CN209639757U - 一种烘烤设备用温湿度传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烘烤设备用温湿度传感器，包括电路控制单元、温湿度传感单元、声光报警单元和通信输出单元；温湿度传感单元的输出端与电路控制单元的集成芯片U2进行连接，保证整个电路都由温湿度传感单元传送的信号控制；温湿度传感单元根据运算放大器级联增加放大倍数，带给温湿度传感单元一个温度补偿；声光报警单元的输入端与电路控制单元的集成芯片U2连接，在检测出外界温湿度不在预先设定范围时声光报警单元开始报警；通信输出单元的输入端与电路控制单元的集成芯片U2连接，通过集成芯片U4进行电平转换完成单片机与PC机的通信输出。本实用新型的电路结构简单，可以实现温湿度传感，准确性很高，可靠度较强。

Description

一种烘烤设备用温湿度传感器

技术领域

本实用新型涉及温湿度感应器领域，具体来说，涉及一种烘烤设备用温湿度传感器，可以在烘烤设备的温湿度控制系统中使用，从而监控烘烤设备温湿度的小幅度变化，实时准确掌握烘烤设备内温湿度状况。

背景技术

在工业生产及日常生活中，温度检测及控制技术被广泛使用到各个领域，其中也包括汽车工业领域。传统的温度测量系统中，测温元件有热电偶和热电阻，但是热电偶和热电阻的输出一般为电压，而将电压转换为温度还需要一些外部硬件电路，而硬件电路的设计及软件的调试都比较复杂。

温湿度传感器是指能感受温湿度并转换成可用输出信号的传感器，作为温湿度测量系统中的主要元器件，温湿度传感器的品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，会用到一些正温度系数和负温度系数的电子元件。

现有的温湿度传感器多单用一种温度系数的元件，造成传感器系统测量温度的准确性受到影响，误差比较大。

实用新型内容

针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种烘烤设备用温湿度传感器，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种烘烤设备用温湿度传感器，包括电路控制单元、温湿度传感单元、声光报警单元和通信输出单元；

温湿度传感单元的输出端与电路控制单元的输入端进行连接，电路控制单元的输出端与声光报警单元的输入端和通信输出单元的输入端连接；

温湿度传感单元，包括温湿度传感器U1、运算放大器U3：A、运算放大器U3：B、电容C4、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和电位器RV1；

所述温湿度传感器U1的第2引脚与所述电阻R7的一端连接，所述温湿度传感器U1的第3引脚分别与所述电阻R2的一端、所述电阻R3的一端和所述电阻R4的一端连接，所述电阻R2的另一端接电源电压，所述温湿度传感器U1为SHT11，所述电阻R3的另一端分别与所述电阻R5的一端、所述电容C4的一端和所述运算放大器U3：A的a端连接，所述电阻R4的另一端分别与所述运算放大器U3：A的b端连接，所述运算放大器U3：A的o端分别与所述电阻R5的另一端、所述电容C4的另一端和所述电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端分别与所述电阻R7的另一端、所述运算放大器U3：B的b端连接，所述运算放大器U3：B的a端与所述电阻R8的一端连接，所述运算放大器U3：B的o端与所述电位器RV1的一端连接，所述电阻R8的另一端与所述电位器RV1的另一端连接；

所述电路控制单元包括集成芯片U2、电阻R1、电容C1、电容C2、电容C3和晶振X1；

所述集成芯片U2的第1引脚分别与所述运算放大器U3：B的o端、所述电位器RV1的一端连接，所述集成芯片U2的第9引脚分别与所述电阻R1的一端、所述电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端接电源电压，所述电阻R1的另一端接地，所述集成芯片U2的第18引脚分别与所述电容C2的一端、所述晶振X1的一端连接，所述电容C2的另一端与所述电容C3的一端均接地，所述集成芯片U2的第19引脚分别与所述电容C3的另一端、所述晶振X1的另一端连接，所述集成芯片U2的第31引脚接电源电压，所述集成芯片U2为单片机AT89C52；

所述声光报警单元包括二输入正与非门U5：A、发光二极管D1、电阻R9、MOS管Q1和蜂鸣器BUZ1；

所述二输入正与非门U5：A的第1引脚分别与所述二输入正与非门U5：A的第2引脚、所述集成芯片U2的第25引脚连接，所述二输入正与非门U5：A的第3引脚与所述电阻R9的一端连接，所述二输入正与非门U5：A为74HC00，所述电阻R9的一端分别与所述发光二极管D1的负极、所述MOS管Q1的G极连接，所述MOS管Q1的D极与所述蜂鸣器BUZ1的一端连接，所述蜂鸣器BUZ1的另一端与发光二极管D1的正极均接电源电压，所述MOS管Q1的S极接地；

