CN210572076U - 湿度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种湿度检测装置。一种湿度检测装置，包括信号发生电路、隔离电路、放大电路、整流电路和控制电路。其中，信号发生电路具有湿敏电阻。当使用该湿度检测装置检测土壤湿度时，可以将该湿敏电阻埋入土壤。此时，湿敏电阻的阻值会随土壤湿度变化，使信号发生电路发出的第一交流信号的电压值改变。该电压值改变的第一交流信号经隔离、放大和整流后，由控制电路进行处理，即可得到土壤的土壤湿度。该湿度检测装置，可以自主检测土壤或其它湿敏电阻所处环境的湿度，节省了人力和检测时间。

Description

湿度检测装置

技术领域

本实用新型涉及湿度检测领域，特别是涉及湿度检测装置。

背景技术

测定农田中土壤的湿度并进行合理的控制,是农业生产中一项重要的增产举措。土壤湿度通常是指单位干土质量所含的水分质量的百分数,也叫绝对湿度。

传统技术中，通常采用土钻法测量土壤湿度。即采集土样并烘烤八到十个小时，通过对比土壤烘烤前后的重量得到土壤湿度。

发明人在实现传统技术的过程中发现：传统的土壤湿度测量方法，需要人工取样烘烤称重，费时费力。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统技术中土壤湿度测量方法需要人工取样烘烤称重，费时费力的问题，提供一种可用于检测土壤湿度的湿度检测装置。

一种湿度检测装置，包括信号发生电路、隔离电路、放大电路、整流电路以及控制电路，其中：所述信号发生电路包括用于检测湿度的湿敏电阻RT，所述湿敏电阻RT的阻值随所述湿敏电阻RT所处环境的湿度改变；所述信号发生电路与所述隔离电路的一端连接，所述信号发生电路用于向所述隔离电路输出第一交流信号，第一交流信号的电压值关联于所述湿敏电阻RT的阻值；所述隔离电路的另一端与所述放大电路的一端连接，所述隔离电路用于对所述第一交流信号进行信号隔离以产生第二交流信号，并向所述放大电路输出所述第二交流信号；所述放大电路的另一端与所述整流电路的一端连接，所述放大电路用于对所述第二交流信号进行信号放大以产生第三交流信号，并向所述整流电路输出所述第三交流信号；所述整流电路的另一端与所述控制电路连接，所述整流电路用于对所述第三交流信号进行整流以产生直流信号；所述控制电路用于根据所述直流信号得到所述湿敏电阻RT的阻值和所述湿敏电阻RT所处环境的湿度。

上述湿度检测装置，包括信号发生电路、隔离电路、放大电路、整流电路和控制电路。其中，信号发生电路具有湿敏电阻。当使用该湿度检测装置检测土壤湿度时，可以将该湿敏电阻埋入土壤。此时，湿敏电阻的阻值会随土壤湿度变化，使信号发生电路发出的第一交流信号的电压值改变。该电压值改变的第一交流信号经隔离、放大和整流后，由控制电路进行处理，即可得到土壤的土壤湿度。该湿度检测装置，可以自主检测土壤或其它湿敏电阻所处环境的湿度，节省了人力和检测时间。

附图说明

图1为本申请一个实施例中湿度检测装置的模块结构示意图。

图2为本申请一个实施例中信号发生电路的结构示意图。

图3为本申请一个实施例中湿度检测装置的电路结构示意图。

其中，各附图标号所代表的含义分别为：

10、湿度检测装置；

100、信号发生电路；

110、文氏电桥正弦波振荡器；

112、第一运算放大器；

113、第一同相输入端；

114、第一反相输入端；

115、第一运放输出端；

116、选频电路；

120、调幅电路；

102、第一极板；

104、第二极板；

200、隔离电路；

210、第二运算放大器；

212、第二同相输入端

214、第二反相输入端

216、第二运放输出端

202、第三极板；

204、第四极板；

300、放大电路；

310、第三运算放大器；

312、第三同相输入端；

314、第三反相输入端；

316、第三运放输出端；

400、整流电路；

410、第四运算放大器；

412、第四同相输入端；

414、第四反相输入端；

416、第四运放输出端；

500、控制电路；

600、负压发生器；

612、第五极板；

614、第六极板；

622、第七极板；

624、第八极板；

601、第一反相器；

602、第二反相器；

603、第三反相器；

632、第九极板；

634、第十极板。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

本申请提供一种湿度检测装置10，其可以用于检测土壤湿度。如图1所示，所述土壤湿度检测装置10，包括：信号发生电路100、隔离电路200、放大电路300、整流电路400和控制电路500。

