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温湿度检测毕业论⽂1 绪论1.1 前⾔温湿度的监测与控制是⼯业⽣产过程中⽐较典型的应⽤之⼀，随着传感器在⽣产和⽣活中的更加⼴泛的应⽤。
在⽣产中，温湿度的⾼低对产品的质量影响很⼤。
由于温湿度的监测控制不当，可能使我们导致⽆法估计的经济损失。
为保证⽇常⼯作的顺利进⾏，⾸要问题是加强⽣产车间内温度与湿度的监测⼯作，但传统的⽅法过于粗糙，通过⼈⼯进⾏监测，对不符合温度和湿度要求的库房进⾏通风、去湿和降温等⼯作。
这种⼈⼯测试⽅法费时费⼒，效率低，且测试的温度及湿度误差⼤，随机性⼤。
⽬前，在低温条件下温湿度的测量已经相对成熟。
利⽤新型单总线式数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发。
但⼈们对它的要求越来越⾼，要为现代⼈⼯作、科研、学习、⽣活提供更好的更⽅便的设施就需要从数字单⽚机⼊⼿了，⼀切向着数字式、智能化控制⽅向发展。
对于国外对温湿度检测的研究，从复杂模拟量监测到现在的数字智能化监测越发的成熟，随着科技的进步，现在对温湿度的研究，检测系统向着智能化、⼩型化、低功耗的⽅向发展。
在发展过程中，以单⽚机为核⼼的温湿度控制系统发展为体积⼩、操作简单、量程宽、性能稳定、测量精度⾼等诸多优点在⽣产⽣活中的各个⽅⾯发挥着⾄关重要的作⽤。
温湿度传感器除电阻式、电容式湿敏元件之外，还有电解质离⼦型湿敏元件、重量型湿敏元件、光强型湿敏元件、声表⾯波湿敏元件等。
湿敏元件的线性度及抗污染性差，在监测环境湿度时，湿敏元件要长期暴露在待测环境中，很容易被污染⽽影响其测量精度及长期稳定性。
1.1在纺织⽣产中，温湿度的变化直接影响到产品的质量，产量和材料的消耗。
⽬前纺织⾏业的温湿度控制基本采⽤⼈⼯⼿动调节⽅式。
由于在控制中是⼈⼯的原因，所以必然存在反应速度慢，劳动强度⾼，调节⽅式⼤都属于开关控制，难以实现理想的调节⽅式，所以现场的温湿度波动范围⼤，温湿度的均匀度特性差，能源利⽤率低，失控⼏率⼤，由此直接影响产品产量和质量的稳定性。
湿敏电阻传感器工作原理湿敏电阻传感器工作原理是基于材料的电阻随湿度变化的特性而设计的一种传感器。
它通过测量材料的电阻值来间接检测周围环境的湿度水分含量。
湿敏电阻传感器通常由一种具有湿敏特性的半导体材料制成，如氧化锌（ZnO）或聚合物。
这些材料的电阻值随着湿度的变化而变化，其工作原理主要是利用材料的吸湿性来改变导电路径。
当材料吸湿时，水分会与材料表面发生相互作用，并形成一个致电离子，这些离子会改变材料内部的电导率。
因此，当湿敏材料吸湿时，电阻值会发生变化。
湿敏电阻传感器大多数采用可变电阻的工作模式，根据电阻值的变化来测量湿度。
一般情况下，传感器由两个电极组成，电极之间的材料就是带有湿敏特性的材料。
当材料吸湿时，电阻值会下降，反之，当材料失去水分时，电阻值会上升。
湿敏电阻传感器通常通过一个电路进行测量和处理。
传感器电路一般由一个恒定电流源和一个测量电压源组成。
恒定电流源会通过传感器的湿敏材料，测量电压源则通过传感器的另一端。
当电流通过传感器时，会产生一个与电阻值成正比的电压信号。
测量电压源测量这个电压信号，进而计算出电阻值，从而间接得出湿度的数值。
需要注意的是，湿敏电阻传感器的测量范围通常由其材料的性质和制造工艺决定，不同的传感器会有不同的测量范围和精度。
因此，在选择和应用湿敏电阻传感器时，需要根据具体的要求和应用场景进行选择。
总结起来，湿敏电阻传感器的工作原理是利用材料的电阻随湿度变化的特性来间接测量环境的湿度。
通过测量材料的电阻值，并经过测量和处理电路的计算，最终得出湿度的数值。
传感器的输出信号可以是模拟信号或数字信号，用于不同的应用。
这种传感器具有简单、灵敏、成本低廉等特点，在许多领域中得到了广泛应用。
兰州工业高等专科学校毕业设计（论文）题目温度、湿度以及CO2浓度测控仪的设计系别电气工程系专业电气自动化技术班级电自09-2班姓名学号指导教师（职称）（教授）日期摘要随着蔬菜大棚的迅速增多，人们对其性能要求也越来越高，特别是为了提高生产效率，对大棚的自动化程度要求也越来越高。
随着单片机及各种电子器件性价比的迅速提高，使得这种要求变为可能。
本文介绍了一种以AT89S52单片机为控制核心的测控仪，主要是为了对蔬菜大棚内的温湿度，以及二氧化碳浓度进行有效、可靠地检测与控制而设计的。