所述通信输出单元包括集成芯片U4、极性电容C5、极性电容C6、极性电容C7、极性电容C8和接口J2；

所述集成芯片U4的第1引脚与所述极性电容C5的正极连接，所述集成芯片U4的第2引脚与所述极性电容C7的正极连接，所述极性电容C7的负极接地，所述集成芯片U4的第3引脚与所述极性电容C5的负极连接，所述集成芯片U4的第4引脚与所述极性电容C6的正极连接，所述集成芯片U4的第5引脚与所述极性电容C6的负极连接，所述集成芯片U4的第6引脚与所述极性电容C8的正极连接，所述极性电容C8的负极接地，所述集成芯片U4的第11引脚与所述接口J2的第2引脚连接，所述集成芯片U4的第12引脚与所述接口J2的第1引脚连接，所述接口J2的第3引脚接地，所述集成芯片U4的第13引脚与所述集成芯片U2的第10引脚连接，所述集成芯片U4的第14引脚与所述集成芯片U2的第11引脚连接，所述集成芯片U4为MAX232。

进一步，所述电阻R1的电阻值为150Ω；所述电阻R2、所述电阻R3、所述电阻R4的电阻值均为1kΩ；所述电位器RV1为线性电位器。

进一步，所述MOS管Q1为NPN型MOS管。

进一步，所述运算放大器U3：A和运算放大器U3：B均为LF356。

进一步，所述电容C3和所述电容C4的电容值大小均为100pF。

本实用新型的有益效果为：级联放大电路可以为温湿度感应模块提供稳定的温度补偿，加强了温度测量的准确性，设计简单，安全度高，使用范围很广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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是根据本实用新型实施例的一种烘烤设备用温湿度传感器电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据本实用新型的实施例，提供了一种烘烤设备用温湿度传感器。

如图1所示，根据本实用新型实施例的烘烤设备用温湿度传感器，包括电路控制单元、温湿度传感单元、声光报警单元和通信输出单元；

温湿度传感单元的输出端与电路控制单元的输入端进行连接，电路控制单元的输出端与声光报警单元的输入端和通信输出单元的输入端连接；

温湿度传感单元，包括温湿度传感器U1、运算放大器U3：A、运算放大器U3：B、电容C4、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和电位器RV1；

所述温湿度传感器U1通过第2引脚与所述电阻R7的一端连接，所述温湿度传感器U1通过第3引脚分别与所述电阻R2的一端、所述电阻R3的一端和所述电阻R4的一端连接，所述电阻R2的另一端与电源电压连接，所述电阻R3的另一端分别与所述电阻R5的一端、所述电容C4的一端和所述运算放大器U3：A的a端连接，所述电阻R4的另一端分别与所述运算放大器U3：A的b端连接，所述运算放大器U3：A通过o端分别与所述电阻R5的另一端、所述电容C4的另一端和所述电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端分别与所述电阻R7的另一端、所述运算放大器U3：B的b端连接，所述运算放大器U3：B通过a端与所述电阻R8的一端连接，所述运算放大器U3：B通过o端与所述电位器RV1的一端连接，所述电阻R8的另一端与所述电位器RV1的另一端连接；

所述电路控制单元包括集成芯片U2、电阻R1、电容C1、电容C2、电容C3和晶振X1；

所述集成芯片U2通过第1引脚分别与所述运算放大器U3：B的o端、所述电位器RV1的一端连接，所述集成芯片U2通过第9引脚分别与所述电阻R1的一端、所述电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端与电源电压连接，所述电阻R1的另一端接地，所述集成芯片U2通过第18引脚分别与所述电容C2的一端、所述晶振X1的一端连接，所述电容C2的另一端与所述电容C3的一端均接地，所述集成芯片U2通过第19引脚分别与所述电容C3的另一端、所述晶振X1的另一端连接，所述集成芯片U2的第31引脚接电源电压；

所述声光报警单元包括二输入正与非门U5：A、发光二极管D1、电阻R9、MOS管Q1和蜂鸣器BUZ1；

所述二输入正与非门U5：A通过第1引脚分别与所述二输入正与非门U5：A的第2引脚、所述集成芯片U2的第25引脚连接，所述二输入正与非门U5：A通过第3引脚与所述电阻R9的一端连接，所述电阻R9的一端分别与所述发光二极管D1的负极、所述MOS管Q1的G极连接，所述MOS管Q1的D极与所述蜂鸣器BUZ1的一端连接，所述蜂鸣器BUZ1的另一端与发光二极管D1的正极均与电源电压连接，所述MOS管Q1的S极接地；

