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温湿度传感器专业课程设计方案报告
设计目标：
本课程设计旨在使学生了解温湿度传感器的原理、应用和制作过程，培养学生的实践能力和创新意识，使其能够设计和制作出实际应用的温湿度传感器。
设计内容：
1. 温湿度传感器的原理和分类：介绍温湿度传感器的基本原理和常见的分类，包括电阻式、电容式、半导体式等。
2. 温湿度传感器的应用：介绍温湿度传感器在实际应用中的广泛应用，包括气象、农业、环境监测等领域。
3. 温湿度传感器的制作：学生通过实验和实践操作，学习温湿度传感器的制作过程，包括选择传感元件、设计电路和调试等。
4. 温湿度传感器的性能测试：学生通过实验测试，了解温
湿度传感器的性能指标，如准确度、灵敏度、响应时间等。
5. 温湿度传感器的应用案例分析：学生通过分析实际案例，了解温湿度传感器在不同应用场景中的设计和优化方法。
6. 温湿度传感器的未来发展：介绍温湿度传感器的未来发
展趋势，包括新材料、新工艺和新技术的应用。
设计方法：
本课程设计采用理论教学和实践操作相结合的方法，通过
教师讲解、案例分析、实验演示和学生实践等方式进行教学。
评价方法：
本课程设计采用多种评价方法，包括实验报告、作业、考核和课堂参与等，综合评价学生的理论知识和实践能力。
教学资源：
本课程设计所需教学资源包括实验设备、教材、教具和实验材料等。
预期成果：
通过本课程设计的学习，学生能够掌握温湿度传感器的基本原理和分类，了解其应用领域和制作过程，具备设计和制作温湿度传感器的能力，并能够分析和优化传感器的性能。
传感器课程设计报告书1.引言传感器是现代技术中的重要组成部分，广泛应用于工业自动化、农业、环境监测、医疗健康等领域。
对传感器进行深入的学习和探索，不仅可以加深对传感器原理的理解，还可以培养学生的实践能力和创新意识。
本课程设计旨在通过理论学习和实践操作，使学生掌握传感器的工作原理、应用范围以及设计方法。
2.课程目标1)理解传感器的基本原理和分类；2)掌握传感器的工作原理和相关参数；3)熟练掌握传感器的设计方法；4)能够利用传感器解决实际问题；5)培养学生分析问题和解决问题的能力。
3.课程内容本课程包括以下几个模块的内容：3.1传感器概述介绍传感器的基本概念、分类和应用领域，让学生对传感器有一个整体的认识。
3.2传感器原理介绍常见传感器的工作原理，如光电传感器、压力传感器、温度传感器等，并通过实验让学生亲自操作传感器并观察输出结果。
3.3传感器参数介绍传感器的相关参数，如灵敏度、精度、线性度等，并通过实验让学生了解这些参数对传感器性能的影响。
3.4传感器设计方法介绍传感器的设计方法，包括传感器的选择、电路设计和信号处理等，并通过实验让学生进行传感器的设计。
3.5传感器应用实例介绍传感器在实际应用中的案例，并要求学生团队合作，选择一个具体的应用场景进行传感器设计和实现。
4.实践环节本课程注重实践操作，学生需在实验室完成一系列传感器实验，并完成一个小组项目。
实验内容包括传感器的基本操作、传感器参数的测量、传感器的校准和传感器的应用设计。
5.评分方式本课程的评分方式包括以下几个方面：1)平时成绩：包括实验操作、实验报告和实验讨论等。
2)项目成绩：根据小组项目的完成情况进行评分。
3)考试成绩：根据理论知识进行考核。
6.总结通过本课程的学习，学生不仅可以掌握传感器的基本原理和相关参数，还能够熟练运用传感器解决实际问题。
同时，课程设计还培养了学生的实践能力和创新意识，为其今后从事相关领域的工作打下了坚实的基础。
