带温度补偿的湿度测量电路

电阻的种类—湿敏电阻的种类和结构原理输出电阻信号，阻值随着相对湿度的变化而变化的元件，称为湿敏电阻。

湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的。

1、半导体陶瓷湿敏元件铬酸镁-二氧化钛陶瓷湿敏元件是较常用的一种湿度传感器，它是由MgCr2O4-TiO2固熔体组成的多孔性半导体陶瓷。

这种材料的表面电阻值能在很宽的范围内随湿度的增加而变小，即使在高湿条件下，对其进行多次反复的热清洗，性能仍不改变。

该元件采用了MgCr2O4-TiO2多孔陶瓷，电极材料二氧化钌通过丝网印制到陶瓷片的两面，在高温烧结下形成多孔性电极。

在陶瓷片周围装置有电阻丝绕制的加热器，以450、1min 对陶瓷表面进行热清洗。

湿敏电阻的电阻-相对湿度特性曲线如图1所示。

图1 电阻-湿度特性曲线图2是这种湿敏元件应用的一种测量电路。

图中R为湿敏电阻，为温度补偿用热敏电阻。

为了使检测湿度的灵敏度最大，可使R=。

这时传感器的输出电压通过跟随器并经整流和滤波后，一方面送入比较器1与参考电压U1比较，其输出信号控制某一湿度；另一方面送到比较器2与参考电压U2比较，其输出信号控制加热电路，以便按一定时间加热清洗。

图2 湿敏电阻测量电路方框图2、氯化锂湿敏电阻图3是氯化锂湿敏电阻的结构图。

它是在聚碳酸酯基片上制成一对梳状金电极，然后浸涂溶于聚乙烯醇的氯化锂胶状溶液，其表面再涂上一层多孔性保护膜而成。

氯化锂是潮解性盐，这种电解质溶液形成的薄膜能随着空气中水蒸汽的变化而吸湿或脱湿。

感湿膜的电阻随空气相对湿度变化而变化，当空气中湿度增加时，感湿膜中盐的浓度降低。

图3 氯化锂湿敏电阻结构图4是一种相对湿度计的电原理框图。

测量探头由氯化锂湿敏电阻和热敏电阻组成，并通过三线电缆接至电桥上。

热敏电阻是作为温度补偿用，测量时先对指示装置的温度补偿进行适当修正，将电桥校正至零点，就可以从刻度盘上直接读出相对湿度值。

电桥由分压电阻组成两个臂，另外，和或和组成另外两个臂。

3种湿度传感器应用电路湿敏元件主要分为两大类：水分子亲和力型湿敏元件和非水分子亲和力型湿敏元件。

利用水分子有较大的偶极矩，易于附着并渗透入固体表面的特性制成的湿敏元件称为水分子亲和力型湿敏元件。

例如电阻式湿敏元件、电容式湿敏元件和毛发湿度计。

另一类非水分子亲和力型湿敏元件利用其与水分子接触产生的物理效应来测量湿度。

例如热敏电阻式湿度传感器和红外线吸收式湿度传感器等。

下面介绍3种常用的湿度传感器应用电路。

1 直读式湿度计的应用电路直读式湿度计电路如图1所示，其中RH为氯化锤湿敏电阻器，氯化锤是一种吸湿盐类，氯化锤湿敏电阻器是一种新型湿敏电阻器，属水分子亲和力型湿敏元件，它采用真空镀膜工艺在玻璃片上镀上一层梳状金电极，然后在电极上涂上一层由氯化锤和聚氯乙烯醇等配制的感湿膜。

由于聚氯乙烯醇是一种粘合性很强的多孔性物质，它与氯化锤结合后，水分子会很容易在感湿膜中吸附或释放，从而使湿敏电阻器的电阻值发生迅速的变化。

为了提高湿敏电阻器的抗污染能力，还在湿敏电阻表面涂敷一层多孔性保护膜。

对于一种配方的湿敏电阻，其测试湿度的范围相当狭窄。

要求湿度测量范围较大时，需要将多个湿敏电阻器组合使用，其测量范围才能达到20%～80%RH。

由VT1、VT2和T1等组成测湿电桥的电源，其振荡频率为250～1000Hz。

电桥的输出信号经变压器T2、C3耦合到VT3，经VT3放大后的信号由VD1～VD4桥式整流后输入微安表，指示出由于相对湿度的变化而引起电流的改变。

经标定并把湿度刻划在微安表表盘上，就成为一个简单而实用的直读式湿度计了。

图○12 电容型湿度传感器的应用电路电容型湿度传感器是用高分子材料的湿敏元件作为敏感元件，它利用有机高分子材料的吸湿性能与膨润性能制成的，属水分子亲和力型湿敏元件，吸湿后，介电常数发生明显变化的高分子电介质，可做成电容式湿敏元件。

