基于湿度传感器的测量电路设计
基于DHT11的温湿度监测电路设计
题目：基于DHT11的温湿度监测电路设计基于DHT11的温湿度监测电路设计摘要本次设计是采用MSC-51系列单片机中的AT89S51和DHT11构成的低成本的温湿度的检测控制系统。
单片机AT89S51是一款低消耗、高性能的CMOS8位单片机，由于它强大的功能和低价位，因此在很多领域得到广泛应用。
DHT11温湿度传感器是一款含有已校准数字输出的温湿度复合传感器，传感器包括一个电阻式感湿原件和一个NTC 测温元件，该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。
设计主要包括硬件电路的设计和系统软件的设计。
硬件电路主要包括单片机、温湿度传感器、显示模块、报警器以及控制设备等五部分。
其中由DHT11温湿度传感器及LCD1602字符型液晶模块构成系统显示模块；测温湿度控制电路由温湿度传感器和预设温度值比较报警电路组成；用户根据需要预先输入预设值，当实际测量的温湿度不符合预设的温湿度标准时，发出报警信号（蜂鸣器蜂鸣）。
软件部分包括了主程序、显示子程序、测温湿度子程序。
关键词：AT89S51；DHT11；温湿度监测DHT11 Temperature and Humidity monitoring circuit designABSTRACTAT89S51 is a low consumption, high performance CMOS8 bit microcontroller.Because of its powerful features and low price, it is used in many areas.DHT11 temperature and humidity sensor is a temperature and humidity combined sensor containing a calibrated digital output, the sensor consists of a resistor in the original sense of wet and a NTC temperature measurement devices.The product has many advantages, such as excellent quality, fast response, strong anti-jamming capability . This design is fromed by the AT89S51 in MSC-51 Series and DHT11 constitute which is a low-cost temperature and humidity measurement and control system. The design includes the design of hardware circuit design and system software.The hardware has Five modules.They are a microcontroller, temperature and humidity sensors, display module, alarm and control equipment. The LCD1602-character LCD module constitute the system display module.The temperature and humidity control circuit by the temperature and humidity sensors and preset temperature alarm circuit.According to the need of pre-enter the default value, when the actual measurement of the temperature humidity does not conform the preset temperature and humidity standards, send the alarm signal (buzzer will beep).The software part includes the main program, the display routines, temperature and humidity subroutine.Key words：AT89S51 ；DHT11 ；Temperature and humidity monitoring.