高精度低功耗液晶显示湿度变送器.pdf

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1、2012仪表技术与传感器2O12第4期InstrumentTechniqueandSensorNo．4高精度低功耗液晶显示湿度变送器李国洪，孙晓伟(天津理工大学天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室，天津300384)摘要：针对工业现场的恶劣环境，湿度变送器的设计需考虑温度实时补偿以减小误差提高精度。采用低功耗芯片对采集信号进行运算与处理，信号处理后送两路完成数据实时显示与信号远传功能。程序采用模块化设计便于调试与修改，最后将成品置于常温环境下加湿进行测量，验证了其高可靠性、稳定性与精确度。关键词：湿度变送器；温度补偿；低功耗；高精度中图分类号：TP2

2、3文献标识码：A文章编号：1002—1841(2012)o4—0023—02High-precisionLow-powerConsumptionLCDHumidityTransmittersLIGuo—hong，SUNXiao—wei(TianjinComplexSystemControlTheoryandApplicationofKeyLaboratoriesTianjinUniversityofTechnology，Tianjin300384，China)Abstract：Accordingtoindustrialsiteenvironments，

3、todesignhumiditytransmittersneedtoconsiderthereal-timetemperaturecompensationtominimizeelTor．Thispaperusedlow—powerconsumptionchiptocollectoperationsofsignalandprocessing，signalprocessingtocompletethedatareal—timedisplayandsignalremotetransmissionfunction．Thesoftwaredesignadopte

4、dmodulariza—tionprogramdesignforeasydebuggingandmodification．Finallythefinishedproductwassetinnormaltemperatureenvironmentforhumidifyingmeasurement，anditshighreliabilityandstabilityandprecisionwereverified．Keywords：humiditytransmitters；temperaturecompensation；lowpowerconsumption

5、；hishprecision0引言外部电源采用直流2，4V，装置需要+5V，+3．3V，+2．5V随着人们对生产与生活安全意识的提高，一些场所必须安3种电压为电路供电，故需对电源进行转换。采用AIM21为电路提装湿度变送器对其环境进行湿度监控，但目前国内大部分湿度供+5V，由低压差三端稳压芯片7533—1将+5V电压转换为+变送器存在如下缺点：非线性误差大、测量精度偏低、温度系数3．3V电压，AIM21内置+2．5V精密基准电压源。高等。同时传统湿度变送器是将测量信号远传，以电流或电压AD421主要由电压调整器、数模转换器和电流放大器组值显示，不具备直

6、观性。为了解决上述问题，并且提高性价比，成。电压调整器提供+5V输出电压为自身和外围电路使用，以MSP430为运算处理核心，同时进行温度补偿，并设计了液晶其需从电流环路中取电流，为构成电流环路需外接耗尽型MOS显示屏对湿度值实时显示，现产品已广泛应用于工业现场，具管DN2540，AD421的VCC管脚连接DN2540的源极，外围电路有很好的市场前景和良好的口碑。如图1所示。1传感器选型．TP1根据工作环境的不同采用不同的湿度传感器，低温环境下采用常温型湿度传感器HS1101，高温情况下采用高温型湿敏传感器HT011，二者采用相同的控制电路，调试方法也相

7、同，差别主要体现在本底电容的选取不同与工作环境温度不同。两种传感器的特点是电容式湿度传感器灵敏度高、响应快]。温度传感器采用PtlO0，其主要作用是对高温环境的温度系数进行补偿，因在高温高湿的情况下温度特性曲线线性偏差REF2较大，故需要对其进行补偿』。2系统硬件设计湿度变送器由电源转换电路、信号转换电路、信号处理电路与液晶显示电路组成。2．1电源转换电路图1AD421外围电路收稿日期：2011—07—08收修改稿日期：2011—11—18电流放大器为数模转换输出电流驱动的第二部分，输出电InstrumentTechniqueandSensor流为4～

8、20mA，符合工业控制标准信号输出。由于AD421误示屏进行显示。接线如图3所示。差小，分辨率