摘要随着人们的生活及其生产水平的不断提高，对生活环境和生产环境的要求就显的尤为重要,温湿度的控制就是一个典型的例子，因此温湿度检测系统就是现代生产生活中应运而生的一种智能、快捷、方便可靠的检测系统，特别是在工业生产中如果检测得不准确就会发生许多的生产事故。
为了给现代人工作、科研、生活提供更好的更方便的设施，对现有的温湿度控制器的设计、改良有着很大的现实意义利用ATMEl51系列单片机和HR202湿度模块设计并制作一个简单的湿度检测装置，以单片机为核心，其他外围设备如电源HR202湿度模块等，其中湿度模块D0输出口是数字开关量输出，输出0和1，因此单片主要是检测D0输出口的高低电平。
关键词D0输出口的工作模式、单片机如何与湿度模块联系一、设计要求及目标设计要求：1、阅读相关文献，学习湿度检测的原理；2、根据网上提供的用户说明，熟悉所提供的湿度探测模块接口特性。
3、设计并搭建湿度探测电路，调试电路，令模块正常工作。
4、加载传感器的单片机驱动程序，实现湿度探测功能：1）湿度探测：热毛巾，将传感器模块放置在其附近，观察传感器模块输出信号的变化情况。
热水或开水的水蒸气，将传感器模块放置在其附近，观察传感器模块输出信号的变化情况。
2）调节传感器，令在上述情况下，传感器报警（led闪烁等）。
选作：1）将湿度报警的开始时间和结束进行记录，保存到EEPROM里。
2）当有按键按下，就调出记录，显示在数码管上。
3）当有按键按下，就将记录发送到PC端。
设计目标：通过湿度模块和51单片机对周围环境湿度进行简单检测，当环境湿度变化或者人为加大减小HR202周围的湿度后，模块达到设定阀值时DO口输出高电平，输送到单片机IO口并用LED和数码管显示相关数据。
二、系统功能框图组成及说明湿度模块：模块在环境湿度达不到设定阈值时，DO 口输出高电平，当外界环境湿度超过设定阈值时，模块D0输出0；杜邦线：杜邦线可用于实验板的引脚扩展，增加实验项目等。
湿度传感实验报告本实验旨在通过湿度传感器来测量环境中的湿度，并且了解湿度对于环境及人体的影响，以及不同湿度条件下传感器的工作特性。
实验材料：1. Arduino开发板2. DHT11湿度传感器3. 连接线4. 计算机实验步骤：1. 将Arduino开发板连接到计算机，并打开Arduino IDE软件。
2. 将DHT11传感器连接到Arduino开发板。
将传感器的VCC引脚连接到5V 接口，GND引脚连接到GND接口，SIG引脚连接到数字引脚2。
3. 在Arduino IDE软件中，选择正确的开发板和端口，并打开示例代码“DHT11库”中的"DHTtester"程序。
4. 上传程序到Arduino开发板中。
5. 观察串口监视器中的输出结果，获取环境湿度的数值。
实验结果：根据上述实验步骤，可以获得环境湿度的数值。
通过修改代码，可以实时获取湿度数值，并进行相应的处理和显示。
在不同时间段或环境条件下，湿度数值可能会有所变化。
讨论与分析：湿度是空气中水蒸汽含量的度量，它对于环境和人体健康都有一定的影响。
湿度过高时，容易导致空气潮湿，增加了霉菌和细菌滋生的机会，对人体呼吸系统和皮肤有不良影响。
湿度过低时，空气干燥，容易引发皮肤干燥、喉咙疼痛等问题。
因此，对于不同环境中的湿度进行监测十分重要。
DHT11湿度传感器采用数字信号输出，具有快速响应、稳定性好、价格低廉等特点，适用于大多数需要测量湿度的应用。
在实验中，我们可以通过读取传感器输出的数值来判断环境湿度的高低。
在实际应用中，湿度传感器可以广泛应用于温室监控、空调控制、智能家居等领域。
通过湿度传感器的数据，可以实时调节环境湿度，提高生活和工作的舒适度。
结论：通过本实验，我们成功使用DHT11湿度传感器对环境湿度进行了测量，并了解了湿度对于环境及人体的影响。
湿度传感器在实际应用中具有重要作用，可以帮助我们及时了解环境的湿度情况，并采取相应的措施进行调节。