目录1 前言 (1)1.1本文研究的背景及意义 (1)1.2研究任务和主要内容 (1)1.2.1本系统要完成任务 (1)1.2.2主要内容 (1)2 设计任务要求分析 (2)2.1设计要求 (2)2.2系统组成 (2)2.3本章小结 (2)3 硬件设计 (3)3.1单片机模块设计 (3)3.1.1AT89S51单片机 (3)3.1.2单片机最小系统 (4)3.1.3复位电路 (4)3.1.4时钟电路 (5)3.1.5温湿度设置（按键）电路 (6)3.2显示电路 (6)3.3传感器电路 (8)3.4电源指示灯电路 (10)3.5系统的蜂鸣器电路 (10)3.6本章小结 (11)4软件设计 (12)4.1温湿度采集模块 (14)4.2显示模块 (15)4.3蜂鸣器报警模块 (15)4.4PROTUES运行结果 (16)4.5本章小结 (17)结论 (18)参考文献 (19)致谢 (20)1 前言1.1 本文研究的背景及意义在日常生活中，温湿度监控系统应用很广泛，例如：机房、档案馆、材料加工场等场所，都必须严格控制环境的温度和相对湿度，使其保持在一定的范围。
3种湿度传感器应用电路
3种湿度传感器应用电路湿敏元件主要分为两大类：水分子亲和力型湿敏元件和非水分子亲和力型湿敏元件。
利用水分子有较大的偶极矩，易于附着并渗透入固体表面的特性制成的湿敏元件称为水分子亲和力型湿敏元件。
例如电阻式湿敏元件、电容式湿敏元件和毛发湿度计。
另一类非水分子亲和力型湿敏元件利用其与水分子接触产生的物理效应来测量湿度。
例如热敏电阻式湿度传感器和红外线吸收式湿度传感器等。
下面介绍3种常用的湿度传感器应用电路。
1 直读式湿度计的应用电路直读式湿度计电路如图1所示，其中RH为氯化锤湿敏电阻器，氯化锤是一种吸湿盐类，氯化锤湿敏电阻器是一种新型湿敏电阻器，属水分子亲和力型湿敏元件，它采用真空镀膜工艺在玻璃片上镀上一层梳状金电极，然后在电极上涂上一层由氯化锤和聚氯乙烯醇等配制的感湿膜。
由于聚氯乙烯醇是一种粘合性很强的多孔性物质，它与氯化锤结合后，水分子会很容易在感湿膜中吸附或释放，从而使湿敏电阻器的电阻值发生迅速的变化。
为了提高湿敏电阻器的抗污染能力，还在湿敏电阻表面涂敷一层多孔性保护膜。
对于一种配方的湿敏电阻，其测试湿度的范围相当狭窄。
要求湿度测量范围较大时，需要将多个湿敏电阻器组合使用，其测量范围才能达到20%～80%RH。
由VT1、VT2和T1等组成测湿电桥的电源，其振荡频率为250～1000Hz。
电桥的输出信号经变压器T2、C3耦合到VT3，经VT3放大后的信号由VD1～VD4桥式整流后输入微安表，指示出由于相对湿度的变化而引起电流的改变。
经标定并把湿度刻划在微安表表盘上，就成为一个简单而实用的直读式湿度计了。
图○12 电容型湿度传感器的应用电路电容型湿度传感器是用高分子材料的湿敏元件作为敏感元件，它利用有机高分子材料的吸湿性能与膨润性能制成的，属水分子亲和力型湿敏元件，吸湿后，介电常数发生明显变化的高分子电介质，可做成电容式湿敏元件。
常用的高分子材料是醋酸纤维素、尼龙和硝酸纤维素等。
高分子湿敏元件的薄膜做得极薄，一般约5000埃，使元件易于很快的吸湿与脱湿，减少了滞后误差，响应速度快。
温湿度传感器课程设计单元电路设计
温湿度传感器课程设计单元电路设计温湿度传感器是一种用于测量环境中温度和湿度的传感器。
在课程设计中，我们将设计一个基于电路的温湿度传感器。
在本课程设计中，我们将使用DHT11传感器模块来测量温度和湿度。
DHT11是一款低成本、易于使用的数字温湿度传感器，具有4个引脚的封装。
它通过一根单线串行数据线与主控设备通信，提供可靠的温度和湿度测量。
为了设计一个可靠的温湿度传感器电路，我们将使用以下元件和组件：1. DHT11传感器模块：用于测量温度和湿度，提供数值输出。
2. Arduino开发板：作为主控设备，用于接收传感器的数据并进行处理。
3.聚合器：用于整合传感器和主控设备之间的连接，并提供电源。
4.面包板：用于连接电子元件，方便原型搭建和调试。
5.连接线：用于连接各个元件。
该电路的设计可以分为以下几个步骤：1.连接DHT11传感器模块：将DHT11传感器模块插入面包板，并使用连接线将其与聚合器相连。