该测控仪具有检测精度高、使用简单、成本较低和工作稳定可靠等特点，所以具有一定的应用前景。
关键词:二氧化碳浓度蔬菜大棚测控仪温湿度检测自动化程度性能要求AbstractWith the rapid increase of the awning vegetables, people on its performance requirements also more and more high, especially in order to increase the production efficiency, to shed the automation degree of demand more and more is also high. With the single chip microcomputer and various kinds of electronic device performance to price ratio increased quickly, make such a request possible. This paper introduces a kind of AT89S52 SCM in as control core and control the device, mainly is for vegetables in the trellis of temperature and humidity, and carbon dioxide concentration is effective and reliable to detect and control and of the design. The measurement and control instrument has high accuracy, easy to use and low cost and stable and reliable, and other characteristics, so has certain application prospect. Keywords: carbon dioxide concentration measurement instrument testing temperature and humidity awning vegetables automation degree of performance requirements1.概述课题名称：温度、湿度、二氧化碳浓度测控仪的设计课题内容性质：工程设计课题来源性质：教师收集的结合生产实际的课题目前，在仓库、图书馆、蔬菜大棚等许多场合需要温度、湿度、二氧化碳浓度的控制。
【基于单片机的土壤温湿度检测计设计毕业设计】温湿度传感器的毕业设计基于单片机的土壤温湿度检测计设计毕业设计目录1绪论11.1选题背景及意义11.2设计任务与要求12总体方案设计23单元模块设计53.1各单元模块功能介绍及电路设计53.1.1时钟模块简介53.1.2复位模块简介63.1.3报警模块简介63.1.4显示模块简介73.2特殊器件的介绍83.3.1土壤湿度传感器简介83.3.251系列单片机简介93.3.3xxxx简介93.3.4蜂鸣器简介133.3各单元模块的联接134软件设计144.1软件设计原理144.2软件设计所用工具144.3系统软件流程框图155系统调试165.1硬件调试165.2软件调试166系统功能及结论176.1系统功能功能实现情况176.2设计中遇到的问题及解决176.3后期展望187总结与体会198参考文献20附录1：相关设计图21附录2：元器件清单表23附录3：相关设计软件241绪论1.1选题背景及意义在中国广大面积的农村，没有发达的工商业，有的只是大量闲置的田地。
如果利用这些闲置的田地，种植美丽的花卉、树苗，能给当地带来一笔可观的收入。
而这些花卉及树苗的种植对土壤湿度有着极高的要求。
在植物的成长过程中，土壤的湿度起着一个很重要的作用，并且不同的植物，对土壤的湿度需求是不同的。
土壤湿度可以直接影响营养物质的吸收和植物的生长发育，同时还影响土壤中各种养分的有效性。
当土壤湿度不适当时，不仅严重影响其正常生长，甚至会导致种植品死亡，造成种植户的严重经济损失。
