CN101738422B - 一种湿度测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种湿度测量装置，所述装置包括：电容测量单元，用于通过湿敏电容和参考电容分别输出所述湿敏电容和参考电容的频率信号；微控制器，用于根据所述湿敏电容和参考电容的频率信号，获得根据所述湿敏电容和参考电容的频率值，利用所述湿敏电容和参考电容的频率差值与湿度值的线性函数关系，获得当前环境湿度值。相应地，本发明还公开了一种湿度测量方法。通过本发明，能够提高湿度测量时的精度和稳定性。

Description

一种湿度测量装置及方法

技术领域

本发明涉及测量仪器技术领域，更具体地说，涉及一种湿度测量装置及方法。

背景技术

目前，在暖通空调，通讯基站及楼宇安防等环境监控领域，湿度测量已成为一种必需的标准配置。

目前，市场上用于环境监测的电子类湿度测量产品，都是通过激励湿度敏感元件实现湿度的测量和变送输出。湿度敏感元件主要分为电容式和电阻式两类：电阻式敏感元件对湿度的变化表现为电阻效应，其阻值变化范围大，但与被测湿度成对数关系，不方便测量、转换，且湿度测量范围窄，可测量的相对湿度范围通常在20％RH～95％RH之间，测量精度一般在5％左右；电容式敏感元件对湿度表现为电容效应，其容值变化与被测湿度基本成线性关系，且测量范围可达全量程0％RH～100％RH，测量精度在1～3％左右。因此在工业领域一般选用湿敏电容做为湿度测量的敏感元件，而民用领域的温湿度表则选用湿敏电阻。

但两种湿敏元件都存在高湿漂移、因结露或粉尘而影响测量精度的缺点，影响严重时甚至发生击穿、损坏等。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种湿度测量装置及方法，以便提高湿度测量时的精度和稳定性。

本发明实施例提供一种湿度测量装置，所述装置包括：

电容测量单元，用于通过湿敏电容和参考电容分别输出所述湿敏电容和参考电容的频率信号；

微控制器，用于根据所述湿敏电容和参考电容的频率信号，获得根据所述温敏电容和参考电容的频率值，利用所述湿敏电容和参考电容的频率差值与湿度值的线性函数关系，获得当前环境湿度值。

优选的，所述微控制器还用于：

判断所获得的当前环境湿度值是否达到预置环境湿度阈值，如果是，则触发湿敏电容加热单元和热敏电阻测量单元；并根据热敏电阻测量单元反馈的湿敏电容表面温度及当前环境温度，分别获得对应湿敏电容表面温度及当前环境温度的第一饱和蒸汽压值和第二饱和蒸汽压值，利用第一饱和蒸汽压值与第二饱和蒸汽压值的比值与所述湿敏电容的表面湿度值的乘积，获得实际环境湿度值；

