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(多图) 基于HS1101的湿度传感器及其变送器的设计

中国仪器仪表与测控技术大会论文集?? 2011年07月06日 ?? 收藏1

?  湿度传感器输出的0~3V 电压通过XTR105 芯片的2 和13 引脚输入。调整3 和4 引脚间的电阻RG和RG1 的值,可以改变XTR105 芯片的内置仪表放大器增益值,从而选定合适的测量范围。RCM 取为1KO,它提供一个附加电压降,使XTR105 的输入电压限制在共模方式下的电压范围内。与RCM 并联的0.01μF 旁路电容用于降低共模噪声。整个装置的电压,电流传递函数为:

电流传递函数

?  其中Rm=RG·RG1/(RG+RG1),VIN 是VIN+(13 引脚),VIN-(2 引脚)两端输入电压。VREG 引脚(11引脚)还专门为外部电路提供5.1V 的精密电压,11引脚最大输出电流为1mA,超过1mA 会影响到零输出电流。

  三极管Q1 是4~20mA 电流回路的主要电流传导器件,用于吸收回路中的大部分电流。该器件将外部电源电流与XTR105 的内部消耗严格分开。由于外接三极管位于反馈回路中,其参数不能在临界点。

  当电源电压低于36V 时,功耗可低一些。IN4048 接成的桥式电路可以保证XTR105 的电源极性不反接,从而真正实现两线制。C2 为去耦电容,其值是0.01μF,用于降低高频干扰。负载RL 用于将传送的4~20mA 的电流转换为电压,供后级处理。选择负载阻抗RL,应使得输出在4~20mA 范围内变化时,引脚7 和引脚8 之间的电压保持在11.6V~40V 的电源电压范围内。也可以由下式确定最大的RL:

最大的RL
  所以取 RL=250Ω。

  5 结语

  我们对所设计的湿度传感器进行了准确度测量。将湿度传感器置入TERCHY 公司的MHU-SA 恒温恒湿箱内,用VAISALA 公司的HMP143A 高精度湿度测量仪及万用表对湿度传感器输出信号进行测量,结果见表1。从表1 的测试结果可以看出:该传感器的测量准确度达到了±2.5%以内。

  基于HS1101 的湿度传感器及XTR105 变送器设计的电路性能好,线性度高,年漂移量小,可以互换,体积小。而且可在宽温度,全湿度范围内进行测量,具有温度补偿,提高了传感器的精度,传输距离远,防静电特点,所以有很大的推广价值。


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HS1101? 湿度传感器? 变送器? 湿敏电容?

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