由于湿度传感器的湿度与电容成线性关系,因此能方便地将湿度转换为电压的形式,但电路结构比较复杂。假如采用开关电容器(scf),电路结构就比较简单。 其原理如图(a)所示。它是反相输进加法器,电阻r1~r3采用开关电容器。等效电阻为电容c与时钟频率乘积的倒数,即1/。因此各时钟频率相等,c1=c3,则输出电压u。=-u1+(c2/c3)u2,式中c2采用湿敏电容,u。相对c3为单调增加函数。若设置适当的u1值,当湿度为o%,它为c2值时,可以使输出为0,即u。=0。 如图(b)为湿度/电压转换实用电路,电路中用vd1获得2.5v的基准电压,用电阻分压获得相当于如图(a)中的电压u1。用ltc1043(a)获得相当于如图(a)中的负电压-u2。当ltc1043(a)的7a与11a,12a与13a脚短接时,电容c2进行充电,而8a与11a,12a与14a脚短接时,c2中电荷转移到c3中,可获得相当于-u2的电压。 如图(a)中的r1~r3相当于ltc1043(b)中的7b、8b、11b脚,12b、13b、14b脚以及2b、5b、6b脚的各部分电阻。如图(a)中的c1即是如图(b)中的u5=100pf,c2即是如图(b)中c7=100pf,c2为如图(b)中湿敏电容c,由于时钟采用同一组件产生,16脚断开时,时钟频率为150 khz左右。 c8隔直电容,r3为放电电阻,c6为积分电容。输出端可获得与相对湿度逐一对应的直流电压。 调整方均如下:反复调整rp2(10 kω)电位器,使湿度为5%rh时,输出电压为0.05v;调整rp1,使湿度为90%时,输出电压为0.9v。这样,湿度/电压转换电路对于湿度为0~100%rh时,输出电压为0~1v,其转换精度在2%以上。 如图 采用开关电容的湿度/电压转换电路 |