则所述装置还包括：

湿敏电容加热单元，用于通过加热电阻加热所述湿敏电容，使得所述湿敏电容表面温度和环境温度形成正温差；

热敏电阻测量单元，用于通过第一热敏电阻输出表示所述湿敏电容表面温度的第一阻值信号，通过第二热敏电阻输出表示当前环境温度的第二阻值信号。

优选的，所述装置还包括：

输出单元，用于接收所述微控制器输出的表示环境湿度值的脉冲宽度调制PWM信号，将所述PWM信号变送为恒定电流信号输出。

优选的，所述装置还包括一个密闭在所述湿敏电容、第一热敏电阻及加热电阻外部的防水透气罩。

优选的，所述装置还包括一个密闭在所述第二热敏电阻外部的保护罩。

优选的，所述装置还包括一个密闭在所述防水透气罩及热敏电阻防护罩外部的塑料防护罩。

一种湿度测量方法，所述方法包括：

微控制器接收通过湿敏电容和参考电容分别输出的所述湿敏电容和参考电容的频率信号；

所述微控制器根据所述湿敏电容和参考电容的频率信号，获得根据所述湿敏电容和参考电容的频率值；

所述微控制器利用所述湿敏电容和参考电容的频率差值与湿度值的线性函数关系，获得当前环境湿度值。

优选的，所述方法还包括：

所述微控制器判断所获得的当前环境湿度值是否达到预置环境湿度阈值，如果是，则通过加热电阻加热所述湿敏电容，使得所述湿敏电容表面温度和环境温度形成正温差；

所述微控制器根据第一热敏电阻输出表示所述湿敏电容表面温度的第一阻值信号，以及第二热敏电阻输出表示当前环境温度的第二阻值信号，分别获得所述湿敏电容表面温度及当前环境温度；

所述微控制器根据所述湿敏电容表面温度及当前环境温度，分别获得对应湿敏电容表面温度及当前环境温度的第一饱和蒸汽压值和第二饱和蒸汽压值；

所述微控制器利用第一饱和蒸汽压值与第二饱和蒸汽压值的比值与所述湿敏电容的表面湿度值的乘积，获得实际环境湿度值。

优选的，所述方法还包括：

将所述微控制器输出的表示环境湿度值的脉冲宽度调制PWM信号变送为恒定电流信号输出。

优选的，所述方法还包括：

设置一个密闭在所述湿敏电容、第一热敏电阻及加热电阻外部的防水透气罩。

优选的，所述方法还包括：

设置一个密闭在所述第二热敏电阻外部的保护罩。

优选的，所述方法还包括：

设置一个密闭在所述防水透气罩及热敏电阻防护罩外部的塑料防护罩。

同现有技术相比，本发明提供的技术方案通过采用单芯片测量方案，即由一片微控制器辅助少量阻容实现湿敏电容的激励和测量，简单的测量架构将外部因素对湿度测量的影响降至最低，微控制器同时对测量值进行温度补偿和非线性补偿，最大限度提高测量精度；同时容值测量电路中增加跟随电容设计，算法中将两路电容差值作为湿度函数的变量，抵消了系统误差，提高了测量精度；

本发明的防结露设计是在湿敏电容电极底下增加一加热电阻，恒流驱动，使湿敏电容跟环境形成温差，避免结露，实现加热过程中的湿度连续测量，不影响产品功能，同时，减小了湿敏电容的漂移，延长湿敏电容的使用寿命；

此外，本发明的湿度测量装置的外部结构采用防水透气罩和塑料防护罩双重设计，在隔绝粉尘，飞溅物的同时不影响湿度测量，最大可能的延长的湿敏元件的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种湿度测量装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种湿度测量装置结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种电容测量单元的实现电路示意图；

图4为图3提供的实现电路中比较器输出端输出的波形示意图；

图5为图3提供的实现电路中比较器反相端输出的波形示意图；

图6为本发明实施例提供的一种湿敏电容加热单元的实现电路示意图；

图7为本发明实施例提供的一种热敏电阻测量单元的实现电路示意图；

图8为本发明实施例提供的一种输出单元的实现电路示意图；

图9为本发明实施例提供的一种基础电流及稳压电路示意图；

图10为本发明实施例提供的一种设置防护的湿度测量装置结构分解示意图；

图11为本发明实施例提供的一种设置防护的湿度测量装置结构组合示意图；

图12为本发明实施例提供的一种湿度测量方法步骤流程示意图；

图13为本发明实施例提供的另一种湿度测量方法步骤流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

首先对本发明提供的湿度测量装置进行说明，参照图1所示，所述湿度测量装置可以包括：

电容测量单元101，用于通过湿敏电容和参考电容分别输出所述湿敏电容和参考电容的频率信号；

微控制器102，用于根据所述湿敏电容和参考电容的频率信号，获得根据所述湿敏电容和参考电容的频率值，利用所述湿敏电容和参考电容的频率差值与湿度值的线性函数关系，获得当前环境湿度值。