具体的，所述信号发生电路100用于根据所述湿度检测装置10所处环境的湿度生成交流电信号并输出。为便于描述，本申请中，将信号发生电路100根据所述湿度检测装置10所处环境的湿度生成的交流电信号命名为第一交流信号。所述信号发生电路100包括湿敏电阻RT。所述湿敏电阻RT用于检测所处环境的湿度。所述湿敏电阻RT的阻值随所述湿敏电阻RT所处环境的湿度改变，以改变所述第一交流信号的电压值。所述信号发生电路100与所述隔离电路200的一端连接，从而向所述隔离电路200输出所述第一交流信号。

所述隔离电路200的一端与所述信号发生电路100连接，用于获取所述第一交流信号并对所述第一交流信号进行信号隔离。其中，这里描述的所述隔离电路200的一端可以是所述隔离电路200的输入端。对应于所述隔离电路200的输入端，所述隔离电路200的另一端为输出端。为便于描述，本申请中将隔离电路200对第一交流信号进行隔离后，所产生的交流信号命名为第二交流信号。所述隔离电路200的另一端与所述放大电路300的一端连接，从而向所述放大电路300输出所述第二交流信号。所述湿度检测装置10工作工程中，所述信号发生电路100与所述放大电路300可能出现电流互窜现象。通过所述隔离电路200对信号发生电路100进行隔离，可以避免放大电路300中的电流窜入所述信号发生电路100内部，进而避免第一交流信号的电压值受放大电路300中的电流影响，从而提高所述湿度检测装置10的检测准确度。

所述放大电路300的一端与所述隔离电路200的另一端连接，用于获取所述第二交流信号并对所述第二交流信号进行放大。其中，这里描述的所述放大电路300的一端可以是所述放大电路300的输入端。对应于所述放大电路300的输入端，所述放大电路300的另一端为输出端。为便于描述，本申请中将所述放大电路300对所述第二交流信号进行放大所产生的交流信号命名为第三交流信号。所述放大电路300的另一端与所述整流电路400的一端连接，从而向所述整流电路400输出所述第三交流信号。所述湿度检测装置10工作过程中，所述信号发生电路100产生的第一交流信号可能极其微小，从而影响所述控制电路500检测环境湿度的准确性。通过放大电路300对隔离后产生的所述第二交流信号进行放大，既可以避免所述放大电路300影响所述第一交流信号的电压值的准确性，又可以提高所述控制电路500对第一交流信号的电压值变化的敏感度，从而提高所述湿度检测装置10的检测准确度。

所述整流电路400的一端与所述放大电路300的另一端连接，用于获取所述交流信号并对所述交流信号进行整流，从而得到一直流信号。其中，这里描述的所述整流电路400的一端可以是所述整流电路400的输入端。对应于所述整流电路400的输入端，所述整流电路400的另一端为输出端。所述整流电路400的另一端与所述控制电路500连接，从而向所述控制电路500输出直流信号。

所述控制电路500与所述整流电路400的另一端连接，用于获取所述直流信号。所述控制电路500可以根据所述直流信号得到所述湿敏电阻RT的阻值和所述湿敏电阻RT所处环境的湿度。一般来说，所述控制电路500可以是单片机。所述控制电路500内可以预设有所述直流信号的电压值与所述湿敏电阻RT的阻值的对应关系，从而根据所述直流信号的电压值直接得到所述湿敏电阻RT的阻值。所述直流信号的电压值与所述湿敏电阻RT的阻值的对应关系可以是：

U＝b·R

其中，U表示所述直流信号的电压值，R表示所述湿敏电阻RT的阻值，b表示线性相关系数。b的值取决于湿敏电阻RT的线性系数和放大电路300的放大倍数。

所述湿敏电阻RT的阻值与所述湿度检测装置10所处环境的湿度的对应关系可以是：

W＝a·R^-0.23

其中，W表示所述湿度检测装置10所处环境的湿度，R表示所述湿敏电阻RT的阻值，a为修正系数。根据该对应关系及湿敏电阻RT的阻值，控制电路500即可直接得到所述湿度检测装置10所处环境的湿度。这些都是本领域的惯用技术手段，不再赘述。