为此，从事该类农业生产的种植户非常需要一种成本低、体积小且检测可靠的土壤湿度检测仪，为水分供应提供依据。
土壤湿度是作物生长发育的基本条件和作物产量预报的重要参数。
同时,它也是水文学、气象学等科学研究领域的重要环境因子和过程参数,获取土壤湿度信息以制定人工干预调节措施是稳固生产的重要保证,对于土壤湿度的研究也具有重要意义。
目前位置：首页> 各类传感器> 浏览0157号商品详细资料【商品名称】湿敏电阻湿度传感器HM1【商品编号】0157【商品型号】湿度模块(湿敏电阻型)HM1【商品单位】只【商品价格】65.00市场价65.00热卖价登陆更优惠会员价1、适用范围电子、制药、粮食、仓储、烟草、纺织、气象等行业。
2、形状3、电气参数（1）供电电压（Vin）：DC5V ±5%（2）消耗电流：约2mA（MAX 5mA）（3）使用温度范围：0～50℃（4）使用湿度范围：95%RH以下（非凝露）（5）湿度检测范围：30～90%RH（6）保存温度范围：0～70℃（7）保存湿度范围：95%RH以下（非凝露）（8）湿度检测精度： ±5%RH（条件:at25℃,60%RH,Vin=5.0V）输出电压范围：1.65～1.95V（9）标准湿度输出电压：（条件:at25℃,Vin=5.0V）输出阻抗：20kΩ以下标准特性图在4页图4所示（10）温度检出特性：±5%R（25℃）=10KΩ ±5%标准数据表4页表2所示（11）温度依存性（参考）： ±5%RH（Vin=5.00V DC,40-80%RH25℃为基准,0-50℃范围）（12）电压依存性（参考）：±5%RH（at25℃，40-80%RHDC5V基准,4.75-5.25V范围）4、标准检测条件大气中、温度25℃、供给电压5.0V DC作为基准。
特性测定，测定前先把温湿度模块放入25℃/0%RH的干燥空气中放置30分钟，湿度发生装置发生湿度60%RH，放入温湿度模块15分钟后测出电压值。
《测定装置》分流式湿度发生装置：SHR-1型测定用表：福禄克455、稳定性试验注1）规格值以60%RH湿度变化量为基准。
注2）各试验完毕后，湿度模块在常温常湿的正常空气中放置24小时后、测定出其湿度变化量。
5、使用注意事项（1）避免结露情况下使用。
项目7 磁场与成分参数检测——湿敏电阻（RH）实验一、教学目的与要求1、理解湿敏传感器的工作原理。
2、了解湿敏传感器的分类及应用范围。
3、掌握常见测湿度的方法。
4、掌握湿敏器件的主要参数及其特性。
5、理解湿敏传感器的各种应用原理。
6、综合运用所学知识设计湿敏电阻（RH）实验电路。
并作出总结。
二、教学重点与难点（一）重点：1、湿敏传感器的工作原理。
2、湿敏器件的主要特性参数。
3、对湿度、适度检测的主要方法。
4、湿敏传感器原理下的湿敏电阻（RH）电路的设计。
（二）难点： 1、对湿度、适度等检测的主要方法。
2、湿敏传感器原理下的湿敏电阻（RH）电路的设计。
三、教学工具多媒体课件教学与实物认识及实验四、课时安排理论2学时实践2学时五、教学过程（教学方法、课堂提问和实践分配以备注或分栏形式用红色字体编写）（一）湿敏传感器介绍：1、基本概念：道尔顿部分压力定律：常温常压下一定体积混合气体的压力，等于其各组成成份分别单独在相同体积内产生的部分压力之和。
饱和蒸汽压：由饱和蒸汽产生的部分压力，称为该温度下的饱和蒸汽压。
绝对湿度：是指单位空间中所含水蒸汽的绝对含量或者浓度或者密度，一般用符号AH表示。
相对湿度：是指被测气体中蒸汽压和该气体在相同温度下饱和水蒸气压的百分比，一般用符号RH表示。
相对湿度给出大气的潮湿程度，它是一个无量纲的量，在实际使用中多使用相对湿度这一概念。
2、主要原理：非水分子亲和力型湿度传感器，主要的测量原理有：利用潮湿空气和干燥空气的热传导之差来测定湿度；利用微波在含水蒸汽的空气中传播，水蒸汽吸收微波使其产生一定的能量损耗，传输损耗的能量与环境空气中的湿度有关以此来测定湿度；利用水蒸汽能吸收特定波长的红外线来测定空气中的湿度。
3、湿敏传感器的应用：（1）气候监测（2）温室养殖（3）工业生产（4）物品储藏（5）精密仪器的使用保护4、湿敏传感器的分类与特点：5、水分子亲和力型湿度传感器根据使用材料的不同，水分子亲和力型湿度传感器分为以下四类(1)电解质型：以氯化锂为例(2) 陶瓷型：一般以金属氧化物为原料(3) 高分子型：有机高分子感湿膜(4) 单晶半导体型：所用材料主要是硅单晶一种典型的水分子亲和力型湿度传感器——氯化锂电阻湿度传感器介绍：氯化锂传感器的测湿范围与所涂氯化锂浓度及其它成分有关。