连接线的一端插入DHT11传感器模块的引脚孔中，另一端插入聚合器的相应引脚孔中。
确保连接的稳固和可靠。
2.连接Arduino开发板：使用连接线将Arduino开发板与聚合器相连。
将连接线的一端插入Arduino开发板的引脚孔中，将另一端插入聚合器的相应引脚孔中。
确保连接的稳固和可靠。
3.供电和调试：将电源线插入聚合器的电源接口中，并将另一端插入电源插座中。
通过调试电路，确保传感器模块和Arduino开发板的连接正常。
4.编程：使用Arduino编程软件，编写代码以读取DHT11传感器模块的数据。
代码将包括初始化传感器模块、读取温度和湿度数据、将数据传输至主控设备等功能。
5.测试和验证：完成上述步骤后，进行电路的测试和验证。
将传感器放置在不同的环境中，记录传感器读取到的温度和湿度数据，与实际情况进行对比，验证传感器的准确性和稳定性。
总结：通过本次课程设计，我们实现了基于电路的温湿度传感器的设计。
该设计利用DHT11传感器模块和Arduino开发板，实现了对环境温度和湿度的测量，同时通过编程将数据传输到主控设备。
电阻型湿度传感器的电路设计与分析
通讯作者 张雪娇,1983 年11月14日, 籍贯：辽宁省沈阳市, 研究方向：智能机器人， 东北大学硕士，大学教师，讲师。
Digital Space P.215
图 2 湿度传感器具体电路 5.DHT11 湿度模块硬件设计 要对当前环境湿度进行检测，最好是用传感器来检测环境湿度， 通过单片机进行数据处理后显示出来。传感器的选择需要精度高，而 且便于单片机控制。 本次设计使用 DHT11 湿度传感器。DHT11 湿度模块，是一款含 有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块 采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的 长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个 NTC 测温元件， 并与一个高性能 8 位单片机相连接。因此该产品 具有品质卓越、超 快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个 DHT1l 传感器都在 极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在 OTP 内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准 系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极 低的功耗，信号传输距离可达 20 米以上，使其成为最为苛刻的应用 场合的最佳选则。 6. 系统软件流程 本系统最开始先进行液晶的初始化，接着就开始进行温湿度的 检测，然后判断读取到的温湿度是否在报警的范围之内，超出范围时， 则蜂鸣器鸣叫，且对应的指示灯亮。检测完温湿度数据后，就判断是 否有按键被按下 ( 第一个 )，有的话，则进入了报警范围设置界面，否 则进行一段时间的延时后，就进入下一个循环，重新检测温湿度数据。 7. 结语 本实验用了氯化锂的化学性质，使得将湿度程度转化为电信号， 又用了振荡器、传感器驱动电路、温补电路组合成的组合电路，使数 据呈线性化呈现出来。本实验采用了 DHT11 湿度传感器，让实验精 度更高，操作更方便。适合于湿度传感器生产及研制单位用来批量地 检测传感器的性能指标具有较高的实用价值。
基于单片机的温湿度监测系统毕业设计
基于单片机的温湿度监测系统毕业设计一、引言在现代生活和工业生产中，对环境温湿度的准确监测和控制具有重要意义。
温湿度的变化可能会影响产品质量、设备运行以及人们的生活舒适度。
因此，设计一个可靠、精确且易于使用的温湿度监测系统是十分必要的。
本毕业设计旨在基于单片机技术开发一款实用的温湿度监测系统。
二、系统总体设计（一）系统功能需求该监测系统应能够实时采集环境的温度和湿度数据，并将其显示在屏幕上。
同时，系统应具备数据存储功能，以便后续分析和查询。
此外，还应设置报警阈值，当温湿度超出设定范围时能发出警报。
（二）系统组成本系统主要由传感器模块、单片机控制模块、显示模块、存储模块和报警模块组成。
传感器模块负责采集环境温湿度数据，选用了精度高、稳定性好的DHT11 温湿度传感器。
单片机控制模块作为系统的核心，采用了 STC89C52 单片机，负责处理传感器采集到的数据、控制其他模块的工作以及进行逻辑判断。