湿度模拟传感器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解湿度的概念，掌握湿度模拟传感器的工作原理；2. 学生能运用所学知识，分析湿度模拟传感器在生活中的应用；3. 学生了解传感器技术的发展趋势及其在智能化领域的地位。
技能目标：1. 学生能正确使用湿度模拟传感器，进行简单的数据采集和实验操作；2. 学生具备设计简单的湿度监测系统的能力，并能对实验数据进行初步分析；3. 学生能通过团队合作，解决实际应用中与湿度传感器相关的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生对传感器技术产生兴趣，培养探究精神和创新意识；2. 学生认识到湿度监测在生活中的重要性，增强环保意识；3. 学生在团队合作中，学会沟通、协作，培养集体荣誉感。
本课程旨在通过湿度模拟传感器的学习，帮助学生掌握基本知识，提高实践操作能力，培养创新意识和团队合作精神。
针对初中年级学生的认知特点，课程注重理论与实践相结合，以学生为主体，激发学生的学习兴趣和探究欲望，使他们在学习过程中获得成就感，增强自信心。
通过本课程的学习，为学生今后的科学素养打下坚实基础。
二、教学内容1. 湿度基础知识：介绍湿度的概念、湿度测量方法以及湿度在生活中的重要性。
- 教材章节：第一章“传感器概述”，第三节“湿度传感器”。
2. 湿度模拟传感器原理：讲解湿度模拟传感器的工作原理、类型及特点。
- 教材章节：第二章“模拟传感器”，第四节“湿度模拟传感器”。
3. 湿度模拟传感器应用：分析湿度模拟传感器在农业、家居、环保等领域的应用案例。
- 教材章节：第三章“传感器应用实例”，第五节“湿度传感器应用”。
4. 实验操作与数据处理：指导学生进行湿度模拟传感器的安装、调试及数据采集，对实验数据进行处理和分析。
- 教材章节：第四章“实验操作”，第六节“湿度模拟传感器实验”。
5. 设计与制作湿度监测系统：引导学生运用所学知识，设计简单的湿度监测系统，并进行制作和调试。
- 教材章节：第五章“传感器系统设计”，第七节“湿度监测系统设计”。
一、引言随着科技的不断发展，温湿度传感器作为一种重要的环境监测设备，在农业、工业、气象、医疗等多个领域发挥着至关重要的作用。
本次实训旨在通过实际操作，深入了解温湿度传感器的工作原理、性能特点以及在实际应用中的调试和维护方法。
二、实训目的1. 理解温湿度传感器的工作原理和结构特点。
2. 掌握温湿度传感器的安装、调试和维护方法。
3. 学会使用温湿度传感器进行环境监测和数据采集。
4. 培养实际操作能力和分析问题、解决问题的能力。
三、实训设备与材料1. 温湿度传感器：SHT40、DHT11等。
2. 单片机：STM32、Arduino等。
3. 电源模块：直流电源、锂电池等。
4. 数据采集与显示设备：串口显示屏、计算机等。
5. 连接线、电路板等辅助材料。
四、实训内容（一）SHT40温湿度传感器实训1. 传感器介绍：SHT40是一款高性能的温湿度传感器，具有高精度、低功耗、快速响应等特点。
2. 硬件连接：将SHT40传感器与STM32单片机进行连接，包括电源、数据线等。
3. 软件编程：编写STM32单片机程序，读取SHT40传感器的温湿度数据。
4. 数据采集与显示：将采集到的温湿度数据通过串口显示屏或计算机显示出来。
5. 结果分析：分析SHT40传感器的测量结果，验证其性能特点。
（二）DHT11温湿度传感器实训1. 传感器介绍：DHT11是一款低成本的温湿度传感器，具有结构简单、易于使用等特点。
2. 硬件连接：将DHT11传感器与STM32单片机进行连接，包括电源、数据线等。
3. 软件编程：编写STM32单片机程序，读取DHT11传感器的温湿度数据。
