[發明專利]一種濕度測量裝置及方法

有效

• 申請號: 200910243831.0
• 申請日: 2009-12-23
• 公開（公告）號: CN101738422A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 付俊;常偉;于連波
• 申請（專利權）人: 北京寶力馬傳感技術有限公司
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明;王寶筠

技術領域

本發明涉及測量儀器技術領域，更具體地說，涉及一種濕度測量裝置及 方法。

背景技術

目前，在暖通空調，通訊基站及樓宇安防等環境監控領域，濕度測量已 成為一種必需的標準配置。

目前，市場上用于環境監測的電子類濕度測量產品，都是通過激勵濕度 敏感元件實現濕度的測量和變送輸出。濕度敏感元件主要分為電容式和電阻 式兩類：電阻式敏感元件對濕度的變化表現為電阻效應，其阻值變化范圍大， 但與被測濕度成對數關系，不方便測量、轉換，且濕度測量范圍窄，可測量 的相對濕度范圍通常在20％RH～95％RH之間，測量精度一般在5％左右；電 容式敏感元件對濕度表現為電容效應，其容值變化與被測濕度基本成線性關 系，且測量范圍可達全量程0％RH～100％RH，測量精度在1～3％左右。因此 在工業領域一般選用濕敏電容做為濕度測量的敏感元件，而民用領域的溫濕 度表則選用濕敏電阻。

但兩種濕敏元件都存在高濕漂移、因結露或粉塵而影響測量精度的缺點， 影響嚴重時甚至發生擊穿、損壞等。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種濕度測量裝置及方法，以便提高濕度 測量時的精度和穩定性。

本發明實施例提供一種濕度測量裝置，所述裝置包括：

電容測量單元，用于通過濕敏電容和參考電容分別輸出所述濕敏電容和 參考電容的頻率信號；

微控制器，用于根據所述濕敏電容和參考電容的頻率信號，獲得根據所 述溫敏電容和參考電容的頻率值，利用所述濕敏電容和參考電容的頻率差值 與濕度值的線性函數關系，獲得當前環境濕度值。

優選的，所述微控制器還用于：

判斷所獲得的當前環境濕度值是否達到預置環境濕度閾值，如果是，則 觸發濕敏電容加熱單元和熱敏電阻測量單元；并根據熱敏電阻測量單元反饋 的濕敏電容表面溫度及當前環境溫度，分別獲得對應濕敏電容表面溫度及當 前環境溫度的第一飽和蒸汽壓值和第二飽和蒸汽壓值，利用第一飽和蒸汽壓 值與第二飽和蒸汽壓值的比值與所述濕敏電容的表面濕度值的乘積，獲得實 際環境濕度值；

則所述裝置還包括：

濕敏電容加熱單元，用于通過加熱電阻加熱所述濕敏電容，使得所述濕 敏電容表面溫度和環境溫度形成正溫差；

熱敏電阻測量單元，用于通過第一熱敏電阻輸出表示所述濕敏電容表面 溫度的第一阻值信號，通過第二熱敏電阻輸出表示當前環境溫度的第二阻值 信號。

優選的，所述裝置還包括：

輸出單元，用于接收所述微控制器輸出的表示環境濕度值的脈沖寬度調 制PWM信號，將所述PWM信號變送為恒定電流信號輸出。

優選的，所述裝置還包括一個密閉在所述濕敏電容、第一熱敏電阻及加 熱電阻外部的防水透氣罩。

優選的，所述裝置還包括一個密閉在所述第二熱敏電阻外部的保護罩。

優選的，所述裝置還包括一個密閉在所述防水透氣罩及熱敏電阻防護罩 外部的塑料防護罩。

一種濕度測量方法，所述方法包括：

微控制器接收通過濕敏電容和參考電容分別輸出的所述濕敏電容和參考 電容的頻率信號；

所述微控制器根據所述濕敏電容和參考電容的頻率信號，獲得根據所述 濕敏電容和參考電容的頻率值；

所述微控制器利用所述濕敏電容和參考電容的頻率差值與濕度值的線性 函數關系，獲得當前環境濕度值。

優選的，所述方法還包括：

所述微控制器判斷所獲得的當前環境濕度值是否達到預置環境濕度閾 值，如果是，則通過加熱電阻加熱所述濕敏電容，使得所述濕敏電容表面溫 度和環境溫度形成正溫差；

所述微控制器根據第一熱敏電阻輸出表示所述濕敏電容表面溫度的第一 阻值信號，以及第二熱敏電阻輸出表示當前環境溫度的第二阻值信號，分別 獲得所述濕敏電容表面溫度及當前環境溫度；

所述微控制器根據所述濕敏電容表面溫度及當前環境溫度，分別獲得對 應濕敏電容表面溫度及當前環境溫度的第一飽和蒸汽壓值和第二飽和蒸汽壓 值；

所述微控制器利用第一飽和蒸汽壓值與第二飽和蒸汽壓值的比值與所述 濕敏電容的表面濕度值的乘積，獲得實際環境濕度值。

優選的，所述方法還包括：