显示模块采用了液晶显示屏（LCD1602），能够清晰地显示当前的温湿度值。
存储模块使用了 EEPROM 芯片，用于保存历史数据。
报警模块则通过蜂鸣器和指示灯实现，当温湿度异常时发出声光报警。
三、硬件设计（一）传感器接口电路DHT11 传感器与单片机通过单总线进行通信，连接时需要注意数据线的上拉电阻。
（二）单片机最小系统STC89C52 单片机的最小系统包括时钟电路和复位电路。
时钟电路采用晶振和电容组成，为单片机提供稳定的时钟信号。
复位电路用于系统初始化和异常情况下的复位操作。
（三）显示电路LCD1602 通过并行接口与单片机连接，需要配置相应的控制引脚和数据引脚。
（四）存储电路EEPROM 芯片通过 I2C 总线与单片机通信，实现数据的存储和读取。
（五）报警电路蜂鸣器通过三极管驱动，指示灯通过限流电阻连接到单片机的引脚，由单片机控制其工作状态。
四、软件设计（一）主程序流程系统上电后，首先进行初始化操作，包括单片机内部寄存器的设置、传感器的初始化、显示模块的初始化等。
基于单片机的温湿度检测系统的设计
基于单片机的温湿度检测系统的设计一、引言温湿度是常见的环境参数，对于很多应用而言，如农业、生物、仓储等，温湿度的监测非常重要。
因此，设计并实现一个基于单片机的温湿度检测系统是非常有实际意义的。
本文将介绍该温湿度检测系统的设计方案，并详细阐述其硬件和软件实现。
二、系统设计方案1.硬件设计（1）传感器选择温湿度传感器的选择非常关键，常用的温湿度传感器包括DHT11、DHT22、SHT11等。
根据不同应用场景的精度和成本要求，选择相应的传感器。
（2）单片机选择单片机是整个系统的核心，需要选择性能稳定、易于编程的单片机。
常用的单片机有51系列、AVR系列等，也可以选择ARM系列的单片机。
（3）电路设计温湿度传感器与单片机的连接电路包括供电电路和数据通信电路。
供电电路通常采用稳压电源，并根据传感器的工作电压进行相应的电压转换。
数据通信电路使用串行通信方式。
2.软件设计（1）数据采集单片机通过串行通信方式从温湿度传感器读取温湿度数据。
根据传感器的通信协议，编写相应的代码实现数据采集功能。
（2）数据处理将采集到的温湿度数据进行处理，可以进行数据滤波、校准等操作，以提高数据的准确性和可靠性。
（3）结果显示设计一个LCD显示屏接口，将处理后的温湿度数据通过串行通信方式发送到LCD显示屏上显示出来。
三、系统实现及测试1.硬件实现按照上述设计方案，进行硬件电路的实现。
连接传感器和单片机，搭建稳定的供电电路，并确保电路连接无误。
2.软件实现根据设计方案，使用相应的开发工具编写单片机的代码。
包括数据采集、数据处理和结果显示等功能的实现。
3.系统测试将温湿度检测系统放置在不同的环境条件下，观察测试结果是否与真实值相符。
同时，进行长时间的测试，以验证系统的稳定性和可靠性。
四、系统优化优化系统的稳定性和功耗，可以采用以下方法：1.优化供电电路，减小电路噪声和干扰，提高电路的稳定性。
2.优化代码，减小程序的存储空间和运行时间，降低功耗。
基于湿度传感器的土壤湿度检测电路设计
基于湿度传感器的土壤湿度检测电路设计土壤湿度对于植物的生长和发育起着至关重要的作用，因此准确地检测和监测土壤湿度是农业领域中的一个重要任务。
在这篇文章中，我将介绍一种基于湿度传感器的土壤湿度检测电路设计。
首先，我们需要了解湿度传感器的工作原理。
湿度传感器一般采用电容法或电阻法来测量湿度。
本设计中，我们将采用最常见的电阻法。
电路设计的关键在于如何将湿度传感器的输出转换为电压值。
为此，我们采用了一种简单有效的电压分压器电路。
电压分压器包含一个电阻和一个可变电阻。
可变电阻的阻值通过微调电位器来调整，以便校正和调整传感器的输出。
在电路中，我们还引入了一个运算放大器来增强信号，并将信号转化为可测量范围内的值。
运算放大器还消除了电路中的噪声和干扰，确保测量结果的准确性和稳定性。
除了湿度传感器和电压分压器，设计中还包括一个微处理器用于数据采集和处理。
微处理器接收电路输出的电压，并将其转换为相应的数字湿度值。
该数值可以通过串口或其他通信接口传输到计算机或其他控制设备上。
为了保证电路的稳定性和可靠性，我们还需要进行电源管理。
电源管理电路包括稳压器和滤波器，以确保电路能够正常工作并避免电源杂波对测量结果的干扰。
在实际应用中，除了电路设计，还需要考虑一些其他因素。
首先是传感器的安装位置和方式。
