CN216771582U - 一种湿度测量电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种湿度测量电路，涉及湿度测量技术领域，包括湿度检测模块，信号调理模块，温度检测模块，增益控制模块，主控制模块，显示模块；所述湿度检测模块用于检测待测物的湿度，信号调理模块用于对信号进行调理，温度检测模块用于检测待测物的温度，增益控制模块用于调节信号调理模块的增益，主控制模块用于接收信号和输出信号，显示模块用于显示数据。本实用新型湿度测量电路采用温度补偿的方式对湿度测量进行温度补偿，降低温度对湿度测量结果的影响，并对湿度检测的信号进行处理，改善湿度测量存在的误差，实现片上电路系统温度灵敏度的自动控制。

Description

一种湿度测量电路

技术领域

本实用新型涉及湿度测量技术领域，具体是一种湿度测量电路。

背景技术

随着社会科技的发展，在工农业生产、制药、气象、环保、国防、科研等部门及人们日常生活中，经常需要对环境的湿度进行测量和控制，快速、准确地测量出环境湿度有着重要的作用，然而一般湿度检测的灵敏度会随着温度的变化而改变，温度越高精度越低，要达到高精度测量，必须对湿度测量做出相应的补偿和信号处理，传统的湿度测量电路通过湿度传感器进行湿度测量，并未对湿度测量不确定度进行控制，导致湿度测量不准确，因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种湿度测量电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

依据本实用新型实施例中，提供一种湿度测量电路，该湿度测量电路包括：湿度检测模块，信号调理模块，温度检测模块，增益控制模块，主控制模块，显示模块，电源模块；

所述湿度检测模块，用于检测待测物的湿度情况并输出湿度信号；

所述信号调理模块，连接湿度检测模块的输出端，用于接收所述湿度检测模块输出的湿度信号并进行差分放大和模数转换处理并输出数字信号；

所述温度检测模块，用于检测所述湿度检测模块的温度情况并输出温度信号；

所述增益控制模块，连接所述信号调理模块的反馈端，用于调节信号调理模块的放大增益；

所述主控制模块，连接所述信号调理模块的输出端和温度检测模块的输出端，用于接收信号调理模块输出的数字信号和温度检测模块输出的温度信号，连接所述增益控制模块的控制端，用于输出控制信号控制增益控制模块工作，用于输出数据信号；

所述显示模块，连接主控制模块的第一输出端，用于显示主控制模块传输的数据信号；

所述电源模块，用于为该湿度测量电路提供所需电能。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型湿度测量电路采用温度补偿的方式对湿度测量进行温度补偿，降低温度对湿度测量结果的影响，并对湿度检测的信号进行处理，提高检测的精度，改善湿度测量存在的误差，并且实现片上电路系统温度灵敏度的自动控制，与传统湿度测量电路相比，面积小、速度快、精度高和集成度高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例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为本实用新型实例提供的一种湿度测量电路的原理方框示意图。

图2为本实用新型实例提供的一种湿度测量电路的电路图。

图3为本实用新型实例提供的温度检测模块和显示模块电路图。

附图标记：1、湿度检测模块；2、信号调理模块；3、温度检测模块；4、增益控制模块；5、主控制模块；6、显示模块；7、电源模块。

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，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，本实用新型实施例提供一种湿度测量电路，该湿度测量电路包括：湿度检测模块1，信号调理模块2，温度检测模块3，增益控制模块4，主控制模块5，显示模块 6，电源模块7；

具体地，湿度检测模块1，用于检测待测物的湿度情况并输出湿度信号；

信号调理模块2，所述信号调理模块2的输入端连接湿度检测模块1的输出端，用于接收所述湿度检测模块1输出的湿度信号并进行差分放大和模数转换处理并输出数字信号；

温度检测模块3，用于检测所述湿度检测模块1的温度情况并输出温度信号；

增益控制模块4，所述增益控制模块4的输入端连接所述信号调理模块2的反馈端，用于调节信号调理模块2的放大增益；

主控制模块5，所述主控制模块5的第一模数端和第二模数端依次连接所述信号调理模块2的输出端和温度检测模块3的输出端，用于接收信号调理模块2输出的数字信号和温度检测模块3输出的温度信号，所述主控制模块5的控制端连接所述增益控制模块4的控制端，用于输出控制信号控制增益控制模块4工作，用于输出数据信号；

显示模块6，所述显示模块6连接主控制模块5的第一输出端，用于显示主控制模块5传输的数据信号；

电源模块7，用于为该湿度测量电路提供所需电能。

在具体实施例中，上述湿度检测模块1可采用湿敏电阻J1或者湿敏电容对待测物环境湿度进行检测；上述信号调理模块2可采用两级运算放大器和模数转换器U3将检测的湿度信号进行放大、隔离和缓冲处理；上述温度检测模块3可采用温度传感器J2对湿度检测模块1附近的温度进行检测，为温度补偿提供改善依据；上述增益控制模块4可采用晶体管作为开关管的控制方式控制反馈电阻的阻值变化，从而调整上述信号调理模块2的增益效果；上述主控制模块5可采用单片机或者数字信号处理器(DSP)通过内部软件系统对信号进行接收分析和处理，并输出控制信号；上述显示模块6可采用LCD显示器，通过主控制模块5控制；上述电源模块通过DC-DC转换器将供电电源电压转换为所需电压，在此不做赘述。