常用的高分子材料是醋酸纤维素、尼龙和硝酸纤维素等。

高分子湿敏元件的薄膜做得极薄，一般约5000埃，使元件易于很快的吸湿与脱湿，减少了滞后误差，响应速度快。

J-2000木材湿度计操作手册目录2 J-2000 功能3 开始使用之前3 检查校正4 设置树种5 树种代码表6 设置温度补偿7 设置探针校正7 读取数据8 数据信息8 查看累积数据8 仪表复位9 有关探针J-2000功能l 采用世界上公认的测量湿度准确性最高的阻抗测量方法测量湿度l 可计算达100个累积数据的平均值l 湿度测量范围6% - 40%l 内置48种不同树种的修正l 内置华氏和摄氏温度补偿l 使用单手操作非常方便l 数字读数l 使用一节9伏叠层电池l 采用成熟的微处理器控制电路l 附带便携式携带盒l 有戴尔姆霍斯特公司五十年的产品高质量、仪表准确度高和优质服务的保障开始使用之前按钮功能数据读取按钮：按下此按钮将显示相应温度补偿和相应树种设置下测量的湿度值，按照MC%显示。

校正检查按钮：按下此按钮可检查仪表的校正值；读取最多100个数据累加的平均值；显示已存储数据的最大值；从存储器擦除数据。

树种选择按钮：设置您所要检测木材的树种代码号，树种代码号从1到48，详见树种代码表。

此按钮在不同的功能时也可作为翻页键使用。

温度补偿按钮：此按钮用于设置木材的温度或是改变温度显示的单位（华氏度℉和摄氏度℃）。

此按钮在不同的功能时也可作为翻页键使用。

检查校正功能按校正检查键并同时按读数据按钮，此时仪表显示其校正值12% +/- 0.2。

如果按下检查校正按钮后没有显示12%的校正值，通常都是由于电池不够造成的。

所以出现这种情况请首先考虑更换电池。

长期在低电池情况下使用会造成仪表校正值不准。

如果跟换电池以后仍然出现校正值不准的现象，请联系您购买的经销商。

设置树种代码号J-2000木材湿度计隐含的树种代码号是1#－－道格拉斯冷杉-是制定美国农业部标准USDA和所有校正值的基础。

由于不同树种呈现出不同的电气性能，所有的树种在相同湿度下的读数都会不同。

就是由于这个原因，您必须在测试时调整树种代码。

只要您所想要测试的木材不是道格拉斯冷杉，您就要通过树种代码号设置按钮来改变树种代码号，仪表会根据您的选择自动对测试数据进行修正。

在进行基于温湿度补偿的超声波测距系统研究时，需要全面评估温湿度对超声波传播的影响。

我们来探讨温湿度对超声波传播的影响。

温度和湿度会改变空气中声速的大小，进而影响超声波在空气中的传播速度和路径。

研究中需考虑温湿度变化对超声波测距系统的测量精度和稳定性的影响。

在撰写研究的文章时，我们将采用从简到繁、由浅入深的方式来探讨主题。

简要介绍超声波测距系统的基本原理和应用领域，然后深入探讨温湿度对超声波传播的影响，以及温湿度补偿的原理和方法。

我们将详细分析基于温湿度补偿的超声波测距系统的研究现状和发展趋势，最后总结回顾相关内容，共享个人观点和理解。

超声波测距系统是一种利用超声波在空气中传播的时间来实现距离测量的技术。

温湿度对超声波传播的影响主要体现在两个方面：一是温湿度会改变空气中声速的大小，影响超声波传播的速度；二是温湿度变化会引起超声波在空气中的散射和衰减，影响超声波传播的路径和稳定性。

针对温湿度对超声波传播的影响，研究人员提出了基于温湿度补偿的超声波测距系统。

这种系统可以通过对温湿度进行实时监测和测量，利用补偿算法来实现对超声波测距误差的校正，从而提高测量精度和稳定性。

常用的温湿度补偿方法包括基于实时监测数据的修正算法和基于模型预测的补偿算法。

当前，基于温湿度补偿的超声波测距系统的研究主要集中在以下方面：一是温湿度对超声波传播影响机理的深入研究；二是温湿度补偿算法的改进和优化；三是基于温湿度补偿的超声波测距系统在工业、军事和民用领域的应用探索。

