[發明專利]一種組合式相對濕度傳感器

在審

• 申請號: 202011441510.4
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112557452A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 何塍興
• 申請（專利權）人: 安徽信息工程學院
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04;G01N27/12;G01K7/18
• 代理公司: 北京恒泰銘睿知識產權代理有限公司 11642
• 代理人: 楊昊

本發明公開了一種組合式相對濕度傳感器，包括：溫度傳感器，對環境中的溫度進行檢測；濕度傳感器，對環境中的濕度進行檢測；溫度運算放大器電路，對所述溫度傳感器輸入的溫度值進行轉換運算以輸出溫度當量電壓值；濕度運算放大器電路，對所述濕度傳感器輸入的濕度值進行轉換運算以輸出濕度當量電壓值；相對濕度運算電路，根據所述溫度當量電壓值以及濕度當量電壓值，并利用對數和反對數運算組件計算相對濕度。該組合式相對濕度傳感器克服現有技術中的相對濕度傳感器存在硬件電路復雜，開發專用的非線性處理軟件的周期較長，使構成完整的相對濕度自動化儀表的成本較高，構建與維護系統的周期也較長的問題。

技術領域

本發明涉及傳感器技術領域，具體地，涉及一種組合式相對濕度傳感器。

背景技術

相對濕度是大氣中水汽分壓(mbar)與同一溫度下飽和水汽分壓的比值(0-1)，它本身不是物理量，但包含兩個物理量的信息，比值中的分母值既是飽和水汽分壓，也是環境溫度的非線性函數，這就造成設計與制造相對濕度傳感器技術上的難題。現有技術的狀況是采用兩類敏感元件，分別接收真實水汽分壓和濕度信息，再通過相應的硬件電路平臺和專用開發軟件，實現電信號的線性轉換，最后得到相對濕度的電信號。

現有技術的缺點是硬件電路復雜，開發專用的非線性處理軟件的周期較長，使構成完整的相對濕度自動化儀表的成本較高，構建與維護系統的周期也較長。

因此，提供一種克服以上問題，實現轉換精度可以調控、組成自動化儀表系統的周期較短且便捷性高，而且硬件結構簡易的組合式相對濕度傳感器是本發明亟需解決的問題。

發明內容

針對上述技術問題，本發明的目的是克服現有技術中的相對濕度傳感器存在硬件電路復雜，開發專用的非線性處理軟件的周期較長，使構成完整的相對濕度自動化儀表的成本較高，構建與維護系統的周期也較長的問題，從而提供一種克服以上問題，實現轉換精度可以調控、組成自動化儀表系統的周期較短且便捷性高，而且硬件結構簡易的組合式相對濕度傳感器。

為了實現上述目的，本發明提供了一種組合式相對濕度傳感器，其特征在于，所述組合式相對濕度傳感器包括：

溫度傳感器，對環境中的溫度進行檢測；

濕度傳感器，對環境中的濕度進行檢測；

溫度運算放大器電路，對所述溫度傳感器輸入的溫度值進行轉換運算以輸出溫度當量電壓值；

濕度運算放大器電路，對所述濕度傳感器輸入的濕度值進行轉換運算以輸出濕度當量電壓值；

相對濕度運算電路，根據所述溫度當量電壓值以及濕度當量電壓值，并利用對數和反對數運算組件計算相對濕度。

優選地，所述溫度傳感器為鉑熱電阻pt100。

優選地，所述溫度傳感器的輸入-輸出特性基本方程為：

R_t＝R_t0+R_t0×A×t；其中，

R_t為不同溫度時電阻值，R_t0指溫度為0度時的電阻值，溫度系數A＝3.97×10^-3℃,t為輸入溫度系數變量；

所述溫度運算放大器電路的轉換運算公式為：

U_t＝2.52×U_2t-3275；其中，

U_t為恒定電流為1毫安時溫度t的溫度當量電壓值；

U_2t＝U_1t+1200；

U_1t＝U_t0+U_t0×A×t；