濕度變送器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種濕度變送器，其包括外殼和設置在外殼內(nèi)的電路板，電路板包括濕度傳感器、運算放大器、單片機和溫度傳感器，溫度傳感器與單片機相連接；濕度傳感器用于檢測外部環(huán)境的濕度值，將濕度值轉(zhuǎn)換為電信號并傳輸至運算放大器；運算放大器用于將濕度傳感器傳輸來的電信號放大為放大信號，并將放大信號傳輸至單片機；溫度傳感器用于檢測外部環(huán)境的溫度值，并將溫度值傳輸至單片機；單片機用于接收放大信號和溫度值，將放大信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并傳輸，且基于溫度值對放大信號和數(shù)字信號進行溫度補償。本發(fā)明具有采用溫度傳感器對溫度進行補償、非線性誤差小、測量精度高、穩(wěn)定性良好以及實用性強等優(yōu)點。
【專利說明】濕度變送器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及自動化【技術領域】，尤其是涉及一種濕度變送器。
【背景技術】
[0002]傳感器是一種檢測元件，也稱為敏感元件，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其它所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求，它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。
[0003]由于傳感器本身產(chǎn)生信號太過弱小及不規(guī)則，需要對其信號進行進一步的調(diào)制、放大及線性化處理，以實現(xiàn)有效的控制，將傳感器進行信號調(diào)理后的產(chǎn)品稱為變送器。
[0004]隨著工業(yè)技術的進一步發(fā)展，對于變送器的輸出信號逐漸形成了一定的標準，以便于跟二次儀表接口，常見的幾種0-20mA，4-20mA，0-5V，1-5V, 0-10V等均為模擬信號。
[0005]濕度變送器是反映環(huán)境的相對濕度數(shù)據(jù)的產(chǎn)品，常用于基站監(jiān)控、樓宇自控及農(nóng)業(yè)大棚的環(huán)境控制。
[0006]隨著人們對生產(chǎn)與生活的安全意識的提高，濕度變送器的應用越來越廣泛，許多場所需要安裝濕度變送器來對環(huán)境進行監(jiān)控，了解當前環(huán)境的濕度狀況。但是，目前國內(nèi)大部分的濕度變送器存在以下缺點:非線性誤差大、測量精度低、溫度系數(shù)高以及穩(wěn)定性差等。而且傳統(tǒng)的濕度變送器是將測量獲得的信號進行遠傳，以電壓值或電流值顯示，不具備直觀性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術問題是為了克服現(xiàn)有技術中濕度變送器具有非線性誤差大、測量精度低、溫度系數(shù)高以及穩(wěn)定性差等的缺陷，提供一種濕度變送器，該濕度變送器具有采用溫度傳感器對溫度進行補償、非線性誤差小、測量精度高、穩(wěn)定性良好以及實用性強等優(yōu)點。
[0008]本發(fā)明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的:
[0009]本發(fā)明提供了一種濕度變送器，其包括一外殼和設置在外殼內(nèi)的一電路板，該電路板包括一濕度傳感器、一運算放大器、一單片機，其特點在于，該電路板還包括一溫度傳感器，該溫度傳感器與該單片機相連接；
[0010]該濕度傳感器用于檢測一外部環(huán)境的濕度值，將該濕度值轉(zhuǎn)換為一電信號并傳輸至該運算放大器；
[0011]該運算放大器用于將該濕度傳感器傳輸來的該電信號放大為一放大信號，并將該放大信號傳輸至該單片機；
[0012]該溫度傳感器用于檢測該外部環(huán)境的溫度值，并將該溫度值傳輸至該單片機；
[0013]該單片機用于接收該放大信號和該溫度值，將該放大信號經(jīng)一模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為一數(shù)字信號并傳輸，且基于該溫度值對該放大信號和該數(shù)字信號進行溫度補償。
[0014]其中，在高溫情況下，溫度特性曲線偏差較大，故需要該單片機基于該溫度值對該放大信號和該數(shù)字信號進行溫度補償。
[0015]較佳地，該單片機為一 TI (Texas Instruments，德州儀器)公司的MSP430 (MSP430系列是一個16位的、具有精簡指令集的、超低功耗的混合型單片機)單片機。該MSP430單片機具有超低功耗的功能，所以使得該MSP430單片機內(nèi)的電路抗干擾能力、穩(wěn)定性大大地提高，且使得該溫度傳感器的校準和調(diào)試變得非常方便，使生產(chǎn)效率有所提高。
