[实用新型]基于PCB板的电容式土壤湿度传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于PCB板的电容式土壤湿度的传感器，尤其是能够识别一个较大的土壤截面湿度，且成本低廉的电容式传感器。

背景技术

湿度传感器是一类重要的传感器，用于测量土壤的含水量。它是利用电容器原理，将土壤含水量转化为电容量，进而转化为便于测量和传输的电压、电流或频率等参量的器件。本实用新型基于谐振式电容式传感器，利用振荡器输出稳频恒幅交流信号，电容传感器Cx作为另一个谐振回路中的调谐电容的一部分。当谐振回路通过电感耦合，从稳定的高频振荡器取得振荡电压，传感器电容Cx发生变化，使得谐振回路的阻抗发生相应的变化，而这个变化又表现为整流器电流的变化，该电流经过放大后即可指示输入量的大小。作为传感器的谐振电容是稳定测得土壤含水量的关键，通常的电容式传感器具有测量面积小，制造工艺复杂，成本高等缺点。

发明内容

本实用新型提供一种基于PCB板的电容式土壤湿度传感器，克服了上述的不足，具有制造工艺简单，成本低，测量面积可以调整等优点。

技术方案

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：利用PCB板的印刷电路作为电容式传感器的电极，通过稳频恒幅交流信号在电容耦合电路上取得感应电压，并通过电路板上集成的运算放大器放大，根据电压的大小实现湿度传感功能。PCB电容区域形状为长方形，其有效测量面积为长方形电容区域的面积；其中一个电极的形状为环绕长方形区域外围的“n”字形，另一个电极的形状为位于长方形区域中心的“I”字形，这两个电极表面被绝缘层覆盖。

有益效果

本实用新型的有益效果是，传感器就是PCB板的一部分，不需要添加额外元器件，制造工艺简单，成本低，而且有效测量面积就是PCB的面积，容易调整。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的电路原理图。

图2是本实用新型的一个实施例的PCB布线图（顶层）。

图3是本实用新型的一个实施例的PCB布线图（第二层）。

图4是本实用新型的一个实施例的PCB布线图（第三层）。

图5是本实用新型的一个实施例的PCB布线图（底层）。

图2中：1.电容传感器区域，2.传感器电极1，3.传感器电极2

具体实施方式

在图1中，电路中单片机系统产生一个稳定的震荡交流信号，电容C6与C7为基于PCB的电容式土壤湿度传感器，其电容值受土壤湿度的影响，形成一个谐振回路，这个回路的阻抗受电容值的影响，从而影响谐振回路取得的电压值，这个电压值经过运算放大器放大后，成为能够被单片机识别的电压信号，这个电压信号与土壤的湿度负相关。

在图2中，PCB板的下部长方形区域为电容式传感器的有效测量区域，其两个电极分别为环绕长方形边缘的“n”字形布线区域以及长方形区域中心的“I”字形布线区域，形成一个电容器的两级，并接入电路中成为传感器的主要部分。