4. 数据采集与显示：将采集到的温湿度数据通过串口显示屏或计算机显示出来。
5. 结果分析：分析DHT11传感器的测量结果，验证其性能特点。
五、实训结果与分析（一）SHT40传感器1. 测量结果：在实验室环境下，SHT40传感器测量得到的温度为25.2℃，湿度为50.1%。
湿度传感器实验报告湿度传感器实验报告引言：湿度传感器是一种用于测量空气中湿度水分含量的设备。
它在许多领域中被广泛应用，如气象学、农业、工业等。
本实验旨在通过实际操作，探究湿度传感器的原理和特性。
实验目的：1. 了解湿度传感器的工作原理；2. 掌握湿度传感器的使用方法；3. 分析湿度传感器的测量准确性。
实验器材：1. 湿度传感器；2. Arduino开发板；3. 连接线；4. 电脑。
实验步骤：1. 连接湿度传感器和Arduino开发板。
将传感器的VCC引脚连接到Arduino的5V引脚，GND引脚连接到Arduino的GND引脚，以及传感器的数据引脚连接到Arduino的数字引脚2。
2. 打开Arduino IDE软件，编写代码以读取湿度传感器的数据。
代码示例如下：```cint sensorPin = 2; // 湿度传感器数据引脚int humidity; // 湿度变量void setup() {Serial.begin(9600); // 设置串口通信速率}void loop() {humidity = analogRead(sensorPin); // 读取湿度传感器数据Serial.println(humidity); // 将湿度数据输出到串口监视器delay(1000); // 延迟1秒}```3. 上传代码到Arduino开发板，并打开串口监视器。
通过串口监视器，可以实时查看湿度传感器的输出数据。
4. 在实验室中改变环境湿度，观察湿度传感器的输出变化。
可以通过加湿器或除湿器调节环境湿度。
5. 记录不同湿度下湿度传感器的输出数据，并绘制成图表进行分析。
实验结果：实验结果显示，湿度传感器的输出数据随着环境湿度的变化而变化。
当环境湿度增加时，传感器的输出值也会增加；当环境湿度减少时，传感器的输出值也会减少。
通过实验数据和图表的分析，可以得出湿度传感器的测量准确性较高。
实验讨论：湿度传感器的工作原理是通过测量空气中水分的电导率来确定湿度水分含量。
温湿度传感器专业课程设计方案报告一、课程设计背景随着科技的不断进步，现代社会对于环境监测的需求越来越高。
在人工智能、物联网等技术的支持下，环境传感器成为了环境监测的重要工具之一。
其中，温湿度传感器是一种普遍使用的传感器类型，广泛应用于气象、农业、空调、食品、药品等领域。
本课程设计旨在让学生深入了解温湿度传感器的原理、技术和应用，并通过实际操作设计和制作一个温湿度传感器原型。
二、课程设计目的本课程设计旨在让学生达到以下目标：了解温湿度传感器的基本原理和技术。
掌握温湿度传感器的工作过程和相关计算公式。
学会使用Arduino等开发板实现温湿度传感器的实时监测和数据处理。
掌握传感器的性能评价方法和常见故障排除技术。
提高学生的实践操作能力和问题解决能力。
三、课程设计内容本课程设计的内容主要包括以下几个方面：1. 温湿度传感器的基本原理该部分内容主要介绍温湿度传感器的原理和分类。
包括温湿度传感器的工作原理、传感器的类型和特点、温湿度传感器的应用领域等。
2. 温湿度传感器的设计和制作该部分内容主要包括温湿度传感器的设计和制作方法。
首先，学生需要准备传感器需要的硬件和软件资源。
然后，结合硬件电路设计和软件编程思路，通过Arduino开发板实现温湿度传感器的实时监测和数据处理。
3. 温湿度传感器的性能评价该部分内容主要介绍传感器的性能评价方法和常见故障排除技术。