更具体的，所述湿度检测装置10用于检测土壤湿度时，可以将所述湿敏电阻RT埋入待检测湿度的土壤内。此时，所述湿敏电阻RT的电阻值会发生变化，从而使所述信号发生电路100输出的第一交流信号的电压值发生变化。所述第一交流信号经隔离后生成所述第二交流信号。所述第二交流信号经放大生成所述第三交流信号。所述第三交流信号经整流形成所述直流信号。当所述第一交流信号的电压值发生变化时，对应的，所述第二交流信号、所述第三交流信号和所述直流信号的电压值也会一起发生变化。所述直流信号传递至控制电路500后，控制电路500即可直接根据所述直流信号的电压大小得到所述湿敏电阻RT的阻值，从而得到所述待检测湿度的土壤的湿度。所述湿度检测装置10，可以自主检测土壤或其它湿敏电阻RT所处环境的湿度，节省了人力和检测时间。

在一个实施例中，如图2所示，所述信号发生电路100包括文氏电桥正弦振荡器110和调幅电路120。

具体的，所述文氏电桥正弦波振荡器110用于生成第一交流电信号并输出。所述文氏电桥正弦波振荡器110的一端与所述隔离电路200的一端连接，从而可以向所述隔离电路200输出所述第一交流信号。

所述调幅电路120与所述文氏电桥正弦波振荡器110的另一端连接，所述调幅电路120包括所述湿敏电阻RT，用于调节所述第一交流信号的电压值。

更具体的，所述信号发生电路100工作时，所述文氏电桥正弦波振荡器110用于生成一交流电信号。该交流电信号即为第一交流信号。所述调幅电路120与所述文氏电桥正弦波振荡器110连接，用于对第一交流信号进行电压调节，所述调幅电路120调节第一交流信号的电压值的办法即是通过湿敏电阻RT的阻值变化。当所述湿敏电阻RT的阻值变化时，所述调幅电路120工作，影响所述第一交流信号的电压值。

进一步的，如图2所示，所述文氏电桥正弦波振荡器110包括第一运算放大器112和选频电路116。

其中，所述第一运算放大器112包括第一同相输入端113、第一反相输入端114和第一运放输出端115。所述第一运放输出端115用于输出第一交流信号。所述第一运算放大器112还包括电源输入端和电源输出端。第一运算放大器112的电源输入端与电源VCC电连接；第一运算放大器112的电源输出端与地线GND电连接。所述第一运算放大器112用于与所述选频电路116构成所述文氏电桥正弦波振荡器110。

所述选频电路116与所述第一同相输入端113和所述第一运放输出端115连接，用于调节所述文氏电桥正弦波振荡器110输出的所述第一交流信号的振荡频率。所述选频电路116具有第一端、第二端和第三端。所述选频电路116的第一端与所述第一同相输入端113连接。所述选频电路116的第二端与所述第一运放输出端115连接。所述选频电路116的第三端与所述地线GND连接。

更进一步的，如图3所示，所述选频电路116可以包括电容C1、电阻R1、电阻R2和电容C2。

所述电容C1包括相对设置的第一极板102和第二极板104。所述第一极板102和所述地线GND连接，所述第二极板104和所述第一运算放大器112的所述第一同相输入端113连接。此时，所述第一极板102所在的一端，即所述电容C1与所述地线GND连接的一端为所述选频电路116的第三端。所述第二极板104所在的一端，即所述电容C1与所述第一同相输入端113连接的一端为所述选频电路116的第一端。

所述电阻R1并联于所述电容C1的两端。换句话说，所述电阻R1的一端与所述电容C1的第一极板102连接，所述电阻R2的另一端与所述电容C2的第二极板104连接。

所述电阻R2连接于所述电容C1的所述第二极板104与所述第一运放输出端115之间。换句话说，所述电阻R2的一端与所述第二极板104连接，所述电阻R2的另一端与所述第一运放输出端115连接。