第一章绪论1.1选题背景防潮、防霉、防腐、防爆是仓库日常工作的重要内容，是衡量仓库治理质量的重要指标。
它直截了当碍事到储躲物资的使用寿命和工作可靠性。
为保证日常工作的顺利进行，首要咨询题是加强仓库内温度与湿度的监测工作。
但传统的方法是用与湿度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、往湿和落温等工作。
这种人工测试方法费时吃力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大。
因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量正确的温湿度测量仪。
1．2设计过程及工艺要求一、全然功能~检测温度、湿度~显示温度、湿度~过限报警二、要紧技术参数~温度检测范围：-30℃-+50℃~测量精度：±℃~湿度检测范围：10%-100%RH~检测精度：±1%RH~显示方式：温度：四位显示湿度：四位显示~报警方式：三极管驱动的蜂喊音报警第二章方案的比立和论证当将单片机用作测控系统时，系统总要有被测信号明白得输进通道，由计算机拾取必要的输进信息。
关于测量系统而言，如何正确获得被测信号是其核心任务；而对测控系统来讲，对被控对象状态的测试和对操纵条件的监察也是不可缺少的环节。
传感器是实现测量与操纵的首要环节，是测控系统的要害部件，要是没有传感器对原始被测信号进行正确可靠的捕捉和转换，一切正确的测量和操纵都将无法实现。
工业生产过程的自动化测量和操纵，几乎要紧依靠各种传感器来检测和操纵生产过程中的各种参量，使设备和系统正常运行在最正确状态，从而保证生产的高效率和高质量。
2.1温度传感器的选择方案一：采纳热电阻温度传感器。
热电阻是利用导体的电阻随温度变化的特性制成的测温元件。
现应用较多的有铂、铜、镍等热电阻。
其要紧的特点为精度高、测量范围大、便于远距离测量。
铂的物理、化学性能极稳定，耐氧化能力强，易提纯，复制性好，工业性好，电阻率较高，因此，铂电阻用于工业检测中高周密测温和温度标准。
中北大学课程设计说明书学生姓名：杨伟光学号：**********学院：信息与通信工程学院专业：电子信息科学与技术题目：基于湿敏电阻实现湿度测量电路的设计指导教师：程耀瑜职称: 教授李文强职称: 讲师2011 年 1 月 7 日中北大学课程设计任务书2010/2011 学年第一学期学院：信息与通信工程学院专业：电子信息科学与技术学生姓名：杨伟光学号：0805014125 课程设计题目：基于湿敏电阻实现湿度测量电路的设计起迄日期：12月26日～1月7日课程设计地点：中北大学指导教师：程耀瑜，李文强系主任：程耀瑜下达任务书日期: 2010 年 12 月 26 日目录1 设计目的 (1)2 设计意义 (1)3 湿度的定义与测量方法 (1)3.1 湿度的定义 (1)3.2 湿度的测量方法 (1)4. CHR-01型湿敏电阻 (2)4.1 CHR-01型湿敏电阻的工作原理 (2)4.2 CHR-01型湿敏电阻的性能参数 (2)4.3 CHR-01湿敏电阻的外形尺寸及内部结构示意图 (3)4.4使用湿敏电阻注意的问题 (3)5. 实验所用芯片简介 (4)5.1 OP07AJ简介 (4)5.2 555定时器简介 (5)6. 湿度测量方案简介 (6)7. 电路工作原理 (6)7.1 由运算放大器构成的湿度检测电路工作原理 (6)7.2 由555定时器构成的湿度检测电路工作原理 (7)8. 湿度测量电路原理图与仿真结果 (9)8.1 由运算放大器构成的湿度检测电路原理图 (9)8.2 由运算放大器构成的湿度检测电路仿真结果 (10)8.3 由555定时器构成的湿度检测电路原理图 (11)8.4 由555定时器构成的湿度检测仿真结果 (12)9. 实验数据采集与分析 (13)10. 实验总结与感想 (14)附录一所需元器件清单 (16)附录二参考文献 (17)1.设计目的本次设计主要针对模拟电子技术和数字电子技术课程要求，培养在查阅资料的基础上，进行实用电路设计、计算、仿真、调试等多个环节的综合能力，同时培养用课程中所学的理论独立地解决实际问题的能力。