本发明通过在湿敏电容容值测量电路中增加跟随电容(即参考电容)的设计，算法中将两路电容差值作为湿度函数的变量，能够减小系统误差，包括：温度系数、电压波动、以及输出振荡引入的误差，从而提高测量精度。

此外，湿敏电容在高湿环境下容易结露，因此，带来电容漂移，影响电容寿命和湿度测量精度。目前常规的设计是在湿敏电容附近增加一个加热部件，定期加热湿敏电容，该设计为强制除露方式，即中断湿敏电容的测量功能，通过强制加热湿敏电容，进行除露。可见，此设计不仅并不能消除电容漂移，改善测量精度，而且在加热过程中会停止湿度测量，丧失湿度测量产品本身的功能。

为了避免现有湿度测量装置中常见的结露现象，本发明提供的湿度测量装置同样采用加热湿敏电容的方式，湿度测量装置为无间断测量，即防结露功能打开时辅以专用算法，在加热湿敏电容的同时，保证湿度测量的顺利进行，而且不影响湿度测量精度。

为了实现湿度测量装置的防结露功能，在图2所示的湿度测量装置中，所述微控制器102还用于：

判断所获得的当前环境湿度值是否达到预置环境湿度阈值，如果是，则触发湿敏电容加热单元103和热敏电阻测量单元104；并根据热敏电阻测量单元104反馈的湿敏电容表面温度及当前环境温度，分别获得对应湿敏电容表面温度及当前环境温度的第一饱和蒸汽压值和第二饱和蒸汽压值，利用第一饱和蒸汽压值与第二饱和蒸汽压值的比值与所述湿敏电容的表面湿度值的乘积，获得实际环境湿度值；

则所述装置还包括：

湿敏电容加热单元103，用于通过加热电阻加热所述湿敏电容，使得所述湿敏电容表面温度和环境温度形成正温差；

热敏电阻测量单元104，用于通过第一热敏电阻输出表示所述湿敏电容表面温度的第一阻值信号，通过第二热敏电阻输出表示当前环境温度的第二阻值信号。

在该湿度测量装置中，当环境湿度达到加热防护阀值时，微控制器触发对湿敏电容的加热设计，湿敏电容表面温度和环境温度形成正温差，不会结露。同时，在该湿度测量装置中设计了两路温度测量，分别测量湿敏电容表面温度和环境温度，微控制器根据测得的两路温度值和饱和蒸汽压的对应关系，结合湿敏电容上的湿度值，换算出环境实际湿度值，实现在加热保护的同时仍能准确测量环境湿度。

为了将微控制器获得的环境湿度值输出，通常，所述湿度测量装置还包括：

输出单元105，用于接收所述微控制器102输出的表示环境湿度值的脉冲宽度调制PWM信号，将所述PWM信号变送为恒定电流信号输出。

通常，微控制器根据测量换算出的湿度值，调制输出相应的PWM(PulseWidth Modulation，脉冲宽度调制)信号，PWM信号经过积分滤波变送为恒定电流信号输出。

为了便于对本发明进一步的理解，下面结合本发明的具体实施方式对本发明进行详细描述。

实施例一：

本发明实施例提供了一种电容测量单元的实现电路，如图3所示，所述电路主要包括：

比较器跟外部阻容形成施密特触发器，电容C1、C2分别通过R10充放电，其中，C1为湿敏电容，用于测量环境湿度；C2为参考电容，用于对C1的湿度测量值进行补偿；R11、R12、R13分时产生上下临界电压V1或V2，R12并联R13之后，串联R12产生触发器下临界电压V2，该部分电路的工作过程如下：