所述电容C2连接于所述电阻R2与所述第一运放输出端115之间。换句话说，所述电容C2的一个极板与所述电阻R2连接，所述电容C2的另一个极板与所述第一运放输出端115连接。此时，所述电容C2与所述第一运放输出端115连接的一端即为所述选频电路116的第二端。

此时，所述电容C1、电阻R1、电阻R2和电容C2构成了所述文氏电桥正弦波振荡器110的选频电路116。所述选频电路116可以调节所述信号发生电路100发出的所述第一交流信号的振荡频率，所述第一交流信号的振荡频率为：

f₀＝1/((2π)*((R₁R₂C₁C₂)^(1/2)))

需要理解的是，上述实施例中，为方便描述，限定了所述电阻R2与所述电容C2的具体位置。在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际情况将所述电阻R2与所述电容C2的位置进行互换，也不影响上述选频电路116的实际作用。因此，其也应理解为在本申请的保护范围内。

在一个实施例中，所述调幅电路120包括湿敏电阻RT、电阻R3、滑动电阻RP和电阻R4。

具体的，所述湿敏电阻RT连接于所述第一反相输入端114和所述地线GND之间。换句话说，所述湿敏电阻RT的一端与所述第一反相输入端114连接，所述湿敏电阻RT的另一端与所述地线GND连接。

所述电阻R3连接于所述湿敏电阻RT和所述地线GND之间。换句话说，所述电阻R3的一端与所述湿敏电阻RT连接。所述电阻R3的另一端与所述地线GND连接。

所述滑动电阻RP连接于所述第一反相输入端114与所述第一运放输出端115之间。换句话说，所述滑动电阻RP的一端与所述第一反相输入端114连接，所述滑动电阻RP的另一端与所述第一运放输出端115连接。其中，所述滑动电阻RP的一端和另一端中，应有且仅有一个是滑动端。

电阻R4，连接于所述第一反相输入端114和所述滑动电阻RP之间。换句话说，所述电阻R4的一端与所述第一反相输入端114连接，所述电阻R4的另一端与所述滑动电阻RP连接。

此时，所述湿敏电阻RT、电阻R3、滑动电阻RP和电阻R4构成了所述调幅电路120。移动滑动电阻RP的滑片位置，改变滑动电阻RP的电阻值，或改变湿敏电阻RT的电阻值，即可调节所述第一交流信号的电压值。在使用该湿度检测装置10时，可以先设定好滑动电阻RP的阻值，再将湿敏电阻RT置于待测湿度环境中。当待测湿度环境的湿度发生变化时，湿敏电阻的阻值会发生变换。此时，信号发生电路100即可输出不同电压值的第一交流信号。

在一个实施例中，如图3所示，所述隔离电路200包括第二运算放大器210和电容C3。

具体的，所述第二运算放大器210具有第二同相输入端212、第二反相输入端214和第二运放输出端216。所述第二运算放大器210还具有电源输入端和电源输出端。

所述第二运算放大器210的电源输入端与所述电源VCC连接。所述第二运算放大器210的电源输出端与所述地线GND连接。所述第二同相输入端212与所述信号发生电路100连接，从而获取所述第一交流信号。换句话说，在图3所述的实施例中，所述第二同相输入端212与所述第一运放输出端115连接，以获取所述第一运放输出端115输出的第一交流信号。

所述第二反相输入端214与所述第二运放输出端216连接。

所述电容C3包括相对设置的第三极板202和第四极板204。所述第三极板202与所述第二运放输出端216连接。所述第四极板204与所述放大电路300电连接，用于输出所述第二交流信号。

更具体的，所述第一运放输出端115输出第一交流信号后，通过所述第二同相输入端212输入所述第二运算放大器210，并从所述第二运放输出端216输出，以实现电信号的隔离作用。同时，所述电容C3为耦合电容，也可以实现电信号的隔离作用。所述电容C3远离所述第二运算放大器210的极板与所述放大电路电连接，用于输出第二交流信号。

在一个实施例中，如图3所示，所述放大电路300包括第三运算放大器310、电阻R5、电阻R6和电阻R7。

具体的，所述第三运算放大器310用于与所述电阻R5、电阻R6和电阻R7配合，以放大所述第二交流信号。所述第三运算放大器310具有第三同相输入端312、第三反相输入端314和第三运放输出端316。所述第三运算放大器310还具有电源输入端和电源输出端。