学生需要对设计制作的温湿度传感器进行详细的性能测试和数据分析，评估传感器的性能和准确度。
同时，对于传感器的常见故障，学生需要掌握相应的排除技术，提高传感器的可靠性和稳定性。
4. 结题答辩最后，学生需要对所设计制作的温湿度传感器进行结题答辩。
在答辩环节中，学生需要展示自己的设计制作过程、性能评价结果，回答评委的问题和提出的建议，展示自己的能力和独立解决问题的态度。
四、教学方法为了达到预设的目标和内容，本课程设计需要采取以下教学方法：讲授式教学：通过讲授温湿度传感器基本原理、工作过程、设计制作步骤等内容，让学生了解传感器的原理和实现方法。
一、实训目的本次实训旨在通过对湿度传感器的了解、操作和应用，提高学生对湿度传感器原理、性能及实际应用的认识，培养学生的动手能力和创新思维。
通过实训，使学生掌握湿度传感器的安装、调试、维护和故障排除等技能，为今后从事相关领域工作打下坚实基础。
二、实训环境1. 实训场地：电子技术实验室2. 实训设备：湿度传感器、数据采集器、计算机、连接线、电源等3. 实训软件：数据采集软件、数据处理软件等三、实训原理湿度传感器是一种能够检测环境湿度的传感器，其原理是将环境湿度转换为电信号输出。
常见的湿度传感器有电容式、电阻式、热敏式等。
本次实训以电容式湿度传感器为例，其工作原理如下：1. 电容式湿度传感器由一个具有高介电常数的材料制成，该材料在空气中具有不同的介电常数。
2. 当环境湿度发生变化时，材料的介电常数也会发生变化，从而改变传感器的电容值。
3. 通过测量电容值的变化，可以得知环境湿度的变化情况。
四、实训过程1. 实训准备：了解湿度传感器的原理、性能及实际应用，熟悉实训设备，查阅相关资料。
2. 传感器安装：按照说明书要求，将湿度传感器正确安装在数据采集器上。
3. 数据采集：打开数据采集软件，连接传感器和数据采集器，开始采集环境湿度数据。
4. 数据分析：将采集到的数据导入数据处理软件，分析湿度传感器的性能，如灵敏度、响应时间、稳定性等。
5. 故障排除：在实际操作过程中，如遇到传感器性能不稳定、数据采集异常等问题，要能够进行初步的故障排除。
6. 实训总结：对实训过程中遇到的问题和解决方法进行总结，撰写实训报告。
五、实训结果1. 通过本次实训，学生掌握了湿度传感器的安装、调试、维护和故障排除等技能。
2. 学生了解了湿度传感器的原理、性能及实际应用，为今后从事相关领域工作打下了基础。
3. 实训过程中，学生培养了动手能力和创新思维，提高了团队协作能力。
六、实训总结1. 本次实训使学生深入了解了湿度传感器的原理和应用，提高了学生对传感器技术的认识。
课程设计报告书课程名称：《传感器原理及应用》课程设计题目：基于SHT11温湿度传感器的湿度计设计系（院）：电子工程学院测控系学期：2013-2014-1专业班级：测控111姓名：学号：1 设计目的（1）能较全面地巩固和应用“传感器及检测技术”课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌握小型数字系统设计的基本方法。
（2）通过《传感器及检测技术》课程设计，掌握传感器及检测系统设计的方法和设计原则及相应的硬件调试的方法。
进一步理解传感器及检测系统的设计和应用。
（3）培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的数字系统的能力。
（4）培养书写综合设计报告的能力。