基于温湿度补偿的超声波测距系统的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

但目前仍存在一些挑战和难点，如温湿度变化导致的超声波传播不确定性问题、温湿度补偿算法的精度和实时性等方面需要进一步研究和解决。

个人观点上，我认为基于温湿度补偿的超声波测距系统是一个具有潜力和前景的研究领域。

随着传感器技术和智能算法的不断发展，相信这一领域将迎来更多的创新和突破，为超声波测距技术的应用提供更多可能性。

AM2322技术手册温湿度传感器•完全标定•数字信号输出•卓越的长期稳定性•低功耗,性价比高•标准I2C总线输出•标准单总线输出 产品综述AM2322数字温湿度传感器是一款含有己校准数字信号输出的温湿度复合型传感器。

采用专用的温湿度采集技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。

传感器包括一个电容式感湿元件和一个高精度集成测温元件，并与一个高性能微处理器相连接。

该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。

AM2322通信方式采用单总线、标准I2C两种通信方式。

标准单总线接口，使系统集成变得简易快捷。

超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选择。

I2C通信方式采用标准的通信时序，用户可直接挂在I2C通信总线上，无需额外布线，使用简单。

两种通信方式都采用直接输出经温度补偿后的湿度、温度及校验CRC 等数字信息，用户无需对数字输出进行二次计算，也无需要对湿度进行温度补偿，便可得到准确的温湿度信息。

两种通信方式可自由切换，用户可自由选择，使用方便，应该领域广泛。

产品为4引线，连接方便，特殊封装形式可根据用户需求而提供。

图 1: AM2322外形尽寸（单位：mm未注明公差：±0.2mm）外部接口: 1:VDD 2:SDA 3:GND 4:SCL9.0±1应用范围暖通空调 、除湿器、测试及检测设备、消费品、汽车 、自动控制、数据记录器、气象站、家电、湿度调节、医疗及其他相关温湿度检测控制。

4.0±0.50.40±0.05传感器性能电气特性表2 电气特性。

此精度为出厂检验时，传感器在 25℃供电电压为 5V 条件下的测试精度。

此数值不包括迟滞和非线性，并只适用于非冷凝条件。

25℃和1m/s 气流条件下，达到一阶响应 63%所需时间。

正常工作范围：0-80%RH, 超出此范围，传感器读数会有偏差(在90%RH 湿度下 200 小时后，漂移<3%RH)。

dht11工作原理DHT11是一款智能温湿度传感器，由气态原理元件和微处理器组成，具有高精度、低功耗、稳定性好等特点，常用于室内环境监测。

它可以检测空气温度，相对湿度，这里我们就来看下DHT11是怎样实现温湿度传感的。

首先，我们来看DHT11底层是怎么运作的。

DHT11提供一种化学效应来实现相对湿度传感，这种效应叫做“湿敏效应”。

湿敏效应指的是水分内部吸收空气中的水汽，随着湿度的变化，其传感部件的电阻也会有所变化，从而可以实现检测湿度的功能。

而实现温度传感，DHT11用的是一种叫做NTC（Negative Temperature Coefficient）的热敏电阻原理，即随着温度的增加，NTC的电阻会大幅度的减少，反之亦然。

也就是说，温度的变化会影响到NTC的电阻，从而实现温度传感。

除了上面提到的传感部件外，DHT11还包含有完成这些传感工作所需要的其它部件，比如用于补偿环境温度变化的热补偿元件，用于控制芯片内部处理器的定时器，串行控制电路等。

DHT11采用的单片机为3片带有8位A/D转换器，可以将电阻变化的信号转化为温度和湿度的数字量。

在实际应用中，DHT11有一些限制，比如它的湿度检测范围是20%~90%，温度检测范围是0℃~50℃，另外它的测量精确度也不是特别高，温度精度±2℃，湿度精度±5%RH。

但是它价格实惠，使用简单，可靠性高，因此在家庭环境监测、工业领域监测等领域有很大的应用前景。

总结来说，DHT11是一款实用的温湿度传感器，拥有低功耗、高可靠性、稳定可靠的性能，它采用湿敏原理和NTC原理来实现温湿度的测量，并配备有单片机用于控制，完成相应的功能。