所述通信输出单元包括集成芯片U4、极性电容C5、极性电容C6、极性电容C7、极性电容C8和接口J2；

所述集成芯片U4通过第1引脚与所述极性电容C5的正极连接，所述集成芯片U4通过第2引脚与所述极性电容C7的正极连接，所述极性电容C7的负极接地，所述集成芯片U4通过第3引脚与所述极性电容C5的负极连接，所述集成芯片U4通过第4引脚与所述极性电容C6的正极连接，所述集成芯片U4通过第5引脚与所述极性电容C6的负极连接，所述集成芯片U4通过第6引脚与所述极性电容C8的正极连接，所述极性电容C8的负极接地，所述集成芯片U4通过第11引脚与所述接口J2的第2引脚连接，所述集成芯片U4通过第12引脚与所述接口J2的第1引脚连接，所述接口J2通过第3引脚接地，所述集成芯片U4通过第13引脚与所述集成芯片U2的第10引脚连接，所述集成芯片U4通过第14引脚与所述集成芯片U2的第11引脚连接。

在一个实施例中，所述温湿度传感器U1是一种温湿度传感器SHT11。

在一个实施例中，所述电阻R1的电阻值为150Ω；所述电阻R2、所述电阻R3、所述电阻R4的电阻值均为1kΩ；所述电位器RV1是一种线性电位器。

在一个实施例中，所述MOS管Q1是一种NPN型MOS管。

在一个实施例中，所述集成芯片U2是一种单片机AT89C52。

在一个实施例中，所述运算放大器U3：A和运算放大器U3：B均是一种集成运算放大器LF356。

在一个实施例中，所述电容C3和所述电容C4的电容值大小均为100pF。

在一个实施例中，所述集成芯片U4是一种单电源电平转换芯片MAX232。

在一个实施例中，所述二输入正与非门U5：A是一种二输入正与非门74HC00。

工作原理：温湿度传感器U1、运算放大器U3：A、运算放大器U3：B、电容C4、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8以及电位器RV1组成温湿度传感单元；所述温湿度传感器U1分别对工作环境的温度和湿度进行测量，并同时将这两个数据传递出去；所述运算放大器U3：A、所述运算放大器U3：B、所述电容C5、所述电阻R2、所述电阻R3、所述电阻R4、所述电阻R5、所述电阻R6、所述电阻R7、所述电阻R8以及所述电位器RV1的作用是组成级联放大电路，起到自动温度补偿效果，提高了温度测量的准确性；当所述温湿度传感器U1检测到外界温湿度信号以后，转换为电信号通过级联放大电路，保证信号不失真，即保证了测量的准确性，与通常的温度检测电路相比，温湿度传感单元多了一个自动温度补偿电路，使得测量结果更准确。

集成芯片U2、电阻R1、电容C1、电容C2、电容C3以及晶振X1组成电路控制单元；所述电容C2、所述电容C3以及所述晶振X1的作用是组成晶振电路，提供一个时钟周期；所述电容C6、所述电阻R1的作用是组成上电复位电路，可以自动复位系统。

二输入正与非门U5：A、发光二极管D1、电阻R9、MOS管Q1以及蜂鸣器BUZ1组成声光报警单元；所述发光二极管D1的作用是在检测到外界温湿度不在预设范围时发光报警；所述蜂鸣器BUZ1的作用是检测到外界温湿度不在预设范围时发声报警；当所述温湿度传感器U1检测到外界温湿度信号不在预设范围时传递信号给所述集成芯片U2，所述集成芯片U2输出低电平到所述二输入正与非门U5：A ，通过所述电阻R9接通所述MOS管Q1，所述蜂鸣器BUZ1开始发声报警，所述发光二极管D1开始发光报警。

集成芯片U4、极性电容C5、极性电容C6、极性电容C7、极性电容C8以及接口J2组成通信输出单元；所述集成芯片U4的作用是进行电平转换，保证了单片机和PC机的通信；所述集成芯片U2输出电信号到所述集成芯片U4，所述集成芯片U4转换电平再输出，使得PC机可以接收这种电平信号。

综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，通过设计一种烘烤设备用温湿度传感器，通过采用级联放大电路，实现了自动温度补偿的效果，加强了温度测量的准确性，可以精确地完成温度测量，设计简单，安全度高，使用范围很广。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种烘烤设备用温湿度传感器，其特征在于，包括电路控制单元、温湿度传感单元、声光报警单元和通信输出单元；

温湿度传感单元的输出端与电路控制单元的输入端进行连接，电路控制单元的输出端与声光报警单元的输入端和通信输出单元的输入端连接；

温湿度传感单元，包括温湿度传感器U1、运算放大器U3：A、运算放大器U3：B、电容C4、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和电位器RV1；