[0016]較佳地，該濕度傳感器為一電容式濕度傳感器。當然，該濕度傳感器除了可以為該電容式濕度傳感器，還可以為一電阻式濕度傳感器。
[0017]較佳地，該電容式濕度傳感器包括一電容測量模塊，該電容測量模塊用于將該電容式濕度傳感器的電容的變化量轉(zhuǎn)換為一電壓信號并傳輸至該運算放大器。該電容式濕度傳感器上有一探頭，該探頭上帶有電容，該外部環(huán)境的濕度值的變化引起該電容式濕度傳感器的探頭的電容的變化，該電容測量模塊通過固定參考電容來檢查該探頭的電容的相對電容的變化量，用兩個可調(diào)的電流源與兩個電容組成的電橋來測量該探頭的電容的變化量，參考電容與該探頭的電容決定積分器的振幅，振幅的差放映了該探頭的電容的變化量的大小，電容的變化量轉(zhuǎn)換為該電壓信號并傳輸至該運算放大器。
[0018]較佳地，該運算放大器為一差分放大器，即該差分放大器用于將該濕度傳感器傳輸來的該電壓信號放大為該放大信號。
[0019]較佳地,該濕度變送器還包括一輸出模塊，該輸出模塊用于接收經(jīng)該單片機傳輸來的該數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為一模擬信號輸出。
[0020]較佳地，該輸出模塊通過一 SPI (Serial Peripheral Interface,串行外設接口)接口與該單片機相連接。
[0021]較佳地，該輸出模塊為一ADI (Analog Device Inc.,亞德諾半導體技術公司或美國模擬器件公司)公司的AD421。
[0022]較佳地，該AD421用于將該數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為一電流信號。
[0023]較佳地，該濕度變送器還包括一顯示模塊，該單片機存儲有一對應表，該對應表記錄有放大信號與濕度值的對應關系，該單片機用于基于該放大信號查詢該對應表以獲得對應的濕度值，并將獲得的濕度值傳輸至該顯示模塊，該顯示模塊用于顯示獲得的濕度值。
[0024]本發(fā)明的積極進步效果在于:
[0025]本發(fā)明提供了一種濕度變送器，該濕度變送器具有采用溫度傳感器對溫度進行補償、非線性誤差小、測量精度高、穩(wěn)定性良好以及實用性強等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明較佳實施例的濕度變送器的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細說明本發(fā)明的技術方案，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。
[0028]如圖1所不,本實施例的濕度變送器包括一外殼和設置在外殼內(nèi)的一電路板，該電路板包括一電容式濕度傳感器1、一差分放大器2、一 TI公司的MSP430單片機3、一溫度傳感器4、一 ADI公司的AD4215和一顯不模塊6,該電容式濕度傳感器I包括一電容測量模塊(圖中未示出)，該MSP430單片機3存儲有一對應表，該對應表記錄有放大信號與濕度值的對應關系，該溫度傳感器4與該MSP430單片機3相連接。
[0029]其中，該電容式濕度傳感器I用于檢測一外部環(huán)境的濕度值，該電容式濕度傳感器I上有一探頭，該探頭上帶有電容，該外部環(huán)境的濕度值的變化引起該電容式濕度傳感器I的探頭的電容的變化，該電容測量模塊用于將該電容式濕度傳感器I的電容的變化量轉(zhuǎn)換為一電壓信號并傳輸至該差分放大器2。
[0030]該差分放大器2用于將該電容式濕度傳感器I傳輸來的該電壓信號放大為一放大信號，并將該放大信號傳輸至該MSP430單片機3。
[0031 ] 該溫度傳感器4用于檢測該外部環(huán)境的溫度值，并將該溫度值傳輸至該MSP430單片機3。
[0032]該MSP430單片機3用于接收該放大信號和該溫度值，將該放大信號經(jīng)一模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為一數(shù)字信號并傳輸至該AD4215，且基于該溫度值對該放大信號和該數(shù)字信號進行溫度補償。
[0033]該AD4215用于將該數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為一電流信號。
[0034]該MSP430單片機3還用于基于該放大信號查詢該對應表以獲得對應的濕度值，并將獲得的濕度值傳輸至該顯示模塊6，該顯示模塊6用于顯示獲得的濕度值。
[0035]該MSP430單片機3具有超低功耗的功能，所以使得該MSP430單片機3內(nèi)的電路抗干擾能力、穩(wěn)定性大大地提高，且使得該溫度傳感器4的校準和調(diào)試變得非常方便，使生廣效率有所提聞。