测量湿敏电容电容C1时，微控制器一极连接C2的IO4高阻，连接C1 IO3的一极接地，另一极跟比较器反相端(-)连接，此时比较器输出为VCC，通过R10给C1充电，R12并联R11，串联R13产生比较器同相端(+)的上临界电压V1，当C1两端电压充至V1时，比较器输出端翻转为VSS，湿敏电容C1通过R10放电，此时R12并联R13，串联R11产生比较器同相端(+)的下临界电压V2，当C1上电压放至V2时，比较器输出端翻转为VCC，继续充电，如此循环在比较器输出端形成方波，如图4所示，比较器反相端(-)波形如图5所示。当C1容值随湿度变化而变化时，比较器输出端输出的方波频率也会随之变化，微控制器通过测量方波频率可以换算出C1容值，进而换算出C1表面湿度值。

在该电容测量单元中，增加了一个参考电容C2，测量C2时，微控制器一极连接C1的IO3高阻，连接C2 IO 4的一极接地，另一极跟比较器反相端(-)连接，接下来的测量时序跟C1相同，此处不再进行赘述。

引入参考电容C2后，两电容C1、C2振荡输出的频率差可湿度函数的变量，且频率差值与湿度值呈线性函数关系：

当通过电容测量电路测得的湿敏电容C1的频率为Fs，测得参考电容C2的频率为F0，则湿度测量函数为：

RH＝K×(Fs-F0)+A

其中，RH表示环境湿度值(％RH)，K表示湿度测量电路灵敏度，A表示湿度测量电路截距；

其中K、A通过在两个标准湿度环境下分别测得两组湿敏电容频率和参考电容频率换算得出，即在湿度RH1下，测量湿敏电容频率和参考电容频率分别为Fs1和F01，在湿度RH2下，测量湿敏电容频率和参考电容频率分别为Fs2和F02，则K和A的计算如下：

K＝(RH2-RH1)/(Fs2-F02-Fs1+F01)

A＝(RH1×(Fs2-F02)-RH2×(Fs1-F01))/(Fs2-F02-Fs1+F01)

根据实测湿敏电容C1特性对换算出的湿度值进行非线性补偿，可以减小测量的系统误差，包括温度系数，电压波动，以及降低输出振荡引入的误差，极大提高测量精度，从而保证全量程较高的测量精度。

实施例二

该实施例提供了一种湿敏电容加热单元的实现电路，如图6所示，实现加热湿敏电容从而防止湿敏电容在高湿环境下结露的功能，其中，电阻R8为加热电阻。

当微控制器测得的环境湿度达到加热防护阀值时，微控制器驱动IO2(为微控制器的管脚)端口变为低电平，此时，三极管Q2导通，恒定电流Ih由Vcc端，经加热电阻R8、电阻R7及负输出电压稳压器U4，通过RH端流出，湿敏电容防结露功能打开，湿敏电容温度升高，湿敏电容表面温度和环境温度形成正温差，不会结露。当湿度低于湿度防结露保护阀值时，IO2端口变为高电平，PNP三极管Q2截止，湿敏电容防结露功能关闭。

在湿敏电容被加热时，微控制器对加热前的变送电流进行减法调制，使实际输出的电流保持稳定，即加热保护打开时不影响产品的湿度输出，从而实现湿度连续测量。例如，当电阻R7两端为恒压1.25V，加热恒流为1.25/R7，微控制器将输出电流减掉加热恒流值，保持总输出电流不变，即刘工加热电阻的电流没有影响总输出电流，因而，不会对湿度连续测量产生影响。

常规产品设计为强制除露方式，即中断湿敏电容的测量功能，通过强制加热湿敏电容，进行除露。本发明设计为系统无间断测量，即防结露功能打开时不影响湿度测量。

实施例三

相应实施例二中的湿敏电容加热单元的实现电路，本发明实施例中提供了一种热敏电阻测量单元的实现电路，如图7所示，同湿敏电容加热单元的实现电路相配合，在高湿环境下保证湿度测量的正常进行。

参见图7，微控制器的IO8端口为12位ADC(Analog-to-Digital Converter，模/数转换器)，热敏电阻RT1与已知阻值电阻R14串联分压，当获得RT1阻值之后，即可换算出RT1的相应温度；微控制器的IO9端口也为12位ADC，热敏电阻RT2与已知阻值电阻R15串联分压，当获得RT2阻值之后，换算出RT2相应温度。