传感器应该放置在能够准确反映土壤湿度的位置，并且需要防水和防腐蚀处理。
其次是传感器的校准和维护。
传感器需要定期校准以确保准确性，并进行定期维护以延长使用寿命。
此外，为了进一步提高测量的准确性，我们还可以考虑引入其他传感器，例如温度传感器。
湿度和温度是密切相关的，通过同时测量湿度和温度，可以更好地了解土壤的状况。
总结起来，基于湿度传感器的土壤湿度检测电路设计需要考虑传感器的选择和安装位置，电路的设计和稳定性，以及电源管理和数据处理等因素。
通过合理的设计和良好的校准和维护，可以实现准确可靠的土壤湿度监测，为农业生产提供重要的数据支持。
dht11电路设计
dht11电路设计一、介绍DHT11是一种数字温湿度传感器，可以测量环境中的温度和湿度。
设计一个DHT11电路是为了使其能够与其他电子设备进行通信，并将测量结果传输到其他系统中。
本文将详细介绍DHT11电路设计的相关内容，并提供一些有用的建议。
二、DHT11工作原理DHT11温湿度传感器采用单总线通信协议，通过将数据传输到微控制器来实现与其他设备的连接。
DHT11的主要工作原理如下：1.初始化信号：主机向DHT11发送一个初始化信号，以启动传感器。
2.DHT11响应：DHT11接收到初始化信号后，将发送一个响应信号给主机。
3.数据传输：DHT11将温度和湿度数据传输给主机，每个数据位由50个周期的高电平表示0和26~28个周期的高电平表示1。
4.结束信号：数据传输完成后，DHT11发送一个结束信号给主机。
三、DHT11电路设计要点在设计DHT11电路时，需要考虑以下几个要点：1. 供电DHT11需要供电才能正常工作，在设计电路时需要确保为DHT11提供稳定的电源。
通常使用3.3V或5V电压供电，可以通过稳压电路或电源模块来实现。
2. 电平转换DHT11的数据引脚输出的电平范围是3.3V或5V，与大部分微控制器的工作电平范围不匹配。
因此，需要使用电平转换电路来将DHT11的数据引脚电平转换为微控制器能够接受的电平。
3. 信号传输DHT11使用单总线通信协议，因此需要使用合适的引脚将DHT11连接到微控制器。
可以选择一个GPIO引脚作为数据引脚，并在代码中将其配置为输入和输出。
4. PCB布局在设计DHT11电路的PCB布局时，应将DHT11放置在距离其他电子元件足够远的位置，以避免干扰。
此外，还应注意将地线与电源线分开布线，以降低噪声。
四、DHT11电路设计示例下面是一个简单的DHT11电路设计示例：1.电源供应：使用5V电源模块为DHT11提供稳定的电源。
2.电平转换：使用TXB0108级联8位电平转换器，将DHT11的数据引脚电平转换为3.3V或5V，以适配微控制器的工作电平。
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扬州大学能源与动力工程学院课程设计报告题目：基于湿度传感器的测量电路设计课程：传感器与测控电路课程实习专业：测控技术与仪器班级：测控0802姓名：学号：指导老师：总目录第一部分：任务书第二部分：课程设计报告第三部分：设计电路图第四部分：实习报告第一部分任务书《传感器与测控电路课程实习》课程设计任务书课题：基于湿度传感器的测量电路设计一个电子产品的设计、制作过程所涉及的知识面很广；加上电子技术的发展异常迅速，新的电子器件的功能在不断提升，新的设计方法不断发展，新的工艺手段层出不穷，它们对传统的设计、制作方法提出了新的挑战。
但对于初次涉足电子产品的设计、制作来说，了解并实践一下传感器选择与测控电路的设计、制作的基本过程是很有必要的。
由于所涉及的知识面很广，相应的具体内容请参考本文中提示的《传感器原理及应用》，《测控电路》，《模拟电子技术基础实验与课程设计》，《电子技术实验》等书的有关章节。
一、基于湿度传感器的测量电路设计简介应用IH3605型温度传感器与集成运放设计测量湿度的电路，测量相对湿度(RH)的范围为0%~l00%，电路输出电压为0~10V。
要求测量电路具有调零功能和温度补偿功能。
使用环境温度为0℃~85℃。
二、基于湿度传感器的测量电路设计的工作原理：IH3605型湿度传感器本课题中测量电路组成框图如下所示：测量电路由湿度传感器，差动放大器，同相加法放大器等主电路组成；为了实现温度补偿功能，选择铂电阻温度传感器采集环境温度，通过转换电桥和差动放大，输入同相加法器实现加法运算，补偿环境温度对湿度传感器的影响，其中转换电桥工作电压由差动放大器输出电压通过电压跟随器提供。