2 本题目的具体设计要求（1）本实验设计的温湿度计能完成多种环境中的温度、湿度测量；（2）根据系统要求，选择合适的传感器，本实验所选用传感器为S H T11温湿度传感器；（3）设计传感器测量电路；（4）选择单片机的品种、型号，设计单片机的外围测量电路；（5）计算有关的电路参数，有条件的情况下，根据实验室现有设备进行实验数据的测取，明确测量电路输出与被测非电量的关系；（6）画出系统电路图；3 本系统的总体实现原理、方案设计3.1 国内外发展现状及文献综述：温湿度的测量在仓储管理、生产制造、气象观测、科学研究以及日常生活中被广泛应用，传统的模拟式湿度传感器一般都要设计信号调理电路并需要经过复杂的校准和标定过程，因此测量精度难以保证，且在线性度、重复性、互换性、一致性等方面往往不尽人意。
SHT11是瑞士Sen sirio n公司推出的基于COMSens TM技术的新型温湿度传感器。
该传感器将C M OS芯片技术与传感器技术结合起来，从而发挥出它们强大的优势互补作用。
3.2 本系统的实现原理、总体方案设计采用湿度和温度测量，即用一个温湿度传感器S H T11实现。
第一章湿度传感器的功能及其原理湿度是表示空气中水蒸气含量的物理量，它与人们的生产、生活密切相关。
湿度的检测广泛应用于工业、农业、国防、科技、生活等各个领域。
例如，集成电路的生产车间相对湿度低于30%时，容易产生静电感应而影响生产；粉尘大的车间由于湿度小产生静电易发生爆炸；纺织厂的湿度低于65～70%RH时会断线。
可见，湿度测量在各个行业都是至关重要的。
在现代社会信息科技的不断迅速发展中，计算机技术、网络技术和传感器技术的高速更新，使得湿度的测量正朝着自动化、智能化、网络化发展。
随着2011年物联网作为新兴产业列入国家发展战略，传感器技术作为物联网的最前端—感知层，在其发展中占了举足轻重的地位。
而湿度作为日常生产、生活中最重要的参数之一，它的检测在各种环境，各个领域都对起了重要作用。
测量电路由湿度传感器，差动放大器，同相加法放大器等主电路组成；为了实现温度补偿功能，选择铂电阻温度传感器采集环境温度，通过转换电桥和差动放大，输入同相加法器实现加法运算，补偿环境温度对湿度传感器的影响，其中转换电桥工作电压由差动放大器输出电压通过电压跟随器提供。
应用IH3605型温度传感器与集成运放设计测量湿度的电路，测量相对湿度(RH)的围为0%~l00%，电路输出电压为0~10V。
要求测量电路具有调零功能和温度补偿功能。
使用环境温度为0℃~85℃。
第二章课程设计的要求及技术指标2.1课程设计的要求1.根据设计要求，查阅参考资料。
2.进行方案设计及可行性论证。
3.确定设计方案，画出电路原理框图。
4.设计每一部分电路，计算器件参数。
5.总结撰写课程设计报告。
2.2 课程设计的技术指标1.湿度测量围：0％～100％RH；2.使用环境温度围：0～85℃；3.输出电压：0～10V；4.非线性误差：±0.5％。
第三章总方案及原理图3.1 电路设计总方案测量电路由湿度传感器，差动放大器，同相加法放大器等主电路组成；为了实现温度补偿功能，选择铂电阻温度传感器采集环境温度，通过转换电桥和差动放大，输入同相加法器实现加法运算，补偿环境温度对湿度传感器的影响，其中转换电桥工作电压由差动放大器输出电压通过电压跟随器提供。
3.2 电路设计原理框图图3-1 原理框图第四章 各组成部分的工作原理4.1 差动放大电路差动放大器:是把二个输入信号分别输入到运算放大器的同相和反相二个输入端，然后在输出端取出二个信号的差模成分，而尽量抑制二个信号的共模成分的电路。
采用差动放大器电路，有利于抑制共模干扰和减小漂移。
图4-1 差动放大电路243412112o )1(i i u R R R R R u R R u +++-=。
：则如果满足)(//1212o 3412i i u u R R u R R R R --==4.2 温度补偿电路湿度传感器具有正或负的温度系数，其温度系数大小不一，工作温区有宽有窄。
所以要考虑温度补偿问题。
