[实用新型]电容式湿敏多功能传感器

摘要

电容式湿敏多功能传感器,含有用抗腐蚀金属材料制作、绝缘地同心装设的内外筒套构成的电容式湿敏探头和与探头联合工作的含有单片机电路和一种可称之为“虚部法电容检测电路”等构成的传感器电路。本传感器能快速准确地测出空气含水量、温度、相对湿度、露点等物理量。并有结构简单紧凑,抗干扰、抗污染、抗腐蚀能力强的特点。克服了现有薄膜电容湿敏传感器不能在污染、腐蚀环境中使用的弱点。

主权项

1.一种电容式湿敏多功能传感器，含有电容式湿敏探头和与探头联合工作的传感器电路，所述探头其特征是含有同心绝缘联结于上、下端盖(2、14)间的内筒(5)和外套(9)，内、外筒套(5、9)由抗腐蚀的金属材料制作，分别构成湿敏探头电容的测量极和地电极，内筒(5)的内表面上绝缘地设有等电位驱动极(8)，传感器电路板(7)被密封地，并以与上述电极实现相应联结的方式装设于内筒(5)中，上端盖(2)的中央部设有与电路板7实现相应电联结的电缆或插座(1)，一与电路板有相应电联结的温敏元件(12)表露地装设于探头适当部位，由内筒外套构成的环形腔道的上、下两端有与外界连通的孔道；所述传感器电路其特征是含有载波信号发生电路(73)、载波式测量电路(74)及虚部信号分离电路(75)，被测电容CX一极接地，另一极接入载波式测量电路(74)，载波信号发生电路(73)产生等幅定频的三角波载波信号UI输送到载波式测量电路(74)，测量电路(74)输出由载波及被测电容的漏电阻决定的实部信号及由被测电容决定的虚部信号合成的复数信号，和另一与UI相位差90度的同频方波信号UK分别被输送到虚部信号分离电路(75)，虚部信号分离电路(75)则能输出正比于被测电容的电信号UJ，这样一种称为“虚部法电容检测电路”；此外，传感器电路还含有能向各电路提供正、负稳压电源VCC、VSS的电源电路(71)，单片机电路(72)，滤波放大减法器(76)，放大器(77)，温度测量电路(78)；单片机电路(72)的PWM控制器输出一个频率f稳定的，幅度稳定等于VCC到地的对称方波接到载波信号发生电路(73)，虚部信号分离电路(75)输出的电信号UO接滤波放大减法器(76)，滤波放大减法器(76)输出经校准标定的信号再经放大器(77)放大后的正比于空气含水量的信号，和温度测量电路(78)输出的温度电压信号接到单片机电路(72)的相应接口，单片机以数字量和/或模拟量输出测得的温度、湿度等信息。