所述温湿度传感器U1的第2引脚与所述电阻R7的一端连接，所述温湿度传感器U1的第3引脚分别与所述电阻R2的一端、所述电阻R3的一端和所述电阻R4的一端连接，所述电阻R2的另一端接电源电压，所述电阻R3的另一端分别与所述电阻R5的一端、所述电容C4的一端和所述运算放大器U3：A的a端连接，所述电阻R4的另一端分别与所述运算放大器U3：A的b端连接，所述运算放大器U3：A的o端分别与所述电阻R5的另一端、所述电容C4的另一端和所述电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端分别与所述电阻R7的另一端、所述运算放大器U3：B的b端连接，所述运算放大器U3：B的a端与所述电阻R8的一端连接，所述运算放大器U3：B的o端与所述电位器RV1的一端连接，所述电阻R8的另一端与所述电位器RV1的另一端连接；

所述电路控制单元包括集成芯片U2、电阻R1、电容C1、电容C2、电容C3和晶振X1；

所述集成芯片U2的第1引脚分别与所述运算放大器U3：B的o端、所述电位器RV1的一端连接，所述集成芯片U2的第9引脚分别与所述电阻R1的一端、所述电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端接电源电压，所述电阻R1的另一端接地，所述集成芯片U2的第18引脚分别与所述电容C2的一端、所述晶振X1的一端连接，所述电容C2的另一端与所述电容C3的一端均接地，所述集成芯片U2的第19引脚分别与所述电容C3的另一端、所述晶振X1的另一端连接，所述集成芯片U2的第31引脚接电源电压；

所述声光报警单元包括二输入正与非门U5：A、发光二极管D1、电阻R9、MOS管Q1和蜂鸣器BUZ1；

所述二输入正与非门U5：A的第1引脚分别与所述二输入正与非门U5：A的第2引脚、所述集成芯片U2的第25引脚连接，所述二输入正与非门U5：A的第3引脚与所述电阻R9的一端连接，所述电阻R9的一端分别与所述发光二极管D1的负极、所述MOS管Q1的G极连接，所述MOS管Q1的D极与所述蜂鸣器BUZ1的一端连接，所述蜂鸣器BUZ1的另一端与发光二极管D1的正极均接电源电压，所述MOS管Q1的S极接地；

所述通信输出单元包括集成芯片U4、极性电容C5、极性电容C6、极性电容C7、极性电容C8和接口J2；

所述集成芯片U4的第1引脚与所述极性电容C5的正极连接，所述集成芯片U4的第2引脚与所述极性电容C7的正极连接，所述极性电容C7的负极接地，所述集成芯片U4的第3引脚与所述极性电容C5的负极连接，所述集成芯片U4的第4引脚与所述极性电容C6的正极连接，所述集成芯片U4的第5引脚与所述极性电容C6的负极连接，所述集成芯片U4的第6引脚与所述极性电容C8的正极连接，所述极性电容C8的负极接地，所述集成芯片U4的第11引脚与所述接口J2的第2引脚连接，所述集成芯片U4的第12引脚与所述接口J2的第1引脚连接，所述接口J2的第3引脚接地，所述集成芯片U4的第13引脚与所述集成芯片U2的第10引脚连接，所述集成芯片U4的第14引脚与所述集成芯片U2的第11引脚连接。

2.根据权利要求1所述的一种烘烤设备用温湿度传感器，其特征在于，所述温湿度传感器U1为SHT11。

3.根据权利要求1所述的一种烘烤设备用温湿度传感器，其特征在于，所述电阻R1的电阻值为150Ω；所述电阻R2、所述电阻R3、所述电阻R4的电阻值均为1kΩ；所述电位器RV1为线性电位器。

4.根据权利要求1所述的一种烘烤设备用温湿度传感器，其特征在于，所述MOS管Q1为NPN型MOS管。

5.根据权利要求1所述的一种烘烤设备用温湿度传感器，其特征在于，所述集成芯片U2为单片机AT89C52。

6.根据权利要求1所述的一种烘烤设备用温湿度传感器，其特征在于，所述运算放大器U3：A和运算放大器U3：B均为LF356。

7.根据权利要求1所述的一种烘烤设备用温湿度传感器，其特征在于，所述电容C2和所述电容C3的电容值大小均为100pF。

8.根据权利要求1所述的一种烘烤设备用温湿度传感器，其特征在于，所述集成芯片U4为MAX232。

9.根据权利要求1所述的一种烘烤设备用温湿度传感器，其特征在于，所述二输入正与非门U5：A为74HC00。