CN209673705U - 一种双热敏电阻微水密度数据采集电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种双热敏电阻微水密度数据采集电路，主控芯片模块、温度采集模块、加热控制模块及湿度采集模块；所述温度采集模块包括测温热敏电阻，所述测温热敏电阻连接于主控芯片模块；所述加热控制模块包括加热热敏电阻、单电源CMOS运算放大器及三极管，所述加热热敏电阻的一端连接于三极管的漏端，所述三极管的源端连接于电源，所述单电源CMOS运算放大器的输出端连接于三极管的基极，所述单电源CMOS运算放大器的正相输入端连接于主控芯片模块；所述湿度采集模块包括湿度传感器及电容数字转换器，所述湿度传感器通过电容数字转换器连接于主控芯片。采用双热敏电阻结构，提高了校正结果的稳定性和准确性，进而实现更为准确可靠的零点校正功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及微水密度采集技术领域，特别涉及一种双热敏电阻微水密度数据采集电路。
背景技术
微水密度传感器用于测量气体的微量水分含量，使用电容型湿度传感器。而在现有的微水密度测量中，如芬兰维萨拉的DRYCAP校准技术，使用单个热敏电阻紧贴湿敏传感器进行加热，结束加热后用该热敏电阻测量其降温过程中的温度值变化，并记录湿度传感器对应的湿度值，实现湿度传感器的零点校正功能。由于测量的是湿敏传感器在加热后的降温过程，且不断的有气体流过传感器气室，湿敏传感器的温度的下降过程很快，导致采集模块对湿敏传感器的电容量及温度的数据采集不够精确。零点校正结果稳定性存在一定波动。在环境温度20℃，露点-45℃的低湿环境下，零点校正结果出现0.1％的微小变化也会带来5℃的露点变化。
实用新型内容
为此，需要提供一种双热敏电阻微水密度数据采集电路，解决现有湿敏传感器的温度的下降过程很快，导致采集模块对湿敏传感器的电容量及温度的数据采集不够精确的问题。
为实现上述目的，发明人提供了一种双热敏电阻微水密度数据采集电路，主控芯片模块、温度采集模块、加热控制模块及湿度采集模块；
所述温度采集模块包括测温热敏电阻，所述测温热敏电阻连接于主控芯片模块；
所述加热控制模块包括加热热敏电阻、单电源CMOS运算放大器及三极管，所述加热热敏电阻的一端连接于三极管的漏端，所述三极管的源端连接于电源，所述单电源CMOS运算放大器的输出端连接于三极管的基极，所述单电源CMOS运算放大器的正相输入端连接于主控芯片模块；
所述湿度采集模块包括湿度传感器及电容数字转换器，所述湿度传感器通过电容数字转换器连接于主控芯片。
进一步优化，所述主控芯片模块采用精密微控制器aducm360。
进一步优化，还包括气体压力采集模块，所述气体压力采集模块包括气体压力传感器，气体压力传感器连接于主控芯片模块。
区别于现有技术，上述技术方案，采用双热敏电阻结构，通过测温热敏电阻进行测量温度，通过加热电阻进行加热，并在温度保持稳定的情况下，对湿度传感器的电容值进行多次测量，提高了校正结果的稳定性和准确性，进而实现更为准确可靠的零点校正功能。
附图说明
图1为具体实施方式所述双热敏电阻微水密度数据采集电路的一种结构示意图；
图2为具体实施方式所述主控芯片模块的一种结构示意图；
图3为具体实施方式所述温度采集模块的一种结构示意图；
图4为具体实施方式所述加热控制模块的一种结构示意图；
图5为具体实施方式所述湿度采集模块的一种结构示意图；
图6、为具体实施方式所述气体压力采集模块的一种结构示意图。
附图标记说明：
110、主控芯片模块；
120、温度采集模块；
130、加热控制模块；
140、湿度采集模块。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
请参阅图1-5，本实施例一种双热敏电阻微水密度数据采集电路，主控芯片模块110、温度采集模块120、加热控制模块130及湿度采集模块140；其中，所述主控芯片模块110采用精密微控制器aducm360。精密微控制器aducm360的内核是一个低功耗32位ARM精简指令集机器，集成了一个支持有线(SPI、UART、I2C)通信外设的灵活11通道DMA(直接存储器存取)控制器。