所述第三运算放大器310的电源输入端与所述电源VCC连接，所述第三运算放大器310的电源输出端与负压发生器600连接，以获取负电压。所述第三反相输入端314与所述第四极板204连接，从而获取所述第二交流信号。负压发生器600。所述第三运放输出端316与所述整流电路400连接，用于输出第三交流信号。所述第三交流信号是对所述第二交流信号进行放大后所得的交流信号。

所述电阻R5连接于所述第三反相输入端314与所述第四极板204之间。换句话说，所述电阻R5的一端与所述第四极板204连接，所述电阻R5的另一端与所述第三反相输入端314连接。

所述电阻R6连接于所述第三同相输入端312与所述地线GND之间。换句话说，所述电阻R6的一端与所述第三同相输入端312连接，另一端与所述地线GND连接。

所述电阻R7连接于所述第三反相输入端314与所述第三运放输出端316之间。换句话说，所述电阻R7的一端与所述第三反相输入端314连接，另一端与所述第三运放输出端316连接。此时，所述放大电路300的放大倍数r为：

r＝1+R7/R5

在本实施例中，所述第三运算放大器310的电源输入端与所述电源VCC连接，所述电源VCC可以向所述第三运算放大器310提供正电压。所述第三运算放大器310的电源输出端与所述负压发生器600连接，所述负压发生器600向所述第三运算放大器310提供负电压。此时，所述第三运算放大器310由正负电压供电，可以使所述放大电路300产生的所述第三交流信号为正负电压的交流信号，从而提升所述温度检测装置的检测准确度。

在一个实施例中，如图3所示，所述整流电路400包括第四运算放大器410、电阻R8、电阻R9、二极管VD1和二极管VD2。

具体的，所述第四运算放大器410具有第四同相输入端412、第四反相输入端414和第四运放输出端416。所述第四运算放大器410还具有电源输入端和电源输出端。

所述第四运算放大器410的电源输入端与所述电源VCC连接.所述第四运算放大器410的电源输出端与所述负压发生器600连接，以获取负电压。所述第四反相输入端414与所述放大电路300连接，从而获取所述第三交流信号。负压发生器600

所述电阻R8连接于所述第四同相输入端412与所述地线GND之间。换句话说，所述电阻R8一端与所述第四同相输入端412连接，另一端与所述地线GND连接。

所述电阻R9连接于所述第四反相输入端414与所述放大电路300之间。换句话说，所述电阻R9一端与所述第四反相输入端414连接，所述电阻R9的另一端与所述第三运放输出端316连接。此时，所述第三交流信号经所述电阻R9流入所述第四反相输入端414。

所述二极管VD1的正极与所述第四反相输入端414连接。所述二极管VD1的负极与所述第四运放输出端416连接。

所述二极管VD2的正极与所述第四运放输出端416连接，且与所述二极管VD1的负极连接。所述二极管VD2的负极与所述控制电路500连接，从而输出直流信号。

在本实施例中，所述第四运算放大器410的电源输入端与所述电源VCC连接，所述电源VCC可以向所述第四运算放大器410提供正电压。所述第四运算放大器410的电源输出端与所述负压发生器600连接，所述负压发生器600向所述第四运算放大器410提供负电压。此时，所述第四运算放大器410也由正负电压供电。

在一个实施例中，所述湿度检测装置10还包括负反馈电路。

具体的，如图3所示，所述湿度检测装置10还包括电阻R10。所述电阻R10连接于所述第四反相输入端414与所述二极管VD2的负极之间。换句话说，所述电阻R10的一端与所述第三运放输出端316连接，所述电阻R10的另一端与所述二极管VD2的负极连接。此时，所述第三运放输出端316输出的第三交流信号可以经过所述电阻R9和所述电阻R10直接到达所述控制电路500。即此时电阻R9与电阻R10形成负反馈电路，使所述控制电路500可以直接获取第三交流信号。

该实施例中，电阻R9与电阻R10形成负反馈电路，使控制电路500可以同时获取所述第三交流信号和所述直流信号，从而为所述直流信号提供可对比的电信号。

在一个实施例中，所述负压发生器600用于为所述第三运算放大器310和所述第四运算放大器410提供负电压。其中，如图3所示，所述负压发生器600包括电容C4,、二极管VD3、二极管VD4、电容C5、第一反相器601、第二反相器602、电容C6、电阻R11和第三反相器603。

