数字记录式温度湿度监控仪.PDF

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　信　息　技　术　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2002 年第 6 期 ·24 · 数字记录式温度湿度监控仪 1 2 张肇昕 , 杜宇芳 ( 1. 黑龙江省电子技术研究所 , 哈尔滨 150001 ; 2. 黑龙江省电子产品监督检验所 , 哈尔滨 150001) 摘　要 : 介绍了新型半导体湿敏、温敏器件的特性及应用上述器件设计的仪器。该仪器具有温 湿度数字显示、自动控温调湿、数字打印等功能。给出了电原理图并进行了理论分析。该仪器 在环境保护、矿山机电、分析化验等方面有一定应用价值。 关键词 : 湿敏陶瓷 ; 测控 ; 集成温度传感器 中图分类号:TN379 　　文献标识码 :B 　　文章编号 :1009 —2552 (2002) 06 —0024 —02 0 　引言 流电时将产生极化现象 , 因此不能象测量普通电阻 温度与湿度是与人类关系至为密切的两个物理 那样用万用表直接测量 , 必须用间接的方法换算。 量 ,在国民经济的各个部门都存在着温度和湿度的监 通常是将湿敏电阻施加一个频率稳定的正弦波或方 测及控制问题。对于能源的一个重要源泉———煤炭 波电压 ,测出其在不同湿度环境中的电压降及流过 ( ) 湿敏电阻的电流 ,用计算方法确定其电阻值。图 1 来说 ,温度、湿度 水分 也是必测的项目。例如 ,在矿 山机电、煤炭运输、分析化验、采煤、节能及综合利用 是湿度一电阻的测试电路。湿敏电阻阻值为 Rm ,分 ( ) 压电阻 R ,交流信号源频率为 50 ～120Hz ,幅值 6 ～ 等方面 ,都提出过温湿度 水分 的自动监测问题。 但是迄今许多部门 ,测温、测湿的手段还是传统 7V 。用数字表监测电压V1 及 V2 ,则有 : V- V 方式的。就测湿而言 ,17 世纪创制的毛发湿度计和 V- V 1 2 1 2 Rm = = R ( 1) 19 世纪发明的干湿球湿度计仍在普遍使用着。不 I V 2 仅精度低、响应时间长 ,更重要的是无法转换成电信 号 ,不能直接应用微处理器、电子计算机等先进设备 进行信息处理。 1 　温、湿敏器件的特性分析 二次世界大战中 ,美国海军首次使用氯化锂测 量湿度。但直到七十年代 ,测湿的敏感器件才有较 大的突破。我国从八十年代初开始大力研制湿敏器 件和仪器 ,虽然历史较短 ,但发展迅速。本文介绍的 图 1 　温度 - 电阻测试电路 是陶瓷型湿敏器件。它是用金属氧化物半导体材 由实验可知,不同的湿敏器件 ,在同一湿度环境 料 , 氧化铬 —氧化镁复合氧化物 ———二氧化钛 中其电阻值并不完全相等 ,存在着一定的离散性 ,为 (MgCr2O4 —TiO2) 制成的多孔陶瓷。多孔陶瓷吸附 了求出湿敏器件传递函数 ,必须取足够的湿敏器件 了空气中的水分子 ,使本身的电阻发生变化 ,利用这 进行实验 ,并作表。为此选200 只湿敏器件 ,编成 50 一特性制成湿度传感器。湿敏陶瓷经高温烧结而