另外还培养用专业的、简洁的文字,清晰的图表来表达自己设计思想的能力。
2.设计意义在工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天等部门，经常需要对环境湿度进行测量及控制。
对环境温、湿度的控制以及对工业材料水分值的监测与分析都已成为比较普遍的技术条件之一,但在常规的环境参数中，湿度是比较难准确测量的一个参数。
这是因为测量湿度要比测量温度复杂得多，温度是个独立的被测量，而湿度却受其他因素(大气压强、温度)的影响。
此外，湿度的校准也是一个难题。
随着科学技术的不断发展，湿度的测量越来越智能化，近年来，国内外在湿度传感器研发领域取得了长足进步。
湿敏传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展，为开发新一代湿度/温度测控系统创造了有利条件，也将湿度测量技术提高到新的水平。
基于湿度测量的准确性难以保证及校准的问题,本次设计力图用所学的相关知识,尽可能用最简单的方法设设计一个湿度检测电路,并且能够较准确的实现湿度测量。
3.湿度的定义与测量方法3.1湿度的定义在计量法中规定,湿度定义为“物象状态的量”。
日常生活中所指的湿度为相对湿度，用RH%表示。
总言之，即气体中(通常为空气中)所含水蒸气量(水蒸气压)与其空气相同情况下饱和水蒸气量(饱和水蒸气压)的百分比。
湿度很久以前就与生活存在着密切的关系,但用数量来进行表示较为困难。
对湿度的表示方法有绝对湿度、相对湿度、露点、湿气与干气的比值（重量或体积）等等。
3.2 湿度的测量方法常见的湿度测量方法有：动态法（双压法、双温法、分流法），静态法（饱和盐法、硫酸法），露点法，干湿球法和电子式传感器法。
①双压法、双温法是基于热力学P、V、T平衡原理，平衡时间较长，分流法是基于绝对湿气和绝对干空气的精确混合。
由于采用了现代测控手段，这些设备可以做得相当精密，却因设备复杂，昂贵，运作费时费工，主要作为标准计量之用，其测量精度可达±2%RH以上。
②静态法中的饱和盐法，是湿度测量中最常见的方法，简单易行。
但饱和盐法对液、气两相的平衡要求很严，对环境温度的稳定要求较高。
用起来要求等很长时间去平衡，低湿点要求更长。
特别在室内湿度和瓶内湿度差值较大时，每次开启都需要平衡6~8小时。
③露点法是测量湿空气达到饱和时的温度，是热力学的直接结果，准确度高，测量范围宽。
计量用的精密露点仪准确度可达±0.2℃甚至更高。
但用现代光电原理的冷镜式露点仪价格昂贵，常和标准湿度发生器配套使用。
④干湿球法，这是18世纪就发明的测湿方法。
历史悠久，使用最普遍。
干湿球法是一种间接方法，它用干湿球方程换算出湿度值，而此方程是有条件的：即在湿球附近的风速必需达到2.5m/s以上。
普通用的干湿球温度计将此条件简化了，所以其准确度只有5~7%RH,干湿球也不属于静态法，不要简单地认为只要提高两支温度计的测量精度就等于提高了湿度计的测量精度。
⑤电子式湿度传感器法，电子式湿度传感器产品及湿度测量属于90年代兴起的行业, 近年来，国内外在湿度传感器研发领域取得了长足进步。
湿敏传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展，为开发新一代湿度测控系统创造了有利条件，也将湿度测量技术提高到新的水平。
4.CHR-01型湿敏电阻4.1 CHR-01湿敏电阻的工作原理采用功能高分子膜涂敷在带有导电电极陶瓷衬底上,形成阻抗随相对湿度变化成对数变化的敏感部件,导电机理为水分子的存在影响高分子膜内部导电离子的迁移率。
4.2 CHR-01湿敏电阻的性能参数(1）特点：具有感湿范围宽，精度高、响应速度快，抗污染能力强，耐水性好，性能稳定可靠，一致性好，信号输出为通用型，使用便利，替代进口产品等特点。
(2) 特性参数：①湿度敏感元件：高分子湿敏电阻“CHR-01”；②供电电压：DC5V±5%；③耗电电流：2mA；④使用温度范围：0～60℃；⑤湿度检测范围：20～90%RH；⑥储存温度范围：－20～70℃；⑦储存湿度范围：95%RH以下（非凝露）；⑧湿度检测精度：±5%RH（温度25℃）。
(3) 适用范围：电子、纺织、仓储、烟草、制药、气象等行业；温湿度表、加湿器、除湿机、空调、微波炉等产品[8]。
