次 注:采样周期间隔不得低于1秒钟。 7、应用信息 7.1工作与贮存条件 超出建议的工作范围可能导致高达3%RH的临时性漂移信号。返回正常工作条后，传感器会缓慢地向校准状态恢复。要加速恢复进程/可参阅7.3小节的“恢复处理”。在非正常工作条件下长时间使用会加速产品的老化过程。 7.2暴露在化学物质中 电阻式湿度传感器的感应层会受到化学蒸汽的干扰，化学物质在感应层中的扩散可能导致测量值漂移和灵敏度下降。在一个纯净的环境中，污染物质会缓慢地释放出去。下文所述的恢复处理将加速实现这一过程。高浓度的化学污染会