[0036]另外，該濕度傳感器除了可以為該電容式濕度傳感器1，還可以為一電阻式濕度傳感器。
[0037]在具體使用該濕度變送器時，該電容式濕度傳感器I檢測該外部環(huán)境的濕度值，該外部環(huán)境的濕度值的變化引起該電容式濕度傳感器I的探頭的電容的變化，該電容式濕度傳感器I中的該電容測量模塊將該電容式濕度傳感器I的電容的變化量轉(zhuǎn)換為電壓信號并傳輸至該差分放大器2 ;該差分放大器2將該電壓信號放大為放大信號，并傳輸至該MSP430單片機3 ;該溫度傳感器4檢測該外部環(huán)境的溫度值，并將該溫度值傳輸至該MSP430單片機3 ;該MSP430單片機3接收該放大信號和該溫度值，將該放大信號經(jīng)該模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并傳輸至該AD4215，且基于該溫度值對該放大信號和該數(shù)字信號進行溫度補償，又該MSP430單片機3基于該放大信號查詢該對應表以獲得對應的濕度值，并將獲得的濕度值傳輸至該顯示模塊6，該顯示模塊6顯示獲得的濕度值；該AD4215將該數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為一電流信號。
[0038]本發(fā)明中的各個功能模塊均能夠在現(xiàn)有的硬件條件下結(jié)合現(xiàn)有的軟件編程手段加以實現(xiàn)，故在此對其具體實現(xiàn)方法均不做贅述。
[0039]雖然以上描述了本發(fā)明的【具體實施方式】，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本發(fā)明的保護范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本發(fā)明的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種濕度變送器,其包括一外殼和設置在外殼內(nèi)的一電路板，該電路板包括一濕度傳感器、一運算放大器、一單片機，其特征在于，該電路板還包括一溫度傳感器，該溫度傳感器與該單片機相連接； 該濕度傳感器用于檢測一外部環(huán)境的濕度值，將該濕度值轉(zhuǎn)換為一電信號并傳輸至該運算放大器； 該運算放大器用于將該濕度傳感器傳輸來的該電信號放大為一放大信號，并將該放大信號傳輸至該單片機； 該溫度傳感器用于檢測該外部環(huán)境的溫度值，并將該溫度值傳輸至該單片機； 該單片機用于接收該放大信號和該溫度值，將該放大信號經(jīng)一模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為一數(shù)字信號并傳輸，且基于該溫度值對該放大信號和該數(shù)字信號進行溫度補償。
2.如權(quán)利要求1所述的濕度變送器，其特征在于，該單片機為一TI公司的MSP430單片機。
3.如權(quán)利要求1所述的濕度變送器，其特征在于，該濕度傳感器為一電容式濕度傳感器。
4.如權(quán)利要求3所述的濕度變送器，其特征在于，該電容式濕度傳感器包括一電容測量模塊，該電容測量模塊用于將該電容式濕度傳感器的電容的變化量轉(zhuǎn)換為一電壓信號并傳輸至該運算放大器。
5.如權(quán)利要求4所述的濕度變送器，其特征在于，該運算放大器為一差分放大器。
6.如權(quán)利要求1所述的濕度變送器，其特征在于，該濕度變送器還包括一輸出模塊，該輸出模塊用于接收經(jīng)該單片機傳輸來的該數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為一模擬信號輸出。
7.如權(quán)利要求6所述的濕度變送器，其特征在于，該輸出模塊通過一SPI接口與該單片機相連接。
8.如權(quán)利要求6所述的濕度變送器，其特征在于，該輸出模塊為一ADI公司的AD421。
9.如權(quán)利要求8所述的濕度變送器，其特征在于，該AD421用于將該數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為一電流信號。
10.如權(quán)利要求1所述的濕度變送器，其特征在于，該濕度變送器還包括一顯示模塊，該單片機存儲有一對應表，該對應表記錄有放大信號與濕度值的對應關系，該單片機用于基于該放大信號查詢該對應表以獲得對應的濕度值，并將獲得的濕度值傳輸至該顯示模塊，該顯示模塊用于顯示獲得的濕度值。
【文檔編號】G01N27/22GK103913488SQ201310002971
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月5日
【發(fā)明者】李鳳奎, 伍正輝 申請人:上海朝輝壓力儀器有限公司