实施例2：在实施例1的基础上，请参阅图2，在本实用新型所述的一种湿度测量电路的一个具体实施例中，所述温度检测模块3包括第十五电阻R15、稳压器U2、湿敏电阻 J1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第一电位器RP1；所述电源模块7包括第一电源+12V；

所述第一电源+12V通过第十五电阻R15连接湿敏电阻J1的第一端和稳压器U2的第一端，稳压器U2的第二端和第六电阻R6均接地，湿敏电阻J1的第二端连接稳压器U2的第三端和第四电阻R4，第四电阻R4的另一端连接第五电阻R5和第一电位器RP1，第一电位器RP1的滑片端连接第一电位器RP1另一端、第五电阻R5的另一端和第六电阻R6的另一端。

进一步地，所述信号调理模块2包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一运放A1、第三电阻R3、第二运放A2、第九电阻R9、第一电容C1和模数转换器U3；

具体地，第一电阻R1的第一端连接湿敏电阻J1的第一端，第二电阻R2的第一端连接湿敏电阻J1的第二端，第一电阻R1的第二端连接第一运放A1的反相端，第二电阻R2 的第二端连接第一运放A1的同相端，第一运放A1的输出端连接第二运放A2的同相端和第三电阻R3，第三电阻R3的另一端接地，第二运放A2的反相端连接第二运放A2的输出端和第九电阻R9，第九电阻R9的另一端连接模数转换器U3的第一输入端和第一电容C1，第一电容C1的第二端和模数转换器U3的第二输入端均接地。

进一步地，所述增益控制模块4包括第七电阻R7、第二电位器RP2、第三电位器RP3、第八电阻R8、第一开关管M1、第二开关管M2和第三开关管M3；所述电源模块7还包括第二电源+5V；

具体地，第七电阻R7的第一端连接第一运放A1的反相端，第七电阻R7的第二端连接第二电位器RP2、第二电位器RP2的滑片端和第一开关管M1的源极，第二电位器RP2的第二端连接第三电位器RP3、第三电位器RP3的滑片端、第一开关管M1的漏极和第二开关管M2的源极，第三电位器RP3的另一端连接第二开关管M2的漏极、第八电阻R8的第一端和第三开关管M3的源极，第三开关管M3的漏极连接第八电阻R8的第二端和第一运放 A1的输出端，第一开关管M1的衬底极、第二开关管M2的衬底极和第三开关管M3的衬底极连接第二电源+5V。

进一步地，所述主控制模块5包括第一控制器U1；

具体地，第一控制器U1的第一驱动端连接第一开关管M1的栅极，第一控制器U1的第二驱动端连接第二开关管M2的栅极，第一控制器U1的第三驱动端连接第三开关管M3 的栅极，第一控制器U1的第一接收端到第四接收端依次连接模数转换器U3的第一输出端到第四输出端。

在具体实施例中，上述稳压器U2可选用CJ431精密稳压器U2，实现为湿敏电阻J1提供恒流源；上述第一电位器RP1可调节稳压器U2输出的电流；上述第一运放A1和第二运放A2可选用OPA2365运算放大器，第一运放A1组成差分运算放大器，通过差分输入的方式将湿敏电阻J1两端的电位转换成电压输出，第二运放A2组成电压跟随器，对模数转换器U3的输入进行隔离并实现第一控制器U1的带载能力；上述模数转换器U3可选用AD7981 芯片将模拟信号转换为数字信号；上述第一开关管M1、第二开关管M2和第三开关管M3可选用MOS耗尽型单栅P沟道场效应管，通过第一控制器U1驱动导通；上述第一控制器U1 可选用Atmega8单片机实现对数据的接收处理和输出信号。

实施例3：在实施例2的基础上，请参阅图3，在本实用新型所述的一种湿度测量电路的一个具体实施例中，所述温度检测模块3包括温度传感器J2和第十电阻R10；所述电源模块7还包括第三电源+5V；

具体地，温度传感器J2的电源端连接第三电源+5V和第十电阻R10的第一端，温度传感器J2的地端接地，温度传感器J2的输出端连接第十电阻R10的第二端和第一控制器U1的模数端。

进一步地，所述显示模块6包括第十一电阻R11、第十二电阻R12、第四开关管P1和显示器U4；所述电源模块7还包括第四电源+5V；

具体地，第十一电阻R11的第一端连接第一控制器U1的第一输出端，第十一电阻R11 的第二端连接第四开关管P1的基极，第四开关管P1的发射极通过第十二电阻R12连接第四电源+5V，第四开关管P1的集电极连接显示器U4的第一端。

在具体实施例中，上述温度传感器J2可选用CMOS温度传感器J2进行温度检测；上述第四开关管P1可选用PNP型三极管，通过第一控制器U1驱动导通，实现显示器U4的显示，其中用户所需显示数据的控制线路根据PNP型三极管数量控制。