三、设计目的1.掌握传感器选择的一般设计方法；2.掌握模拟IC器件的应用；3.掌握测量电路的设计方法；4.培养综合应用所学知识来指导实践的能力。
四、设计要求及技术指标1.设计、组装、调试；2.湿度测量范围：0％～100％RH；3.使用环境温度范围：0～85℃；4.输出电压：0～10V；5.非线性误差：±0.5％。
五、设计所用仪器及器件1.直流稳压电源2.双踪示波器3.万用表4.运放OP075.电阻、电容若干6.湿度传感器IH36057.万能电路板8.电烙铁等六、日程安排1.布置任务、查阅资料，方案设计；（2天）根据设计要求，查阅参考资料，进行方案设计及可行性论证，确定设计方案，画出电路图。
2.上机用EDA软件对设计电路进行模拟仿真调试；（2天）要求在虚拟仪器上观测到正确的波形并达到规定的技术指标。
3.电路的装配及调试；（3天）在万能板上对电路进行装配调试，使其全面达到规定的技术指标，最终通过验收。
4.总结撰写课程设计报告。
（1天）七、课程设计报告内容：总结设计过程，写出设计报告，设计报告具体内容要求如下：1.课程设计的目和设计的任务；2.课程设计的要求及技术指标；3.总方案的确定并画出原理框图；4.各组成单元电路设计，及电路的原理、工作特性(结合设计图写)；5.总原理图，工作原理、工作特性（结合框图及电路图讲解）；6.电路安装、调试步骤及方法，调试中遇到的问题，及分析解决方法；7.实验结果分析，改进意见及收获；8.体会。
八、电子电路设计的一般方法：1.仔细分析产品的功能要求，利用互连网、图书、杂志查阅资料，从中提取相关和最有价值的信息、方法。
（1）设计总体方案。
（2）设计单元电路、选择传感器、测量电路元器件、根据需要调整总体方案。
（3）计算电路（元件）参数。
（4）绘制总体电路初稿。
（5）上机在EDB（或EDA）电路实验仿真。
（6）绘制总体电路。
2.明确电路图设计的基本要求进行电路设计。
并上机在EDB（或EDA）上进行电路实验仿真，电路图设计已有不少的计算机辅助设计软件，利用这些软件可显著减轻了人工绘图的压力，电路实验仿真大大减少人工重复劳动，并可帮助工程技术人员调整电路的整体布局，减少电路不同部分的相互干扰等等。
3.掌握常用元器件的识别和测试。
电子元器件种类繁多，并且不断有新的功能、性能更好的元器件出现。
需要通过互连网、图书、杂志查阅它们的识别和测试方法。
对于常用元器件，不少手册有所介绍。
4.熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法。
通过排除电路故障，提高电路性能的过程，巩固理论知识,提高解决实际问题的能力。
5.独立撰写课程设计报告。
第二部分课程设计报告目录1 课题简介 (1)2 课程设计的目的和设计的任务 (2)2.1 课程设计的目的 (2)2.2 课程设计的任务 (2)3 课程设计的要求及技术指标 (3)3.1 课程设计的要求 (3)3.2 课程设计的技术指标 (3)4 总方案及原理框图 (4)4.1 电路设计总方案 (4)4.2 电路设计原理框图 (4)5 各组成部分的工作原理 (5)5.1 差动放大电路 (5)5.2 温度补偿电路 (5)5.3 加法比例运算电路 (6)6 电路的设计、电路各部分工作特性及元件的作用 (7)6.1 差动放大电路 (7)6.2 温度补偿电路试 (8)6.3 加法比例运算电路 (11)7总原理图 (13)8 电路安装、调试步骤及方法 (15)8.1 电路的安装 (15)8.2 电路调试的步骤及方法 (15)9 实验结果分析 (16)10 改进意见、收获、体会、设计总结 (17)10.1 电路的改进意见 (17)10.2 课程设计的收获与体会 (17)10.3 课程设计的总结 (17)11 仪器仪表清单 (18)11.1 元器件清单 (18)11.2 引用仪器、仪表清单 (18)参考文献 (19)1 课题简介基于湿度传感器的测量电路设计：应用IH3605型温度传感器与集成运放设计测量湿度的电路，测量相对湿度(RH)的范围为0%~l00%，电路输出电压为0~10v。
要求测量电路具有调零功能和温度补偿功能。
使用环境温度为0℃~85℃。
测量电路由湿度传感器，差动放大器，同相加法放大器等主电路组成；为了实现温度补偿功能，选择铂电阻温度传感器采集环境温度，通过转换电桥和差动放大，输入同相加法器实现加法运算，补偿环境温度对湿度传感器的影响，其中转换电桥工作电压由差动放大器输出电压通过电压跟随器提供。
