HS1100/HS1101 电容传感器,在电路构成中等效于一个电容器件,其电容量随着所测空气湿度的增大而增大。如何将电容的变化量准确地转变为计算机易于接受的信号,常有两种方法:一是将该湿敏电容置于运方与租蓉组成的桥式振荡电路中,所产生的正弦波电压信号经整流、直流放大、再A/D 转换为数字信号;另一种是将该湿敏电容置于 555 振荡电路中,将电容值的变化转为与之成反比的电压频率信号,可直接被计算机所采集频率输出的 555 测量振荡电路如图 3-7 所示。集成定时器 555 芯片外接电阻 R4、 R2与湿敏电容 C,构成了对 C的充电回路。7端通过芯片内部的晶体管对地短路又构成了对 C 的放电回路,并将引脚 2、6 端相连引入到片内比较器,便成为一个典型的多谐振荡器,即方波发生器。另外,R3是防止输出短路的保护电阻,R1用于平衡温度系数。图3-7 、频率输出的 555 振荡电路该振荡电路两个暂稳态的交替过程如下:首先电源 Vs 通过 R4、R2向C 充电, 经t 充电时间后, Uc 达到芯片内比较器的高触发电平,约 0.67Vs ,此时输出引脚 3 端由高电平突降为低电平,然后通过 R2放电,经t放电时间后,Uc下降到比较器的低触发电平,约 0.33Vs 此时输出,此时输出引脚 3端又由低电平突降为高电平,如此翻来覆去,形成方波输出。其中,充放电时间为 t充电=C(R4+R2 )Ln2 t放电=CR2 Ln2 因而,输出的方波频率为 f=1/(t 放电+t充电)=1/[ C(R4+R2 )Ln2] 可见,空气湿度通过 555 测量电路就转变为与之呈反比的频率信号,表 3-1 给出了其中的一组典型测试值。表 3-1 、空气湿度与电压频率的典型值三、多路检测信号的实现本设计系统为八路的湿度信号采集,故采用 CD4051 组成多路分时的模拟量信号采集电路,其硬件接口如图 3-8 所示
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