电容式湿度传感器HS1101介绍及应用电路.docx

电容式湿度传感器HS1101介绍及应用电路?? Post By：2009-3-12 10:31:26 此主题相关图片如下hs1101.jpg： ? ???? HS1101湿度传感器采用专利设计的固态聚合物结构，具有响应时间快、高可靠性和长期稳定性特点，不需要校准的完全互换性。HS1101湿度传感器在电路中等效于一个电容器Cx，其电容随所测空气的湿度增大而增大，在相对湿度为0%-100%RH的范围内，电容的容量由160pF变化到200pF，其误差不大于±2%RH，响应时间小于5s，温度系数为0.04pF/℃。 ? 此主题相关图片如下hs1101-61mcu.jpg： 如图2所示，将该湿敏电容Cx置于555振荡电路之中，将电容的变化转换为与之成反比的电压频率信号，该频率信号可以直接被微控器采集。振荡电路的两个暂稳态输出频率变化的方波信号(图3中U4的3脚输出)的高电平时间为 ?此主题相关图片如下11.gif： ? ? 输出低电平时间为 此主题相关图片如下12.gif： 因此输出方波信号的周期为 此主题相关图片如下13.gif： ? 即 此主题相关图片如下14.gif： HS1101湿度测量电路及程序?? Post By：2009-3-12 10:35:23 ??? 温度检测采用HS1101型温度传感器，HS1101是HUMIREL公司生产的变容式相对湿度传感器，采用独特的工艺设计。HS1101测量湿度采用将HS1101置于555振荡电路中，将电容值的变化砖换成电压频率信号，可以直接被微处理器采集。 ? 设计的电路如图1所示。 ?此主题相关图片如下hs1101-0903110.jpg： 图1 湿度测量电路 ? ??? 555芯片外接电阻R57，R58与HS1101，构成对HS1101的充电回路。7端通过芯片内部的晶体管对地短路实现对HS1101的放电回路，并将引脚2，6端相连引入到片内比较器，构成一个多谐波振荡器，其中，R57相对于R58必须非常的小，但决不能低于一个最小值。R51是防止短路的保护电阻。 ? ??? HS1101作为一个变化的电容器，连接2和6引脚。引脚作为R57的短路引脚。HS1101的等效电容通过R57和R58充电达到上限电压（近似于0.67?VCC，时间记为T1），这时555的引脚3由高电平变为低电平，然后通过R58开始放电，由于R57被7引脚内部短路接地，所以只放电到触发界线（近似于0.33?VCC，时间记为T2），这时555芯片的引脚3变为高电平。通过不同的两个电阻R19，R20进行传感器的不停充放电，产生方波输出。 ? 充电、放电时间分别为 此主题相关图片如下hs1101-0903111.jpg： 输出波形的频率和占空比的计算公式如下： 此主题相关图片如下hs1101-0903112.jpg： ??? 由此可以看出，空气相对湿度与555芯片输出频率存在一定线性关系。表2给出了典型频率湿度关系（参考点：25℃，相对湿度：55%，输出频率：6.208kHz）。可以通过微处理器采集555芯片的频率，然后查表即可得出相对湿度值。为了更好提高测量精度，将采用下位机负责采集频率，将频率值送入上位机进行分段处理。? ?此主题相关图片如下hs1101-0903113.jpg： ? 将555OUT接到51单片机的T1脚上，部分程序如下： ? #include reg51.h ? #define uchar unsigned char #define uint? unsigned int ? uchar? tem0 , tem1;?????????????????????????? ?? uchar? temp0 , temp1;?????????????????????? ?? uint?? f=0;?????????????????????????????????????????????? ?? //初值 /**************************************************************************** * 名称： timer0() * 功能： 定时器1，每50000us中断一次。 * 入口参数： ****************************************************************************/ void timer0() interrupt 1 { ? ?????? EA =0; ?????? TR0=0; ??? TR1=0; ? ?????? TL0=0xFF;?????????????????? //重装值?? 定时50000us? OX4BFFH