多参数采集电路制造技术

本实用新型专利技术揭示了一种多参数采集电路，其包括湿度采集电路、温度采集电路和信号处理器，其中，湿度采集电路包括湿度传感器和555振荡电路，温度采集电路包括温度传感器、采样电阻、电压比较器、差分放大电路和基准电压电路。湿度采集电路采用湿度传感器连接555振荡电路中，将电容值的变化转换成电压频率信号，可以直接被微处理器采集，数据处理精准；由于温度的绝对零度为273.15K，因此温度采集电路通过调整基准电压为2.73V，使得温度变化与电压变化呈同比增减，数据处理精准。综上所述，本实用新型专利技术的多参数采集电路可以采集环境湿度和温度，并且数据处理精度高。

Multi-parameter acquisition circuit

【技术实现步骤摘要】
多参数采集电路
本技术的实施例涉及一种多参数采集电路，尤其针对温度和湿度参数采集。
技术介绍
在很多场合，比如养殖场、大棚基地、土壤等环境领域都要进行温度和湿度参数的测试采集，为克服传统简单电路测试结果误差较大，灵敏度低的缺点，有必要设计一款高精度的多参数采集系统。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种高精度的，可用于温度和湿度参数采集的，多参数采集电路。为实现上述技术目的，本技术采用了如下技术方案：一种多参数采集电路，包括湿度采集电路、温度采集电路和信号处理器，其中，湿度采集电路包括湿度传感器和555振荡电路，湿度传感器用于检测环境湿度，并以电容值形式输出湿度信号，555振荡电路用于将电容值的变化转换成电压频率信号并送给信号处理器；温度采集电路包括温度传感器、采样电阻、电压比较器、差分放大电路和基准电压电路，温度传感器用于检测环境温度，并以电流值形式输出温度信号，采样电阻用于将电流值转换为电压值，电压比较器用于将电压值隔离跟随并送给差分放大电路，基准电压电路用于向差分放大电路输出2.73V基准电压，差分放大电路用于在2.73V基准电压的基础上对电压值进行差分放大并送给信号处理器。此外，本技术还提供如下附属技术方案：湿度传感器的型号为HS1101型。555振荡电路包括555定时器、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，其中，电阻R1、电阻R2和湿度传感器相互串联、并接入电源，555定时器的第1脚接地，第2脚与第6脚相接、并且还与湿度传感器相接，第3脚通过电阻R4接入信号处理器，第4脚和第8脚接电源，第5脚通过电阻R3后接地，第7脚接在电阻R1和电阻R2之间。温度传感器的型号为AD590型。电压比较器的型号为OP07型。差分放大电路包括运算放大器、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12，电阻9一端接电压比较器的输出端、另一端接运算放大器的同向输入端，电阻R10一端接接运算放大器的同向输入端、另一端接地，电阻R11一端接基准电压电路、另一端接运算放大器的反向输入端，电阻R12接在运算放大器的输出端和反向输入端之间，运算放大器的输出端接信号处理器。运算放大器的型号为OP07型。基准电压电路包括电阻R5、电阻R6、滑动电阻R7和稳压管D1，电阻R5、电阻R6、滑动电阻R7相互串联，电阻R5、稳压管D1相互串联，稳压管D1与电阻R6、滑动电阻R7相互并联。稳压管D1的电压为5V。相比于现有技术，本技术的多参数采集电路的优势在于：其包括湿度采集电路、温度采集电路和信号处理器，其中，湿度采集电路包括湿度传感器和555振荡电路，温度采集电路包括温度传感器、采样电阻、电压比较器、差分放大电路和基准电压电路。湿度采集电路采用湿度传感器连接555振荡电路中，将电容值的变化转换成电压频率信号，可以直接被微处理器采集，数据处理精准；由于温度的绝对零度为273.15K，因此温度采集电路通过调整基准电压为2.73V，使得温度变化与电压变化呈同比增减，数据处理精准。综上所述，本技术的多参数采集电路可以采集环境湿度和温度，并且数据处理精度高。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例或相关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涉及本技术的一些实施例，并非对本技术的限制。图1是本技术较佳实施例的多参数采集电路的电路图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本技术技术方案作进一步非限制性的详细描述。图1示出了湿度采集电路、温度采集电路和信号处理器接口JP1。湿度采集电路包括湿度传感器HC1和555振荡电路。湿度传感器HC1的型号为HS1101型，HS1101型湿度传感器，采用专利设计的固态聚合物结构，具有响应时间快、高可靠性和长期稳定性特点，不需要校准的完全互换性，在相对湿度为0％-100％RH的范围内，其误差不大于±2％RH。555振荡电路包括555定时器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4。其中，电阻R1、电阻R2和湿度传感器HC1相互串联，并接入电源(VCC)，构成对湿度传感器HC1的充电回路。555定时器U1的第1脚接地；第2脚与第6脚相接、并且还与湿度传感器HC1相接，将引脚2，6端相连引入到片内比较器，构成一个多谐波振荡器；第3脚通过电阻R4和信号处理器接口JP1后将信号送给信号处理器，电阻R4是防止短路的保护电阻；第4脚和第8脚接电源(VCC)；第5脚通过电阻R3后接地；第7脚接在电阻R1和电阻R2之间,7端通过芯片内部的晶体管对地短路构成对湿度传感器HC1的放电回路，电阻R1相对于电阻R2必须非常的小，但决不能低于一个最小值，本实施例电阻R1的阻值为51K，电阻R2的阻值为620K。本实施例的湿度采集电路测量湿度采用将湿度传感器HC1置于555振荡电路中，将电容值的变化转换成电压频率信号，可以直接被信号处理器采集。HS1101型湿度传感器相当于一个变化的电容器，连接555定时器U1的第2和第6脚，引脚作为电阻R1的短路引脚。湿度传感器HC1的等效电容通过电阻R1和电阻R2充电达到上限电压(近似于0.67VCC，时间记为T1)，这时555定时器U1的第3脚由高电平变为低电平，然后通过电阻R2开始放电，由于电阻R1被555定时器U1的第7脚内部短路接地，所以只放电到触发界线(近似于0.33VCC，时间记为T2)，这时555定时器U1的第3脚变为高电平，因此通过电阻R1和电阻R2进行湿度传感器HC1的不停充放电，产生方波输出。充电、放电时间的计算公式分别如下所示：t1＝C(R58+R57)ln2t2＝CR58ln2输出波形的频率和占空比的计算公式如下：由此可以看出，空气相对湿度与555定时器U1输出频率存在一定线性关系，因此可以更精准地检测到环境中空气湿度。温度采集电路包括温度传感器BH、采样电阻R8、电压比较器U3、差分放大电路和基准电压电路。温度传感器BH用于检测环境温度，并以电流值形式输出温度信号。本实施例，温度传感器BH的型号为AD590，该器件是利用PN结正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器，由于其具有良好的线性特性和互换性，因此测量精度高并具有消除电源波动的特性，其测温范围-55℃至+l50℃，电源电压范围4V至30V，当电源电压在5V至10V之间，电压稳定度为l％时，所产生的误差只有±0.01℃。采样电阻R8一端接在温度传感器BH和电压比较器U3的同向输入端，另一端接地。温度传感器BH将温度信号转换为电流信号后，此时在采样电阻R8上的电压值等于温度传感器BH的电流信号值乘以采样电阻R8的阻值。电压比较器U3的同相输入端电压等于采样电阻R8电压，电压比较器U3用于将电压值隔离跟随后并送给差分放大电路。本实施例中，电压比较器U3的型号为OP07型运放，其反向输入端与输出端直连，可做比较器用。差分放大电路包括运算放大器U2、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12。电阻9的一端接电压比较器U3的输出端、另一端接运算放大器U2的同向输入端，电阻R10一端接接运算放大器U2的同向输入端、另一端接地，电阻R11一端接基准电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多参数采集电路，其特征在于：包括湿度采集电路、温度采集电路和信号处理器，其中，湿度采集电路包括湿度传感器和555振荡电路，湿度传感器用于检测环境湿度，并以电容值形式输出湿度信号，555振荡电路用于将电容值的变化转换成电压频率信号并送给信号处理器；温度采集电路包括温度传感器、采样电阻、电压比较器、差分放大电路和基准电压电路，温度传感器用于检测环境温度，并以电流值形式输出温度信号，采样电阻用于将电流值转换为电压值，电压比较器用于将电压值隔离跟随并送给差分放大电路，基准电压电路用于向差分放大电路输出2.73V基准电压，差分放大电路用于在2.73V基准电压的基础上对电压值进行差分放大并送给信号处理器。