4.3 CHR-01湿敏电阻的外形尺寸及内部结构示意图图4.1 CHR-01湿敏电阻的外形尺寸及内部结构示意图4.4 使用湿敏电阻注意的问题湿敏电阻存在非线性特征，为了提高它的精度，如何改善它的非线性就成为迫切需要解决的问题。
实际应用中最常用的方法之一是分段线性插值法，即每一定的间隔为一段，分别求出相应的插值公式。
在实际测湿度时，根据频率的大小用相应的插值公式求取相应的湿度值。
由于现有的湿度值标定只能精确到 1 % RH，没有小数位，并且通常标定五个点，所以在数据处理上较本系统中的温度处理容易一些，处理过程中可以完全调用温度值处理的一些子程序。
湿敏电阻的输出值有随温度而漂移的特性，这也是湿敏电阻普遍存在的另一个问题。
它典型温度漂移系数为+0.1%RH/0C。
为了保证湿度测量的精度，采用相应的温度补偿措施是必要的。
方法是在湿敏电阻标定时，把标定时的环境温度值记录下来，在向存储器存入标定数据时，同时将这个标定温度值存入。
当程序实际运行时，每次把测得的温度值和这个标定的环境温度值比较，求出差值，再将这个差值转换为湿度值的偏差值，就可以求出真实的湿度值。
5.实验所用芯片简介5.1 OP07AJ简介输入失调电压：10mv输入失调电压失调系数：0.2uF\℃偏执电流:0.7nA增益带宽积GB:0.6MHz转换速率:0.3V\us消耗电流:22mA电源电压:±22V5.2 555定时器简介555 定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图 1 和图2 所示。
它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。
它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3555 定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。
若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。
如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。
6.湿度测量方案简介湿敏电阻是一种对环境湿度敏感的元件，它的电阻值能随着环境的相对湿度变化而变化。
根据此原理,可将湿敏电阻连入电路中,测量它的电压值或者电流值可间接测量和反映湿度的大小,或者将湿敏电阻连入方波发生电路，测量方波的周期来间接测量和反映湿度的大小。
本文主要是用运算放大器或者555定时器设计一个方波发生电路，通过测量方波的周期来实现对湿度大小的测量。
7.电路工作原理7.1由运算放大器构成的湿度检测电路工作原理 （1）工作原理当电路接通时，u +>u _ ,由于运放开环增益很大，又具有正反馈，因此输出电压U O 将迅速上升为+U Z ，则553()Z PR u U R R +=++ （1）与此同时，U O 将通过R 1使C 12充电，U C 由零向正方向逐渐上升。
在u _< u +之前，U O = +U Z 保持不变。
只要u _ 上升到略大于u + 时，正反馈将使U O 迅速变为-U Z ，则553()Z PR u U R R +=-+ （2）此后，在U O = -U Z 的作用下，电容C 12通过R 1放电，u _ 向负方向下降。
在u _> u + 期间，U O = -U Z 保持不变。
只要u _下降到略小于u + 时，又出现正反馈过程，最终导致U O = +U Z 。
如此周而复始，在输出端U O 将产生方波信号，方波的幅值为±U Z 。
利用单片机对U O 处的信号采集，就可得到方波的周期。
（2） 方波周期计算方波的周期可以由电容充、放电规律和波形发生器工作原理求得。
电容两端电压的变化规律为：[]()()(0)()tC C C C u t U U U e τ-=∞+-∞ （3）其中，U C (0)为在选定时起点时电容C 12上的电压值，即553(0)()C Z PR U U R R =++ （4）U C (∞) 是t=∞时，电容电压的终值()C Z U U ∞=- （5）τ是电容充电、放电时间常数112R C τ= （6）将这些值代入式（3），得112553()()tR C C Z Z Z P R u U U U e R R ∆⎡⎤=-++--⎢⎥+⎣⎦（7）式中，△t = t - t 1, 且t 1 ≤ t ≤ t 2 。
