粮食湿度测量电路

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1、仪器仪表电路设计大作业题目：粮食湿度测量电路设计学院（系）：年级专业：学号：学生姓名：指导教师：任务书初始条件：1运用所学的测控系统电子技术知识；2Protues仿真软件。一．设计任务：1设计一个粮食湿度测量报警显示仪湿度范围：0-100%RH，选用电容式湿度传感器。2电路：该粮食湿度检测器电路由多谐振荡器、湿度指示电路、报警电路和电源电路组成。4具有设计的流程图，并仿真出结果5进行误差分析与处理等6得出结论二．系统设计方案：多谐振荡器器大点电路电路湿度指示电路波报警电路09电源电路机电容式湿度传感器2.1总体框图2.2传感器的选择本次设计采用电容式湿度传感器Hs

2、1101.一、湿度的定义及其表示方法1.绝对湿度(rV)vrV=mV/V(mg/m3)2.相对湿度(RH)vRH=(rV/rW)T´100%v露点也能反映相对湿度二、湿度传感器的基本原理和分类1.水分子亲和力型湿度传感器v湿敏材料吸附（物理吸附和化学吸附）水分子后，使其电气性能（电阻、电介常数、阻抗等）变化。湿敏电阻、湿敏电容等。2.非水分子亲和力型湿度传感器v利用物理效应的湿度传感器。热敏电阻式、红外吸收式、超声波式和微波式湿度传感器。三、湿敏元件的主要特性参数1.湿度量程v即感湿范围。v理想情况：0~100%RH；一般情况：5~95%RH。2.感湿特性曲线v感

3、湿特征量：湿度变化所引起的传感器的输出量。v感湿特性曲线：感湿特征量与环境湿度关系。3.感湿灵敏度v在一定湿度范围内，相对湿度变化1%RH时，其感湿特征量的变化值或变化百分率。4.响应时间——湿度传感器的动态响应特v湿度传感器响应相对湿度变化量的63.2%所需要的时间。分为吸湿响应时间和脱湿响应时间5.湿度温度系数——感湿特性曲线随温度变化特性v湿敏元件吸湿和脱湿响应时间不同，具有滞后现象四、高分子电容式湿度传感器结构原理：利用醋酸纤维吸湿或脱湿从而引起介电常数的改变特性，制作成平板湿敏电容器。感湿特点：响应速度快（<1s）；重复性好；工作温度范围：0~80℃；测

4、湿范围宽（0~100%RH）；湿度温度系数小（0.05%RH/℃）；测湿精度：±（1~2）%RH。五、湿度传感器的应用v湿度传感器广泛应用于气象、军事、工业（特别是纺织、电子、食品、烟草工业）、农业、医疗、建筑、家用电器及日常生活等各种场合的湿度监测、控制与报警。六.电路原理图振荡电路接通电源后，电容Vc1被充电，当Vc上升到2Vcc/3时，使Vo为低电平，同时放电三极管T导通，此时电容Vc1通过R2和T放电，Vc下降。当Vc下降到Vcc/3时，Vo翻转为高电平。电容Vc1放电所需时间为t=R2Cln2.当放电结束时，T截止，Vcc将通过R1，R2向电容Vc1充电

5、，Vc由Vcc/3上升到2Vcc/3所需时间t1=(R1+R2)Cln2,当Vc上升到2Vcc/3时,Vo又翻转为高电平。如此周而复始，于是，在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。湿度指示电路直流电压的输出与空气的相对湿度具有一定的函数关系。因此，通过测量输出电压的大小，就可以检测出空气的相对湿度。报警电路当晶体管的基极电压达到一定值时，晶体管导通，可控硅SCR导通，报警器发出报警信号。电源电路电源接+15V直流电压，并用按钮控制电路的开、关。七、总电路图：总设计原理图八.设计工作总结直流电压的输出与空气的相对湿度具有一定的函数关系。因此，通过测量输出电压的大小

6、，就可以检测出空气的相对湿度。农民在向粮食收购单位交售小麦、稻谷、玉米、大豆等粒状粮食时，粮食收购单位对粮食的湿度(含水量)有一定要求。本例介绍的粮食湿度检测器，能快速、直观地检测出粮食的湿度是否符合粮食收购单位的要求，可供广大粮农和粮食收购单位使用。  该粮食湿度检测器电路由多谐振荡器、湿度指示电路、报警电路和电源电路组成R1～R3均选用1／4W碳膜电阻器；R4选用1／2W金属膜电阻器。RP选用合成膜电位器。C1和C2选用涤纶电容器或独石电容器；C3和C4均选用高频瓷介电容器；C5选用耐压值为l6V的铝电解电容器。   VD1和VD2选用2AP9型锗普通二极管或

7、IN4148型硅开关二极管。IC选用NE555或5G1555型时基集成电路。   S选用动合按钮。通过这次作业，我看出了自己知识掌握的不足，而且实践了自己所学的知识，熟悉了设传感器的应用。但是，在实践过程中也暴露了许多不足之处，我将会根据自己的薄弱处，认真学习，把没有掌握的认真复习，一定要掌握。在以后的学习中，我将会更加重视动手实践能力的锻炼。