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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。如果采用开关电容器(SCF),电路结构就比较简单。
其原理如图(a)所示。它是反相输入加法器,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等于如图(b)中的U5=100pF,C2等于如图(b)中C7=100pF,C2为如图(b)中湿敏电容C,因为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一一对应的直流电压。
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。
电路图 src="/article/UploadPic/2010-11/2010112105730882.gif" border=0 style="cursor:pointer;" onload="return imgzoom(this,600);" onclick="javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>
如图 采用开关电容的湿度/电压转换电路
(a)湿度/电压转换原理 (b)湿度/电压转换电路
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