具体的，所述电容C4包括相对设置的第五极板612和第六极板614，所述第六极板614为负压输出端，用于提供负电压，所述第五极板612与所述地线GND连接。所述二极管VD3的正极与所述第六极板614连接。所述二极管VD4的负极与所述第五极板612连接。所述电容C5包括相对设置的第七极板622和第八极板624，所述第七极板622与所述二极管VD3的负极连接，且所述第七极板622与所述二极管VD4的正极连接。所述第一反相器601的输出端与所述第八极板624连接。所述第二反相器602的输出端与所述第一反相器601的输入端连接。所述电容C6包括相对设置的第九极板632和第十极板634。所述第九极板632与所述第一反相器601的输入端连接。所述电阻R11的一端与所述第二反相器602的输入端连接，所述电阻R11的另一端与所述第十极板634连接。所述第三反相器603的输出端与所述第二反相器602的输入端连接，所述第三反相器603的输入端与所述第十极板634连接。

下面结合图3，从一个具体的实施例对本申请的湿度检测装置10进行解释说明。

本申请的湿度检测装置10，包括依次连接的信号发生电路100、隔离电路200、放大电路300、整流电路400及控制电路500。所述湿度检测装置10还包括负压发生器600。

信号发生电路100包括文氏电桥正弦波振荡器110和调幅电路120。其中，文氏电桥正弦波振荡器110包括选频电路116与第一运算放大器112。第一运算放大器112的第一运放输出端115构成了文氏电桥正弦波振荡器110的一端，用于与隔离电路200连接，以输出第一交流信号。第一运算放大器112的第一反相输入端114构成了文氏电桥正弦波振荡器110的另一端，用于与调幅电路120连接。选频电路116包括如图3连接的电容C1、电阻R1、电阻R2和电容C2。电容C1的第二极板102与电阻R2和电阻R1的连接点构成选频电路116的第一端。选频电路116的第一端与第一同相输入端113连接。电容C2与第一运放输出端115连接的极板构成了选频电路116的第二端。电容C1与地线GND连接的一端构成了选频电路116的第三端。调幅电路120包括如图3连接的电阻R3、湿敏电阻RT、电阻R4和滑动电阻RP。湿敏电阻RT和电阻R4的连接点同时连接至第一反相输入端114。滑动电阻RP远离电阻R4的一端与第一运放输出端115连接。

隔离电路200包括第二运算放大器210和电容C3。第二运算放大器210的第二同相输入端212为隔离电路200的一端，与第一运放输出端115连接，以获取第一交流信号。电容C3的第三极板202与第二运放输出端216连接。电容C3的第四极板204为隔离电路200的另一端，与放大电路300连接，以输出第二交流信号。

放大电路300包括如图3连接的第三运算放大器310和电阻R5、电阻R6及电阻R7。电阻R5远离第三运算放大器310的一端构成了所述放大电路300的一端，与隔离电路200的另一端连接，以获取第二交流信号。第三运放输出端316和电阻R7连接的一端构成了放大电路300的另一端，与整流电路400连接，以输出第三交流信号。

整流电路400包括如图3连接的第四运算放大器410和电阻R8、电阻R9、二极管VD1和二极管VD2。电阻R9远离第四运算放大器410的一端构成了所述整流电路400的一端，与放大电路300连接，以获取第三交流信号。二极管VD2远离第四运放输出端416的一端构成了整流电路400的另一端，与单片机500连接，以输出直流信号。

负压发生器600包括如图3连接的电容C4、二极管VD3、二极管VD4、电容C5、第一反相器601、第二反相器602、电容C6、电阻R11和第三反相器603。其中，电容C4的第六极板614为负压输出端，用于为第三运算放大器310和第四运算放大器410输出负电压。