本发明设计了两路温度测量，其中RT1测量湿敏电容表面温度，RT2测量环境温度，微控制器根据测得的两路温度值和湿敏电容上的湿度值，根据内置饱和蒸汽压表，图表一所示，即可换算出环境实际湿度值，实现在加热保护同时仍能准确测量环境湿度。

表一饱和蒸汽压表

温度℃	饱和蒸汽压Pa
		0	611.2
4	812.9
		8	1071.4
12	1400.0
		16	1814.2
20	2332.6
		24	2976.6
28	3771.1
		32	4745.0
36	5931.3
		40	7367.5
44	9096.3
		48	11165.9
52	13630.4
		56	16550.4
60	19993.3
		64	24033.7
68	28754.3
		72	34245.8
76	40607.7
		80	47948.9

环境实际湿度值的算法具体为：

测得湿敏电容表面湿度为RH0，湿敏电容表面温度为t1，环境温度为t2，查表获得温度t1下的饱和蒸汽压值e1，温度t2下的饱和蒸汽压值e2，则环境实际湿度值为RH’＝RH0×e1/e2。

实施例四

为了将微控制器获得的环境湿度值输出，本发明实施例示出了一种输出单元的实现电路，如图8所示。

图8中，IO1是微控制器的管脚，微控制器在此管脚上输出PWM信号。该实现电路包括：两级积分滤波及恒流输出两部分电路，分别由电阻R7和电容C6组成第一级积分滤波电路，由电阻R6和电容C5组成第二级积分滤波电路，微控制器根据测量换算的湿度，调制输出相应的PWM信号，PWM信号经过两级积分滤波后变成直流电压信号V3，通过射随器U3输出至三极管Q1的发射极，在电阻R4上产生恒定电流I输出，此时，I＝(Vcc-V3)/R4，即为湿度测量装置的最终输出电流，根据该最终输出电流，可以变换为湿度值，提供至相关操作人员。

实施例五

相应地，该实施例中提供了一种基础电流及稳压电路，如图9所示，用于向湿度测量装置内部各部分电路提供稳定的工作电流。

参见图9，其中，电流经过可调精密分流稳压器U1，产生系统工作电压Vcc(例如：3V)，三端可调正输出电压稳压器U2产生系统基础电流(例如：4mA)，使得回路中的电流至少满足基础电流，保证系统可以工作。

需要说明的是，上述各实施例中的实现电路仅为本发明中的示意性电路表示，当然，本领域技术人员在具体实施时，也可以在实现相应功能的前提下，变换实现电路的结构组成，对此，本发明并不做具体限定。

实施例六

当湿度测量装置应用在恶劣的环境下时，例如：空气中的污染物颗粒较多时，需要该湿度测量装置满足隔绝粉尘、同时防水的需求。为此，本发明实施例提供了如下设置防护的湿度测量装置，如图10所示。

图10是湿敏电容测量防护结构示意图，包括PCB板(1)、PCB板(1)上设置有：连接件固定孔(2)、热敏电阻RT1(3)、湿敏电容(4)、加热电阻(5)、热敏电阻RT2(6)、热敏电阻RT2保护罩(7)、塑料连接件(8)、防水透气罩(9)及塑料防护罩(10)。其中，热敏电阻RT1(3)、加热电阻(5)和湿敏电容(4)被密封在防水透气罩(9)内，而热敏电阻RT2(6)设置在防水透气罩外面。使得热敏电阻RT1(3)可测量湿敏电容(4)表面温度，而热敏电阻RT2(6)测量环境温度。为了保证设置在防水透气罩外面的热敏电阻RT2不受环境中粉尘和湿度的影响，可以在热敏电阻RT2外部设置一个保护罩，将热敏电阻RT2密闭在该保护罩内部。

