[信息与通信]传感器技术 第7讲 声气湿敏传感器.ppt

当处于干燥环境中，胶膜脱湿，粒间接触面减小，元件阻值增大。当环境温度不同时，涂覆膜上所吸附的水分也随之变化，使梭状金电极之间的电阻产生变化。 Fe3O4湿敏器件在常温、常湿下性能比较稳定，有较强的抗结露能力，测湿范围广，有较为一致的湿敏特性和较好的温度—湿度特性，但器件有较明显的湿滞现象，响应时间长，吸湿过程（60%RH98%RH）需要2min，脱湿过程（98%RH12%RH）需5～7min。 三、湿敏传感器的应用 1．直读式湿度计 其中RH为氯化锂湿度传感器。由VT1、VT2、T1等组成测湿电桥的电源，其振荡频率为250～1000Hz。 电桥输出经变压器T2、C3耦合到VT3、经VT3放大后的信号，由VD1～VD4桥式整流后，输入给微安表，指示出由于相对湿度的变化引起电流的改变，经标定并把湿度刻划在微安表盘上，就成为一个简单而实用的直读式湿度计了。 2．自动喷灌控制器电路工作原理 图9-18 直读式湿度计电路图 1)组成 电源电路、湿度检测电路和 控制电路组成，如图9-19所示。 电源电路由电源变压器T、整流桥UR、 隔离二极管VD2、稳压二极管VS和滤波电容 器C1、C2等组成。 2）工作原理 交流220V电压经T降压、UR整流后，在滤波电容器C2两端产生直流6V电压。该电压一路供给微型水泵的直流电动机（采用交流电动机的大、中型水泵使用交流220V电源供电，见图中虚线所示）；另一路经VD2降压、VS稳压和C1滤波后，产生+5.6V电压， 图 自动喷灌控制电路 供给VT1～VT3和继电器K。湿度传感器插在土壤中，对土壤湿度进行检测。当土壤湿度较高时，湿度传感器两电极之间的电阻值较小，使VT1、VT2导通，VT3截止，继电器K不吸合，水泵电动机M不工作。 当土壤湿度变小，使湿度传感器两电极之间的电阻值增大至一定值时，VT1和VT2将截止，使VT3导通，继电器K吸合，其常开触头K接通，使水泵电动机M通电，喷水设施开始工作。 当土壤中的水分增加到一定程度，湿度传感器两电极间的电阻值减小至一定值时，VT1和VT2又导通，使VT3截止，继电器K释放，水泵电动机M停转。当土壤水分减少至一定程度时，将重复进行上述过程，从而使土壤保持较恒定的湿度。 3．砖坯水分检测器电路工作原理 1）组成：湿度检测探头、稳压基准电源、比较器、开关电路和声光报警电路组成。 稳压基准电源电路由电阻器R1和集成稳压器IC1组成，IC1选用TL431集成稳压器。比较器电路由集成电路IC2和电阻器R2、R3、电位器RP1、RP2等组成，IC2选用LM393集成电路。 开关电路由开关管VT1、二极管VD1、VD2和电阻器R4等组成。声光报警电路由发光二极管VL1、VL2、电阻器R6、R7、音乐集成电路IC3、音频放大管VT2和扬声器BL等组成。IC3选用KD9561或LC179音效集成电路。 工作原理 将湿度检测探头插入砖坯中，两支检 测探头之间的电阻值将随着砖坯含水量的 高低而变化。 当砖坯的含水量在工艺允许范围内， IC2a和IC2b均输出高电平，使VD1、VD2和VT1 均截止，扬声器BL不响，发光二极管VL1和 VL2均不亮。 当砖坯水分含量低于工艺允许值的下限时，两检测探头之间的阻值较正常时偏大，使IC2a反相输入端的电位增高，其输出端变为低电平，使VD1和VTl均导通，绿色发光二极管VL1点亮，同时IC3和V2工作，扬声器BL发出报警声，提醒检验员砖坯的湿度不够。 当砖坯水分含量高于工艺上限时，两检测探头之间的阻值较正常时偏小，使IC2b的同相输入端电位变低，其输出端变为低电平，使VD2和VT1均导通，红色发光二极管VL2点亮，IC3和VT2工作，扬声器BL发出报警声，提醒检验员砖坯的含水量过高。 图 砖坯水分检测器电路 4．汽车挡风玻璃自动去湿电路 图中RS为嵌入玻璃的加热电阻丝，H为结露感湿器件；晶体管VT1和VT2接成施密持触发电路，VT2的集电极负载为继电器K的线圈绕组。 VT1基极电阻为R1，R2和湿敏器件H的等效电阻RP并联。使在常温、常湿下VT1导通，VT2截止。一旦由于阴雨使湿度增大，湿敏器件H的等效电阻RP值下降到某一特定值，R2与RP并联的电阻值减小，VT1截止，VT2导通，VT2的集电极负载一继电器K线圈通电，它的常开触点Ⅱ接通电源Ec，小灯泡L点亮，电阻丝Rs通电，挡风玻璃被加热，驱散湿气。 当湿度减少到一定程度，