【技术特征摘要】
1.一种多参数采集电路，其特征在于：包括湿度采集电路、温度采集电路和信号处理器，其中，湿度采集电路包括湿度传感器和555振荡电路，湿度传感器用于检测环境湿度，并以电容值形式输出湿度信号，555振荡电路用于将电容值的变化转换成电压频率信号并送给信号处理器；温度采集电路包括温度传感器、采样电阻、电压比较器、差分放大电路和基准电压电路，温度传感器用于检测环境温度，并以电流值形式输出温度信号，采样电阻用于将电流值转换为电压值，电压比较器用于将电压值隔离跟随并送给差分放大电路，基准电压电路用于向差分放大电路输出2.73V基准电压，差分放大电路用于在2.73V基准电压的基础上对电压值进行差分放大并送给信号处理器。2.根据权利要求1所述的多参数采集电路，其特征在于：所述湿度传感器的型号为HS1101型。3.根据权利要求1所述的多参数采集电路，其特征在于：所述555振荡电路包括555定时器、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，其中，电阻R1、电阻R2和湿度传感器相互串联、并接入电源，555定时器的第1脚接地，第2脚与第6脚相接、并且还与湿度传感器相接，第3脚通过电阻R4接入信号处理器，第4脚和第8脚接电源，第5脚通...

【专利技术属性】
技术研发人员：张叶茂，谭虹，艾妮，符树全，谭卫东，刘红艳，
申请(专利权)人：南宁职业技术学院，
类型：新型
国别省市：广西,45