对于半导体陶瓷传感器，其电阻与温度的的关系一般为指数函数关系，通常其温度关系属于NTC型，即H：相对湿度； T：绝对温度；R0：在T=0℃相对湿度H=0时的阻值；A：湿度常数；B：温度常数。
温度系数＝湿度系数＝湿度温度系数＝若传感器的湿度温度系数为0.07％RH/℃，工作温度差为30℃，测量误差为0.21％RH/℃，则不必考虑温度补偿；若湿度温度系数为0.4％RH/℃，则引起12％RH/℃的误差,必须进行温度补偿。
在考虑到对湿度传感器进行线性处理和温度补偿，常常采用电桥放大电路构成湿度测量电路。
由传感器电桥和运算放大器组成的放大电路或由传感器和运算放大器构成的电桥都称为电桥放大电路。
电桥放大电路应用于电参量式传感器，如电感式、电阻应变式、电容式传感器等，经常通过电桥转换电路输出电压或电流信号，并用运算放大器作进一步放大，或由传感器和运算放大器直接构成电桥放大电路，输出放大了的电压信号。
图4-2 差动输入电桥放大电路。
，时：＞＞当u u u R R R u u R R R b o a δδ++=++==212)2(121∞ - + +NR 2=R 1u oR 1uR (1+δ)u au bR RR4.3 加法比例运算电路运算放大器在各种测量线路中完成信号调理和运算功能。
当今，第四代运算放大电路已经非常接近理想放大器特性运算放大器加法比例运算电路可以实现信号的求和以及放大。
图4-3 加法比例运算电路uoR1 Rf取32R R =Rf R 1，则uo=(1+1R Rf )(323R R R +ui1+322R R R +ui2) 当R2=R3时，uo=21（1+1R Rf)(ui1+ui2)第五章 电路的设计、电路各部分工作特性及元件的作用5.1 电源的选择一切电阻式湿度传感器都必须使用交流电源，否则性能会劣化甚至失效。
电解质湿度传感器的电导是靠离子的移动实现的，在直流电源作用下，正、负离子必然向电源两极运动，产生电解作用，使感湿层变薄甚至被破坏；在交流电源作用下，正负离子往返运动，不会产生电解作用，感湿膜不会被破坏。
交流电源的频率选择是，在不产生正、负离子定向积累情况下尽可能低一些。
在高频情况下，测试引线的容抗明显下降，会把湿敏电阻短路。
另外，湿敏膜在高频下也会产生集肤效应，阻值发生变化，影响到测湿灵敏度和准确性。
5.2 差动放大电路图 5-1 方案的差动放大电路①选择VS、Rl 、ICl、R2、RP1确定电源电压。
因为输出电压Uo =10V，电源电压取15V。
由ICl、R2、RP1组成调零电路。
由VS、R1组成传感器电源(5V)，给传感器和调零电路供电。
VS选用MTZJ5 IB型稳压二极管，Uz =5.IV，Iz=5mA，则R 1=(Ucc－Uz)/Iz=(15－5.1)／(5×10－3)=l.98kΩ取系列值2kΩ。
ICl 选用LM385型基准电压源，基准电压Uref=l.235V，工作电流为10μA~20mA，取工作电流I=lmA，则R 2=(U z －U ref )/I=(5.1—1.235)／(1×10－3)=3.865kΩ取系列值3.9kΩ。
为使R Pl 支路耗电小，令通过其电流为0.2mA ，则R Pl =1.235／(0.2×10－3)=6.175kΩ取系列值6.8kΩ。
当相对湿度为0时，调节R Pl ，使U o1=0V 。
②选择IC 2~IC 5、R 3~R 6、R P2。
IC 2~IC 5选择7F324型四运放。
由IC 2等组成差动放大器后有如下关系式，即R 3=R 4．R 5+(R P2/2)=R 6，放大倍数K F2=[ R 5+(R P2/2)]／R 3，令R 3= R 4=10.0 kΩ，在25℃、100%(RH)时，传感器输出电雎为4.02V ，调零后，U i =4.02－0.8=3 22V ，U o1应为10V 。
