采用NE555定时器环境湿度测试仪系统电路设计

2015-04-20 09:39:13   来源:elecfans   

关键字: NE555  定时器  环境湿度测试仪

  随着科技的发展,社会需要能够自动控制的监测设备,环境湿度测试仪就是一种用于环境湿度自动监测控制的设备。本文介绍基于计数器CC4060等构成的环境湿度测试仪,电路简单,调试方便,监测准确,精度高。湿度监测部分采用高分子薄膜式湿敏电容HS1100,具有不需校准的完全互换性,能瞬时退饱和。相对湿度在0%~100%RH范围内,电容量由162pF变到200pF,其误差不大于±2%RH,响应时间小于5 s,在55%RH、25℃、10 kHz条件下,其典型标称电容为180pF,供电电压一般选5 V,工作温度-40℃~100℃。HS1101($5.4714)用做湿度传感器时,测量电路有两种设计方案,一种是线性电压输出式,比例系数为正值;另一种是线性频率输出式,比例系数为负值。本设计采用的是频率输出式。

  湿度频率转换电路采用NE555($0.0700)定时器,成本低,性能可靠,只需要外接几个电阻、电容,就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。本电路其与湿敏电容HS1100和电阻等构成多谐振荡器,通过恰当设置电路中的电阻值,输出方波,实现湿度监测量向频率信号的转换,通过频率信号的高低我们就可以得知环境湿度是否正常。基准频率振荡器和频率电压转换器都采用十四位串行计数器CC4060,它采用CNOS制作工艺、标准DIP-8封装的14位二进制串行计数/分频器集成电路,振荡器的结构可以是RC或晶振电路。CC4060复位端为高电平时,计数器清零且振荡器使用无效;复位端为低电平时,由外接的振荡定时元件控制产生一定频率的信号,并可以输出4分频到10分频,12分频到14分频的脉冲信号。本电路的基准频率振荡器由CC4060及其定时元件组成,产生的频率信号经 12分频后送至D触发器,为D触发器提供时钟脉冲。频率电压转换器则利用的是CC4060的分频功能,将NE555定时器输出的频率信号送至 CC4060,经12分频后输出至D触发器输入端,根据环境是否潮湿产生相应的电平,驱动D触发器工作输出控制电平。输出控制电路可以根据实际需要采取相应的电路,本电路的输出控制部分由三极管控制继电器实现,D触发器输出的高电平,使三极管导通驱动继电器动作,产生报警信号或驱动干燥电路工作,使环境湿度恢复到正常值范围。

  湿度监测及湿度频率转换电路

  采用NE555定时器环境湿度测试仪系统电路设计

  C是湿敏电容HS1100,容量会随着环境湿度的变化而改变,使②脚和⑥脚的充放电时间常数发生变化,改变③脚的输出信号的频率,实现环境湿度的变化转换为频率的变化,由非电量转变为电量。⑤脚外接电阻R3的阻值为910 kΩ,与集成电路内接的电阻5 kΩ相差很大,所以一般基准电压就可以认为是电源电压VCC,R1的阻值50 kΩ,湿敏电容常态下为180pF,R2的阻值一般为576 kΩ左右,可根据调试的需要串联电位器,实现最佳的控制精度。由以上数值可算出③脚常态下输出的脉冲周期T=(R1+2R2)Cln2,为0.15ms左右,则频率在6 667 Hz左右,当环境湿度增大为90%RH时,频率会减少到6 186 Hz左右,引起后续电路动作,实现增干和报警。

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编辑:什么鱼
本文引用地址: http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0420/article_11451.html
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