多功能空气湿度计设计

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1、多功能空气湿度计的设计摘要湿度是表示大气干湿程度的物理量。空气的湿度与我们的生活、工作、生产都有着直接的联系，为了获得和测量湿度值，就必须对湿度的测量进行研究。本文介绍了一种新型多功能空气湿度计的原理和测量方法，采用CHR-01湿敏电阻作为湿度敏感元件，设计出温湿度检测模块来测量空气中的温湿度值。运用单片机对经过AD转化后的测量信号进行运算处理，再由LED显示模块显示出当前空气温湿度值，并通过语音报警模块对其进行实时监控。同时，还对传感器进行非线性补偿，对测量数据进行修正以减少测量误差。本文在设计过程中主要做了以下几个方面的工作：

2、一是讨论并选择系统的总体设计方案；二是对传感器、A/D转换器和单片机进行设计和选择；三是对单片机及其接口进行电路及软件的设计。实验测试结果表明：该空气湿度计的性能指标基本达到了设计要求。关键词：湿度；湿敏电阻；AD转换器；单片机；1绪论：1.1课题研究的目的及意义湿度是表示大气干湿程度的物理量。有绝对湿度、相对湿度、露点等多种表示方式。绝对湿度是单位体积空气中所含水蒸汽的质量。一般用1立方米空气中所含水蒸汽的克数来表示。对于干燥过程的控制热平衡的调整等，都必须了解绝对湿度。相对湿度为空气中实际所含水蒸汽的密度与同温度下饱和水蒸汽密

3、度的百分比，它是一个无量纲的数。在贮存或加工与周围空气处于湿度平衡的材料时，相对湿度有着很大的意义。空气在一定温度时只能吸收一定量的水汽，空气中的水蒸气达到饱和状态时的温度，叫做露点温度。研究表明：湿润的空气才能保持生机盎然。为防止家具、木质装修、书籍或乐器老化、变形甚至干裂的情况出现，储存以上物品时室内湿度应保持在45%~55%RH之间，而冬季北方家庭室内湿度仅为10%~15%RH，干燥使我们可能带上2000~7000伏的高压静电，由于家用和办公电器的普及，静电更是无处不在。严重的静电会使人心情烦躁、头晕胸闷、喉鼻不适。只有检测

4、出空气湿度后，才能运用相应的方法调节空气湿度，有效消除静电，创造森林、海般的清新空气。可见空气湿度的检测对于我们的身心健康和工作学习的重要性。温度、湿度监测在人们现实生活生产中应用已日渐广泛，在发电厂、纺织、食品、医药、建筑、仓库、农业大棚等众多的应用场所，对温度、湿度参量的要求都非常严格，因此能否有效对这些领域的温、湿度数据进行实时监测和控制是一个必须解决的重要前提。本课题即以上述问题为出发点，设计实现了对空气温度、湿度的实时监测系统，该系统能检测出当前空气的温湿度，并当湿度超出用户设定的湿度值时，进行自动报警。1.2湿度传感器

5、的现状传感器属于多学科交叉、技术密集的高技术产品，其技术水平决定于科学研究的水平，而我国在传感器研究方面科研投资强度偏低，科研设备落后，加之我国存在科研和生产脱节的现象，所以影响了传感器科研成果的转化，造成了我国传感器产品综合实力较低，阻碍了传感器产业的发展。高分子湿度传感器的研究始于1938年，由美国的达姆(F.W.Dummore)在金属丝状电极的上面浸涂一层聚乙烯醇和氯化锂的混合感湿膜，而研制出的浸涂式氯化锂湿度传感器。此后，电解质、有机高分子、各种感湿材料组成的传感器相继出现。自从1978年芬兰Vaisala公司成功地研制了

6、Humicap以来，高分子湿度传感器优异性能在国际上获得了越来越多领域的承认，特别是湿度量程宽、响应时间短、湿滞回差小、制作简单、成本低等优点，成为其它湿度传感器激烈的竞争对手。在气象、纺织、集成电路生产、家用电器、食品加工及蔬菜保鲜等方面得到了广泛的应用。我国从1980年开始研制高分子湿度传感器。随着应用的深入和扩大，我国研制的高分子湿度传感器的某些性能已得到了很大的提高，有的接近或赶上了国外有的厂家生产的湿度传感器。敏感元件与传感器发展的总趋势是集成化、多功能化、智能化和系统化。传感器领域的主要技术正在现有基础上予以延伸和提高

7、，加速新一代传感器的开发和产业化，可以预期：(1)微机械加工技术（MEMT技术）将高速发展，成为新一代微传感器、微系统的核心技术，是21世纪传感器技术领域中带有革命性变化的高新技术。它不仅可以制成简单的三维结构，而且可以做成三维运动结构与复杂的力平衡结构。采用MEMT技术形成的微传感器和微系统，具有划时代微小体积、低成本、高可靠等独特的优点。(2)新型敏感材料将加速开发，微电子、光电子、生物化学、信息处理等各种学科，各种新技术的互相渗透和综合利用，可望研制出一批先进传感器。(3)传感器应用领域得到新的拓展，二次传感器和传感器系统的

8、比例大幅度增长，集成化、智能化传感器与变送器将会呈现畅销势。近年来，湿度传感器的研究主要集中在感湿机理以及应用新材料、新工艺提高感湿特性和稳定性等方面。目前，日本、美国等国在湿度传感器的研究上已走在世界前列。湿度传感器可以分为三大类：电解质湿度传感