该湿度检测装置10用于检测土壤湿度时，可以将湿敏电阻RT埋入土壤内部。此时，土壤内部的湿度会影响湿敏电阻RT的阻值。湿敏电阻RT的阻值变化时，第一运算放大器112的第一运放输出端115所输出的第一交流信号的电压值发生变化。该第一交流信号通过第二同相输入端212进入第二运算放大器210，经电容C3隔离，形成第二交流信号。第二交流信号经过电阻R5进入第三运算放大器310的第三反相输入端312。第三运算放大器310及电阻R5和电阻R7对第二交流信号进行放大后，形成第三交流信号从第三运放输出端316输出。第三交流信号经过电阻R9后，一方面从电阻R10直接进入单片机500，作为负反馈信号；另一方面进入第四运算放大器410、二极管VD1和二极管VD2进行整流，形成直流信号从二极管VD2的负极输出至单片机500。单片机500获取该直流信号后，即可得到此时湿敏电阻RT的阻值和对应湿敏电阻RT的阻值的环境湿度。

在该湿度检测装置10工作过程中，第一运算放大器112和第二运算放大器210由电源VCC的正电压和地线GND供电。第三运算放大器310和第四电压放大器410由电源VCC的正电压和负电压供电。其中，负电压由负压发生器600提供。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种湿度检测装置，其特征在于，包括信号发生电路(100)、隔离电路(200)、放大电路(300)、整流电路(400)以及控制电路(500)，其中：

所述信号发生电路(100)包括用于检测湿度的湿敏电阻RT，所述湿敏电阻RT的阻值随所述湿敏电阻RT所处环境的湿度改变；

所述信号发生电路(100)与所述隔离电路(200)的一端连接，所述信号发生电路(100)用于向所述隔离电路(200)输出第一交流信号，第一交流信号的电压值关联于所述湿敏电阻RT的阻值；

所述隔离电路(200)的另一端与所述放大电路(300)的一端连接，所述隔离电路(200)用于对所述第一交流信号进行信号隔离以产生第二交流信号，并向所述放大电路(300)输出所述第二交流信号；

所述放大电路(300)的另一端与所述整流电路(400)的一端连接，所述放大电路(300)用于对所述第二交流信号进行信号放大以产生第三交流信号，并向所述整流电路(400)输出所述第三交流信号；

所述整流电路(400)的另一端与所述控制电路(500)连接，所述整流电路(400)用于对所述第三交流信号进行整流以产生直流信号；

所述控制电路(500)用于根据所述直流信号得到所述湿敏电阻RT的阻值和所述湿敏电阻RT所处环境的湿度。

2.根据权利要求1所述的湿度检测装置，其特征在于，所述信号发生电路(100)包括：

文氏电桥正弦波振荡器(110)，所述文氏电桥正弦波振荡器(110)的一端与所述隔离电路(200)的一端连接，用于向所述隔离电路(200)输出所述第一交流信号；

调幅电路(120)，与所述文氏电桥正弦波振荡器(110)的另一端连接，用于调节所述第一交流信号的电压值；所述调幅电路(120)包括所述湿敏电阻RT。

3.根据权利要求2所述的湿度检测装置，其特征在于，所述文氏电桥正弦波振荡器(110)包括第一运算放大器(112)和选频电路(116)：

所述第一运算放大器(112)的电源输入端与电源VCC连接，所述第一运算放大器(112)的电源输出端与地线GND连接；

所述第一运算放大器(112)的第一同相输入端(113)与所述选频电路(116)的第一端连接，所述第一运算放大器(112)的第一反相输入端(114)与所述调幅电路(120)连接，所述第一运算放大器(112)的第一运放输出端(115)分别与所述隔离电路(200)的一端和所述选频电路(116)的第二端连接；

所述第一运算放大器(112)用于向所述隔离电路(200)输出所述第一交流信号；所述选频电路(116)用于调节所述第一交流信号的振荡频率。

4.根据权利要求3所述的湿度检测装置，其特征在于，所述选频电路(116)包括：

电容C1，包括相对设置的第一极板(102)和第二极板(104)，所述第一极板(102)与所述地线GND连接，所述第二极板(104)与所述第一同相输入端(113)连接；

