一種電容式濕度變送器的設(shè)計魯南北京五洲儀器與控制有限公司北京市100080王力哈爾濱建筑大學基礎(chǔ)科學系哈爾濱市150090 1引言隨著現(xiàn)代化建設(shè)和國民經(jīng)濟的深入發(fā)展，社會對生產(chǎn)環(huán)境和生活環(huán)境意識的要求也越來越高。順應(yīng)這種環(huán)境的需求，濕度參數(shù)的檢測與控制已提到儀器儀表界的重要議事日程而受到廣泛關(guān)注，濕度變送器的開發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用已成為儀器儀表新產(chǎn)品發(fā)展的熱點之一。

　　2設(shè)計要求用于工業(yè)自動化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和環(huán)境舒適化的濕度變送器，應(yīng)當滿足以下基本要求：（2）測量精度：小于±5 RH （3）響應(yīng)時間：不大于40s（測程的63 ）（5）環(huán)境溫度：不小于0～50℃（8）結(jié)構(gòu)形式：圓筒式或盒裝式。

　　3傳感器選型濕度傳感器有電阻式、電容式等多種類型。根據(jù)上述基礎(chǔ)要求，選用自行研制的以DSM 3型高分子電容式濕敏元件為探頭的濕度傳感器。元件是保證變送器性能的關(guān)鍵，DSM 3型濕敏元件具有以下特點：（1）具有0 ～100 RH全量程檢測功能（2）線性好、精度高（3）防結(jié)露、耐污染、使用壽命長。

　　4變送器方案設(shè)計的SB1型濕度變送器由兩部分組成，見圖1.

　　電源傳感器放大器V― I轉(zhuǎn)換器傳感器：由高分子電容式濕敏元件（DSM 3）和電容―電壓轉(zhuǎn)換電路組成，電壓號電容呈線性關(guān)系。

　　放大器：由電壓放大器和功率（V― I）放大器組成，將傳感器的電壓信號放大成4～20mA標準信號，詳見圖2.

　　變送器的整機溫度系數(shù)主要由傳感器決定。濕敏元件的溫度系數(shù)為0.05 RH/℃，傳感器線路的溫度系數(shù)設(shè)計為0.05 RH/℃。

　　放大器線路采用由4個運算放大器組成的LM324線性集成電路，采用精密多圈電位器調(diào)整滿量程和零點。

　　電容―電壓轉(zhuǎn)換器是一個振蕩電路，振蕩頻率隨電容量變化而變化，并呈線性關(guān)系。

　　5性能測試SB1型濕度變送器采用圓筒式結(jié)構(gòu)，經(jīng)過小批？國內(nèi)科技？

　　量試制。

　　對樣機采用雙溫法濕度標準設(shè)備和飽和鹽法標定設(shè)備進行了全性能檢測。飽和鹽濕度標準采用美國NBS飽和鹽濕度標準。

　　5.1濕度響應(yīng)特性DSM 3型濕敏元件電容隨相對濕度呈線性變化，見圖3.

　　濕敏元件靈敏度為（0.11～0.16）pF RH .溫度系5h ，可見高濕部分非線性受到抑制。

　　5.2響應(yīng)時間應(yīng)時間為10s ，放濕響應(yīng)時間為14s .按測程的90 計，吸濕響應(yīng)時間為22s，放濕響應(yīng)時間為30s .

　　5.3溫度特性變送器的溫度系數(shù)約在0.05　RH/℃至5.4穩(wěn)定性兩個月測試，平均漂移不超過1 RH .元件經(jīng)觸摸后仍可使用，一般性污染可用水沖洗烘干后標定再用。

　　5.5精度變送器在20℃測試，精度為±3 RH .

　　5.6濕滯差6生產(chǎn)與應(yīng)用SB1型濕度變送器經(jīng)過方案論證、方案設(shè)計、樣機試驗與測試，完全滿足原設(shè)計要求，并且通過了專家鑒定，投入了小批量生產(chǎn)，在造紙廠、紡紗廠等場合應(yīng)用，并以其高性能、低價位受到用戶的認可和歡迎。

　　1程道喜等。傳感器的信號處理及接口。北京：科學出版社， 1989.

　　2吳泳詩等。電子工程師手冊。北京：機械工業(yè)出版社， 1995.

　　征稿啟事為了進一步提高期刊質(zhì)量，不斷擴大信息量，充實期刊內(nèi)容，增強實用性，本刊將增加小欄目：如經(jīng)驗交流、實用技術(shù)、使用心得、維修技巧、信息集錦等，此類文章不拘形式、力求短小精悍，內(nèi)容可以涉及國內(nèi)外傳感器、儀器儀表的新技術(shù)、新產(chǎn)品，使用與維護的心得、經(jīng)驗等國內(nèi)外有關(guān)的重要學術(shù)會議、科技交流活動市場動態(tài)行業(yè)信息等。字數(shù)在1000字以內(nèi)。