它的低成本，容易使用，实现精准，应用面广，在家庭及工业环境检测方面拥有极大的优势，因而应用更加普遍。

温湿度模块AM1001 / AMT1001 产品手册更多详情请登陆： 一、产品概述AM1001/AMT1001 是湿敏电阻型温湿度传感器，其中 AM1001 是单湿型，AMT1001 是温湿度一体型传感器；传感器信号采用模拟电压输出方式；本模块具有精度高，可靠性高，一致性好，且已带温度补偿，确保长期稳定性好，使用方便及价格低廉等特点，尤其适合对质量、成本要求比较苛刻的企业使用。

二、应用范围暖通空调、加湿器、除湿机、通迅、大气环境监测、工业过程控制、农业、测量仪表等应用领域。

三、产品亮点低功耗，小体积、带温度补偿、单片机校准线性输出、使用方便、成本低、完全互换、超长的信号传输距离、精确校准。

四、外形尺寸（单位：mm）- 1 -五、产品选型产品型号产品类型直流电压输出量规格AM1001 电阻型 4.75~5.25V DC 0-3V 单湿型AMT1001 电阻型 4.75~5.25V DC 0-3V 温湿一体型产品说明：AM1001 为单湿型，AMT1001 为温湿度一体型，说明书共用一本，单湿型和温湿一体型的区别仅仅是增加了温度，其他功能一样，此后不再重复说明。

六、接口定义6.1 引脚分配表 1：引脚分配引脚颜色名称描述1 红色VDD 电源（4.75V-5.25V DC)2 黄色Hout 湿度输出（0-3V DC）3 黑色GND 地4 白色Tout NTC10K 热敏电阻6.2 电源引脚（VDD GND）图 1：引脚分配图该模块的供电电压范围为 4.75V - 5.25V,建议供电电压为 5.0V。

6.3 电压输出信号线（Hout）湿度信号从该信号线以电压的形式输出，电压输出范围为 0-3V，具体湿度与电压关系请参照电压与湿度特性表（表5）。

6.4 温度输出信号线（Tout）温度接口为 10K 热敏电阻，接线方式如下图所示。

图 2：温度接线方式示意图- 2 -七、传感器性能7.1 相对湿度表 2：相对湿度性能表参数条件min typ max 单位量程范围20 90 %RH [1] 此精度为出厂时检验时，传感器在25℃和精度[1] 25℃±5 %RH 5V，条件下测试的精度指标，其不包括迟滞和重复性±1 %RH 非线性，且只适合非冷凝环境。

湿度模块AMT2001 产品手册更多详情请登陆：一、产品概述AMT2001湿敏电容湿度模块相对湿度传感器与电路一体化的产品模块的供给电压为直流电压，相对湿度通过电压输出进行计算，本模块具有精度高、可靠性高、一致性好、且已带温度补偿、稳定性好、使用方便及价格低廉等特点，尤其适合对质量、成本要求比较苛刻的企业使用。

图1 实物图 图2 外形尺寸（单位：mm ）二、应用范围 暖通空调、加湿器、除湿机、通迅、大气环境监测、工业过程控制、农业、测量仪表等应用领域。

三、产品亮点 低功耗，小体积、带温度补偿、单片机校准线性输出、使用方便、成本低、完全互换、超长的信号传输距离、精确校准。

四、接口定义4.1 引脚分配表1：引脚分配4.2 电源引脚（VDD GND ）该模块的供电电压范围为4.2V - 5.5V,建议供电电压为5.0V 。

4.3 电压输出信号线（Hout ）湿度信号从该信号线以电压的形式输出，电压输出范围为0-3V ，具体湿度与电压关系请参照电压与湿度特性表（表4）。

图3：引脚分配图4.4 温度输出信号线（Tout ） 温度输出有两种选择：第一种：模拟信号输出.所接传感器为LM35，测温范围为0-80℃，+10.0mv/℃线性刻度系数，0℃时输出0.0V ；连接方式为图4中的第3种接线方式；第二种：温度传感器为10K NTC B.3435热敏电阻而非模拟信号输出，用户需另加读取电路。

特殊注意：客户在购买本产品时，须注明温度传感器的类型，如接NTC10K 热敏电阻须说明连接方式；如无说明，则默认为LM35模拟型温度传感器，按图4中的第3种连接方式，输出0-0.8V 的电压信号。

客户如特殊要求请注明或在线咨询。

4.5 温度传感器接线方式示意图图4：温度接线方式示意图五、传感器性能5.1 相对湿度表2：相对湿度性能表5.2 相对湿度最大误差(25℃)图5: 25℃时相对湿度最大误差[1] 此精度为出厂时检验时，传感器在25℃和5V ，条件下测试的精度指标，其不包括迟滞和非线性，且只适合非冷凝环境。