除此之外，可以设置另外的密闭所述防水透气罩(9)、热敏电阻RT2(6)及热敏电阻防护罩(7)的塑料防护罩(10)，装配关系如图11所示。塑料防护罩(10)开孔应尽量大，便于气体交换，有利于提高湿度测量的响应时间。

为了更好地保证密闭性，在塑料连接件(8)跟防水透气罩(9)的连接处用绝缘胶密封。

该实施例中的湿度测量装置的外部结构采用保护罩和防护罩双重设计，能够在不影响湿度测量的同时隔绝粉尘，飞溅物，最大可能的延长的湿敏元件的使用寿命。

同时，由于密闭性良好，长期恶劣环境下使用后，可以用水冲洗湿度测量装置外部密闭的部分，达到除尘目的。

实施例七

相应上述湿度测量装置，本发明实施例提供了一种湿度测量方法，如图12所示，为该方法的流程示意图，主要包括以下步骤：

步骤101、微控制器接收通过湿敏电容和参考电容分别输出的所述湿敏电容和参考电容的频率信号；

步骤102、所述微控制器根据所述湿敏电容和参考电容的频率信号，获得根据所述湿敏电容和参考电容的频率值；

步骤103、所述微控制器利用所述湿敏电容和参考电容的频率差值与湿度值的线性函数关系，获得当前环境湿度值。

本发明通过在湿敏电容容值测量电路中增加跟随电容(即参考电容)的设计，算法中将两路电容差值作为湿度函数的变量，能够减小系统误差，包括：温度系数、电压波动、以及输出振荡引入的误差，从而提高测量精度。

实施例八

同实施例七相比，该实施例中增加了以下处理步骤，如图13所示：

步骤104、所述微控制器判断所获得的当前环境湿度值是否达到预置环境湿度阈值，如果是，则通过加热电阻加热所述湿敏电容，使得所述湿敏电容表面温度和环境温度形成正温差；

步骤105、所述微控制器根据第一热敏电阻输出表示所述湿敏电容表面温度的第一阻值信号，以及第二热敏电阻输出表示当前环境温度的第二阻值信号，分别获得所述湿敏电容表面温度及当前环境温度；

步骤106、所述微控制器根据所述湿敏电容表面温度及当前环境温度，分别获得对应湿敏电容表面温度及当前环境温度的第一饱和蒸汽压值和第二饱和蒸汽压值；

步骤107、所述微控制器利用第一饱和蒸汽压值与第二饱和蒸汽压值的比值与所述湿敏电容的表面湿度值的乘积，获得实际环境湿度值。

由于湿敏电容在高湿环境下容易结露，在湿敏电容附近增加一个加热电阻加热湿敏电容，使得湿敏电容表面温度升高，不会发生结露现象；在加热的同时，保证湿度测量的顺利进行，而且不影响湿度测量精度。

通常，微控制器根据测量换算出的湿度值，调制输出相应的PWM信号，PWM信号经过积分滤波变送为恒定电流信号输出。

为了满足湿度测量装置在恶劣的环境下仍能够正常应用，该实施例中，保证该湿度测量装置满足隔绝粉尘、同时防水的需求。具体实现方式为：

设置一个密闭在所述湿敏电容、第一热敏电阻及加热电阻外部的防水透气罩；设置一个密闭在所述第二热敏电阻外部的保护罩；以及，设置一个密闭在所述防水透气罩及热敏电阻防护罩外部的塑料防护罩。

该实施例中的湿度测量装置的外部结构采用保护罩和防护罩双重设计，能够在不影响湿度测量的同时隔绝粉尘，飞溅物，最大可能的延长的湿敏元件的使用寿命。

同时，由于密闭性良好，长期恶劣环境下使用后，可以用水冲洗湿度测量装置外部密闭的部分，达到除尘目的。

对于方法实施例而言，由于其基本相应于装置实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见装置实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种湿度测量装置，其特征在于，所述装置包括：