所述温度采集模块120包括测温热敏电阻，所述测温热敏电阻连接于主控芯片模块110；
所述加热控制模块130包括加热热敏电阻、单电源CMOS运算放大器及三极管，所述加热热敏电阻的一端连接于三极管的漏端，所述三极管的源端连接于电源，所述单电源CMOS运算放大器的输出端连接于三极管的基极，所述单电源CMOS运算放大器的正相输入端连接于主控芯片模块110；
所述湿度采集模块140包括湿度传感器及电容数字转换器，所述湿度传感器通过电容数字转换器连接于主控芯片。其中湿度传感器采用HCH-1000-001的霍尼韦尔湿度传感器。
当进行微水密度数据采集时，主控芯片通过温度采集模块120中的热敏电阻进行对气体的温度进行采集，同时主控芯片模块110根据采集的气体温度向单电源CMOS运算放大器发送加热控制信号，单电源CMOS运算放大器对接收到的加热控制信号进行运算放大后，向三极管的基极发送使能信号，通过三极管控制加热热敏电阻的加热或停止加热，进而调节加热功率，保证气体的温度稳定，在气体温度稳定的情况下，对湿度传感器的电容值进行多次测量，并通过电容数字转换器转换成数字信号，实现气体湿度采集，进而实现对气体微水密度数据采集，提高了校正结果的稳定性和准确性，进而实现更为准确可靠的零点校正功能。
请参阅图6，在本实施例中，还包括气体压力采集模块，所述气体压力采集模块包括气体压力传感器，气体压力传感器连接于主控芯片模块110。通过气体传感器采集气体的压力值，并将压力值发送至主控芯片模块110，使主控芯片模块110根据采集的气体压力值得到更准确的微水密度数据。气体中的微水含量等于设备内水蒸气压除以设备内气体的总气压，其中设备内的水蒸气压通过湿度传感器检测到的相对湿度值与测温热敏电阻检测到的温度值进行换算，通过气体压力传感器进行采集设备内的气体压力值，可以准确计算出设备内气体中微水含量。其中，气体压力传感器可以采用型号为WPSH04的气体压力传感器。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型专利的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种双热敏电阻微水密度数据采集电路，其特征在于，主控芯片模块、温度采集模块、加热控制模块及湿度采集模块；
所述温度采集模块包括测温热敏电阻，所述测温热敏电阻连接于主控芯片模块；
所述加热控制模块包括加热热敏电阻、单电源CMOS运算放大器及三极管，所述加热热敏电阻的一端连接于三极管的漏端，所述三极管的源端连接于电源，所述单电源CMOS运算放大器的输出端连接于三极管的基极，所述单电源CMOS运算放大器的正相输入端连接于主控芯片模块；
所述湿度采集模块包括湿度传感器及电容数字转换器，所述湿度传感器通过电容数字转换器连接于主控芯片。
2.根据权利要求1所述双热敏电阻微水密度数据采集电路，其特征在于，所述主控芯片模块采用精密微控制器aducm360。
3.根据权利要求1所述双热敏电阻微水密度数据采集电路，其特征在于，还包括气体压力采集模块，所述气体压力采集模块包括气体压力传感器，气体压力传感器连接于主控芯片模块。
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|---|---|---|---|---|
| CN112378963A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-02-19 | 北京航天微电科技有限公司 | 一种具有加热测温功能的湿度传感器及其制作方法 |
| CN113484376A (zh) * | 2021-08-13 | 2021-10-08 | 福州亿得隆电气技术有限公司 | 一种高精度微水传感器零点漂移校正方法及存储设备 |
| CN116989855A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-11-03 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种气体状态多参量检测传感器及其自校准方法 |
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