电阻R1，并联于所述电容C1的两端；

电阻R2，连接于所述第二极板(104)与所述第一运放输出端(115)之间；

电容C2，连接于所述电阻R2与所述第一运放输出端(115)之间。

5.根据权利要求3或4所述的湿度检测装置，其特征在于，所述湿敏电阻RT连接于所述第一反相输入端(114)与所述地线GND之间；

所述调幅电路(120)还包括：

电阻R3，连接于所述湿敏电阻RT与所述地线GND之间；

滑动电阻RP，连接于所述第一反相输入端(114)与所述第一运放输出端(115)之间；

电阻R4，连接于所述第一反相输入端(114)与所述滑动电阻RP之间。

6.根据权利要求1所述的湿度检测装置，其特征在于，所述隔离电路(200)包括：

第二运算放大器(210)，所述第二运算放大器(210)的电源输入端与电源VCC连接，所述第二运算放大器(210)的电源输出端与地线GND连接；

所述第二运算放大器(210)的第二同相输入端(212)与所述信号发生电路(100)连接，以获取所述第一交流信号；所述第二运算放大器(210)的第二反相输入端(214)与所述第二运算放大器(210)的第二运放输出端(216)连接；

电容C3，包括相对设置的第三极板(202)与第四极板(204)，所述第三极板(202)与所述第二运放输出端(216)连接；所述第四极板(204)与所述放大电路(300)的一端连接，用于输出所述第二交流信号。

7.根据权利要求6所述的湿度检测装置，其特征在于，所述放大电路(300)包括：

第三运算放大器(310)，所述第三运算放大器(310)的电源输入端与电源VCC连接，所述第三运算放大器(310)的电源输出端与负压发生器(600)连接；所述第三运算放大器(310)的第三反相输入端(314)与所述隔离电路(200)的另一端连接，以获取所述第二交流信号；所述第三运算放大器(310)的第三运放输出端(316)与所述整流电路(400)的一端连接，用于输出所述第三交流信号；

电阻R5，连接于所述第三反相输入端(314)与所述第四极板(204)之间；

电阻R6，连接于所述第三运算放大器(310)的第三同相输入端(312)与所述地线GND之间；

电阻R7，连接于所述第三反相输入端(314)与所述第三运放输出端(316)之间。

8.根据权利要求7所述的湿度检测装置，其特征在于，所述整流电路(400)包括：

第四运算放大器(410)，所述第四运算放大器(410)的电源输入端与电源VCC连接，所述第四运算放大器(410)的电源输出端与负压发生器(600)连接；所述第四运算放大器(410)的第四反相输入端(414)与所述放大电路(300)的另一端连接，以获取所述第三交流信号；

电阻R8，连接于所述第四运算放大器(410)的第四同相输入端(412)与所述地线GND之间；

电阻R9，连接于所述第四反相输入端(414)与所述放大电路(300)之间；

二极管VD1，所述二极管VD1的正极与所述第四反相输入端(414)连接，所述二极管VD2的负极与所述第四运算放大器(410)的第四运放输出端(416)连接；

二极管VD2，所述二极管VD2的正极与所述第四运放输出端(416)连接，所述二极管VD2的负极与所述控制电路(500)连接，能够输出所述直流信号。

9.根据权利要求8所述的湿度检测装置，其特征在于，还包括：

电阻R10，连接于所述第四反相输入端(414)与所述二极管VD2的负极之间。

10.根据权利要求8或9所述的湿度检测装置，其特征在于，所述负压发生器(600)包括：

电容C4，包括相对设置的第五极板(612)和第六极板(614)，所述第六极板(614)为负压输出端，所述第六极板(614)分别与所述第三运算放大器(310)的电源输出端和所述第四运算放大器(410)的电源输出端连接，用于提供负电压；所述第五极板(612)与所述地线GND连接；

二极管VD3，所述二极管VD3的正极与所述第六极板(614)连接；

二极管VD4，所述二极管VD4的负极与所述第五极板(612)连接；

电容C5，包括相对设置的第七极板(622)和第八极板(624)，所述第七极板(622)与所述二极管VD3的负极连接，且所述第七极板(622)与所述二极管VD4的正极连接；

第一反相器(601)，所述第一反相器(601)的输出端与所述第八极板(624)连接；

第二反相器(602)，所述第二反相器(602)的输出端与所述第一反相器(601)的输入端连接；

电容C6，包括相对设置的第九极板(632)和第十极板(634)，所述第九极板(632)与所述第一反相器(601)的输入端连接；

电阻R11，所述电阻R11的一端与所述第二反相器(602)的输入端连接，所述电阻R11的另一端与所述第十极板(634)连接；

第三反相器(603)，所述第三反相器(603)的输出端与所述第二反相器(602)的输入端连接，所述第三反相器(603)的输入端与所述第十极板(634)连接。

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