电容测量单元，用于通过湿敏电容和参考电容分别输出所述湿敏电容和参考电容的频率信号；

微控制器，用于根据所述湿敏电容和参考电容的频率信号，获得根据所述湿敏电容和参考电容的频率值，利用所述湿敏电容和参考电容的频率差值与湿度值的线性函数关系，获得当前环境湿度值；

所述微控制器还用于：

判断所获得的当前环境湿度值是否达到预置环境湿度阈值，如果是，则触发湿敏电容加热单元和热敏电阻测量单元；并根据热敏电阻测量单元反馈的湿敏电容表面温度及当前环境温度，分别获得对应湿敏电容表面温度及当前环境温度的第一饱和蒸汽压值和第二饱和蒸汽压值，利用第一饱和蒸汽压值与第二饱和蒸汽压值的比值与所述湿敏电容的表面湿度值的乘积，获得实际环境湿度值；

所述装置还包括：

湿敏电容加热单元，用于通过加热电阻加热所述湿敏电容，使得所述湿敏电容表面温度和环境温度形成正温差；

热敏电阻测量单元，用于通过第一热敏电阻输出表示所述湿敏电容表面温度的第一阻值信号，通过第二热敏电阻输出表示当前环境温度的第二阻值信号。

2.根据权利要求1所述的湿度测量装置，其特征在于，所述装置还包括：

输出单元，用于接收所述微控制器输出的表示环境湿度值的脉冲宽度调制PWM信号，将所述PWM信号变送为恒定电流信号输出。

3.根据权利要求1所述的湿度测量装置，其特征在于，所述装置还包括一个密闭在所述湿敏电容、第一热敏电阻及加热电阻外部的防水透气罩。

4.根据权利要求3所述的湿度测量装置，其特征在于，所述装置还包括一个密闭在所述第二热敏电阻外部的热敏电阻防护罩。

5.根据权利要求4所述的湿度测量装置，其特征在于，所述装置还包括一个密闭在所述防水透气罩及热敏电阻防护罩外部的塑料防护罩。

6.一种湿度测量方法，其特征在于，所述方法包括：

微控制器接收通过湿敏电容和参考电容分别输出的所述湿敏电容和参考电容的频率信号；

所述微控制器根据所述湿敏电容和参考电容的频率信号，获得根据所述湿敏电容和参考电容的频率值；

所述微控制器利用所述湿敏电容和参考电容的频率差值与湿度值的线性函数关系，获得当前环境湿度值；

所述微控制器判断所获得的当前环境湿度值是否达到预置环境湿度阈值，如果是，则通过加热电阻加热所述湿敏电容，使得所述湿敏电容表面温度和环境温度形成正温差；

所述微控制器根据第一热敏电阻输出表示所述湿敏电容表面温度的第一阻值信号，以及第二热敏电阻输出表示当前环境温度的第二阻值信号，分别获得所述湿敏电容表面温度及当前环境温度；

所述微控制器根据所述湿敏电容表面温度及当前环境温度，分别获得对应湿敏电容表面温度及当前环境温度的第一饱和蒸汽压值和第二饱和蒸汽压值；

所述微控制器利用第一饱和蒸汽压值与第二饱和蒸汽压值的比值与所述湿敏电容的表面湿度值的乘积，获得实际环境湿度值。

7.根据权利要求6所述的湿度测量方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述微控制器输出的表示环境湿度值的脉冲宽度调制PWM信号变送为恒定电流信号输出。

8.根据权利要求7所述的湿度测量方法，其特征在于，所述方法还包括：

设置一个密闭在所述湿敏电容、第一热敏电阻及加热电阻外部的防水透气罩。

9.根据权利要求8所述的湿度测量方法，其特征在于，所述方法还包括：

设置一个密闭在所述第二热敏电阻外部的热敏电阻防护罩。

10.根据权利要求9所述的湿度测量方法，其特征在于，所述方法还包括：

设置一个密闭在所述防水透气罩及热敏电阻防护罩外部的塑料防护罩。

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