在本实用新型实施例中，通过湿度检测模块1对待测物的湿度情况进行检测，将检测的湿度信号传输给信号调理模块2，信号调理模块2通过差分放大器、电压跟随器和模数转换器U3将接收的湿度信号进行放大滤波隔离处理，并将湿度信号转换为主控制模块5 能接收的数字信号，同时温度检测模块3对湿度检测模块1所处环境的温度进行检测，输出的温度信号直接传输给主控制模块5，主控制模块5通过内部软件系统对接收的信号进行分析处理，并输出控制信号给增益控制模块4，使得增益控制模块4改变接入信号调理模块2中的反馈电阻阻值，从而改变信号调理模块2中差分放大器的增益效果，提升湿度信号的基础精度，降低温度对检测结果带来的影响，最终检测的信号都将通过显示模块6 显示。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种湿度测量电路，其特征在于：

该湿度测量电路包括：湿度检测模块，信号调理模块，温度检测模块，增益控制模块，主控制模块，显示模块，电源模块；

所述湿度检测模块，用于检测待测物的湿度情况并输出湿度信号；

所述信号调理模块，连接湿度检测模块的输出端，用于接收所述湿度检测模块输出的湿度信号并进行差分放大和模数转换处理并输出数字信号；

所述温度检测模块，用于检测所述湿度检测模块的温度情况并输出温度信号；

所述增益控制模块，连接所述信号调理模块的反馈端，用于调节信号调理模块的放大增益；

所述主控制模块，连接所述信号调理模块的输出端和温度检测模块的输出端，用于接收信号调理模块输出的数字信号和温度检测模块输出的温度信号，连接所述增益控制模块的控制端，用于输出控制信号控制增益控制模块工作，用于输出数据信号；

所述显示模块，连接主控制模块的第一输出端，用于显示主控制模块传输的数据信号；

所述电源模块，用于为该湿度测量电路提供所需电能。

2.根据权利要求1所述的一种湿度测量电路，其特征在于，所述温度检测模块包括第十五电阻、稳压器、湿敏电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第一电位器；所述电源模块包括第一电源；

所述第一电源通过第十五电阻连接湿敏电阻的第一端和稳压器的第一端，稳压器的第二端和第六电阻均接地，湿敏电阻的第二端连接稳压器的第三端和第四电阻，第四电阻的另一端连接第五电阻和第一电位器，第一电位器的滑片端连接第一电位器另一端、第五电阻的另一端和第六电阻的另一端。

3.根据权利要求2所述的一种湿度测量电路，其特征在于，所述信号调理模块包括第一电阻、第二电阻、第一运放、第三电阻、第二运放、第九电阻、第一电容和模数转换器；

所述第一电阻的第一端连接湿敏电阻的第一端，第二电阻的第一端连接湿敏电阻的第二端，第一电阻的第二端连接第一运放的反相端，第二电阻的第二端连接第一运放的同相端，第一运放的输出端连接第二运放的同相端和第三电阻，第三电阻的另一端接地，第二运放的反相端连接第二运放的输出端和第九电阻，第九电阻的另一端连接模数转换器的第一输入端和第一电容，第一电容的第二端和模数转换器的第二输入端均接地。

4.根据权利要求3所述的一种湿度测量电路，其特征在于，所述增益控制模块包括第七电阻、第二电位器、第三电位器、第八电阻、第一开关管、第二开关管和第三开关管；所述电源模块还包括第二电源；

所述第七电阻的第一端连接第一运放的反相端，第七电阻的第二端连接第二电位器、第二电位器的滑片端和第一开关管的源极，第二电位器的第二端连接第三电位器、第三电位器的滑片端、第一开关管的漏极和第二开关管的源极，第三电位器的另一端连接第二开关管的漏极、第八电阻的第一端和第三开关管的源极，第三开关管的漏极连接第八电阻的第二端和第一运放的输出端，第一开关管的衬底极、第二开关管的衬底极和第三开关管的衬底极连接第二电源。

5.根据权利要求4所述的一种湿度测量电路，其特征在于，所述主控制模块包括第一控制器；

所述第一控制器的第一驱动端连接第一开关管的栅极，第一控制器的第二驱动端连接第二开关管的栅极，第一控制器的第三驱动端连接第三开关管的栅极，第一控制器的第一接收端到第四接收端依次连接模数转换器的第一输出端到第四输出端。

6.根据权利要求5所述的一种湿度测量电路，其特征在于，所述温度检测模块包括温度传感器和第十电阻；所述电源模块还包括第三电源；

所述温度传感器的电源端连接第三电源和第十电阻的第一端，温度传感器的地端接地，温度传感器的输出端连接第十电阻的第二端和第一控制器的模数端。

7.根据权利要求5所述的一种湿度测量电路，其特征在于，所述显示模块包括第十一电阻、第十二电阻、第四开关管和显示器；所述电源模块还包括第四电源；

所述第十一电阻的第一端连接第一控制器的第一输出端，第十一电阻的第二端连接第四开关管的基极，第四开关管的发射极通过第十二电阻连接第四电源，第四开关管的集电极连接显示器的第一端。

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