2课程设计的目的和设计的任务2.1 课程设计的目的1.掌握传感器选择的一般设计方法；2.掌握模拟IC器件的应用；3.掌握测量电路的设计方法；4.培养综合应用所学知识来指导实践的能力。
2.2 课程设计的任务应用IH3605型温度传感器与集成运放设计测量湿度的电路，测量相对湿度(RH)的范围为0%~l00%，电路输出电压为0~10V。
要求测量电路具有调零功能和温度补偿功能。
使用环境温度为0℃~85℃。
3 课程设计的要求及技术指标3.1 课程设计的要求1.根据设计要求，查阅参考资料，2.进行方案设计及可行性论证3.确定设计方案，画出电路原理框图。
4.设计每一部分电路，计算器件参数5.在万能板上对电路进行装配调试，使其全面达到规定的技术指标，记录调试数据，最终通过验收。
6.总结撰写课程设计报告。
（1）课程设计的目的和设计的任务（2）课程设计的要求及技术指标传感器的性能、主要技术指标、使用条件仔细分析产品的功能要求，利用互连网、图书、杂志查阅资料，从中提取相关和最有价值的信息、方法。
（3）总方案的确定并画出原理框图。
（4）各组成单元电路设计，及电路的原理、工作特性(结合设计图写)（5）总原理图，工作原理、工作特性（结合框图及电路图讲解）及各元件参数分析误差及产生原因（6）电路安装、调试步骤及方法，调试中遇到的问题，及分析解决方法。
（7）实验结果分析，改进意见及收获。
（8）元器件清单（9）仪器仪表清单（10）体会。
3.2 课程设计的技术指标1.湿度测量范围：0％～100％RH；2.使用环境温度范围：0～85℃；3.输出电压：0～10V；4.非线性误差：±0.5％。
4 总方案及原理框图4.1 电路设计总方案测量电路由湿度传感器，差动放大器，同相加法放大器等主电路组成；为了实现温度补偿功能，选择铂电阻温度传感器采集环境温度，通过转换电桥和差动放大，输入同相加法器实现加法运算，补偿环境温度对湿度传感器的影响，其中转换电桥工作电压由差动放大器输出电压通过电压跟随器提供。
4.2 电路设计原理框图图1 原理框图5 各组成部分的工作原理5.1 差动放大电路差动放大器:是把二个输入信号分别输入到运算放大器的同相和反相二个输入端，然后在输出端取出二个信号的差模成分，而尽量抑制二个信号的共模成分。
图2 差动放大电路243412112o )1(i i u R R R R R u R R u +++-= 。
：则如果满足)(//1212o 3412i i u u R R u R R R R --== 5.2 温度补偿电路何谓电桥放大电路？由传感器电桥和运算放大器组成的放大电路或由传感器和运算放大器构成的电桥都称为电桥放大电路。
应用于何种场合？应用于电参量式传感器，如电感式、电阻应变式、电容式传感器等，经常通过电桥转换电路输出电压或电流信号，并用运算放大器作进一步放大，或由传感器和运算放大器直接构成电桥放大电路，输出放大了的电压信号。
差动输入电桥放大电路图3 差动输入电桥放大电路。
，时：＞＞当u u uR R Ru u R R R b o a δδ++=++==212)2(1215.3 加法比例运算电路加法比例运算电路可以实现信号的求和以及放大。
∞-+ + NR 2=R 1u oR 1u R (1+δ) u a u bR R R。
）１２１＋＝，则，即若运放工作在理想状态１42/()(uR R u u u o b a δδ+=uoR1 Rf图4 加法比例运算电路 取32R R =Rf R 1，则uo=(1+1R Rf )(323R R R +ui1+322R R R +ui2)。
当R2=R3时，uo=21（1+1R Rf )(ui1+ui2)。
6 电路的设计、电路各部分工作特性及元件的作用6.1 差动放大电路方案一：图5 方案一的差动放大电路①选择VS、R l、IC l、R2、R P1确定电源电压。
因输出电压U o=10V，电源电压取15V。
由IC l、R2、R P1组成调零电路。
由VS、R1组成传感器电源(5V)，给传感器和调零电路供电。
VS选用MTZJ5 IB型稳压二极管，U z=5.IV，I z=5mA，则R1=(U cc－U z)/I z=(15－5.1)／(5×10－3)=l.98kΩ取系列值2kΩ。
IC l选用LM385型基准电压源，基准电压U ref=l.235V，工作电流为10μA~20mA，取工作电流I=lmA，则R2=(U z－U ref)/I=(5.1—1.235)／(1×10－3)=3.865kΩ取系列值3.9kΩ。