R 5+(R P2/2)=K F2×R 3=(U o1／U i )R 3=(10/3.22)×10.0=31.06kΩ取R 5=27kΩ 则：R P2=2(31.06－27)=8.12kΩ取系列值8.2kΩR 6=R 5+(R P2/2)=31.06kΩ取E192系列3l.2 kΩ5.3 温度补偿电路图5-2 方案的温度补偿电路图中电路选用了R11~R16、RP3、RP4、Rt。
a）选择Rt 、R11、R12、RP3。
由IC4、IC5及R11~R16、RP3、RP4、Rt组成温度补偿电路。
其中，R11、R12、R P3、Rt可组成温度补偿电桥。
Rt选择EL－700型铂金电阻温度传感器，RtR o (1+α2t)。
式中，α2=0.00375/℃，Ro=1000Ω，Rt的工作电流推荐值为lmA。
IC 4为电压跟随器，8脚输出电压U 8的最大值为10V ，令R 11= R 12=10kΩ。
t=25℃时，R t 的值为R 25，R 25=1000(1+0.00375×25)=1093.75Ω。
取R P3=1.5kΩ，调节R P3，使R a =R 25=1093.75Ω，则U o2=0V 。
b ）计算有关参数K F2=[R 5+(R P2/2)]/R 3=[27+(8.2／2)]／10=3.11 t=85℃、RH=100%时，R t 的值为R 85， 即，R 85=1000(1+0.00375×85)=1318.7Ω U 8=U o1=K F2U i =3.11×(3.50－0.8)=8.397VU i1=U 8R a ／(R 12+ R a )=8.397×1093.75／(10×10－3+1093.75)=0.8279V U i2= U 8R 85／(R 11+ R 85)=8.397×1318.7／(10×10－3+1318.7)=0.9783VU o2为温度补偿电压。
当t=85℃、RH=100%时，U o1=8.397V ，要求电路输出10V ，则补偿电压U o2=10－8.397=1.603V 。
由IC 5组成差动放大器，其放大倍数为K F5，即， K F5= U o2／（U i2－U i1)=1.603／(0.9783－0.8279)=10.66 取K F5=15。
c ） 选择R 13~R 16、R P4。
由IC 5组成差动放大器后有如下关系式，即， R 13= R 15，R 14= R 16，K F5=R 14／R 13，R 14= K F5R 13 =15R l3， 取R 13= R 15=10kΩ，R14=15×10=150kΩ，R 16= R 14=150kΩ。
当t=85℃、RH=100%时，U o2的实际值为， U o2= K F5（U i2－U i1)=15(0.9783－0.8279)=2.256V设通过R P4支路的电流为1mA ，则R P4=2.256／(1×10－3)=2.256kΩ，取系列值2.2kΩ5.4 加法比例运算电路图5-3 方案的加法比例运算电路方案中选择了R7、R8、R9、R10。
由IC3组成同相加法器。
令R7=R8=R9=R10=10kΩ，在85℃、100%的相对湿度时，调节RP2使Uo1=8.379V，调节RP4使Uo=10V。
图6-1 方案的总电路图第七章结论湿度传感器是指检测外界环境湿度的传感器，它将所测环境湿度转换为便于处理、显示、记录的电信号等。
它是一类重要的化学传感器，在仓贮、工业生产、过程控制、环境监测、家用电器、气象等方面有着广泛的应用。
湿度传感器是由湿度敏感元件、变换元件和测量电路三部分组成。
本设计所实现的基于湿度传感器的测量电路主要由湿度传感器、差动放大器、同相加法放大器等主电路组成。
