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電容式濕度傳感器至模擬輸出轉換器

出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2024-03-27 16:32:39 | 301 次閱讀

  這里介紹的項目是一個模擬電容式濕度傳感器轉換板,適用于各種濕度測量任務。該電路來自德州儀器 (TI)應用筆記(見下文)。大多數(shù)傳統(tǒng)的電容式接近傳感器都會產生數(shù)字信號,但該電路會產生直流輸出電壓,該電壓是環(huán)境相對濕度的函數(shù)。該電路的振蕩器輸入是饋送到 FQ 輸入的1Khz正弦源 ( 1V pp )。低頻和正弦特性將 RFI 問題降至最低。由于涉及的小電容、傳感器電路中的寄生電容以及噪聲拾取,該傳感器輸出轉換器可能難以構造。該電路需要一個外部1Khz 正弦波,1V峰峰值信號,采用雙 15V 直流電源供電。
  該電路由一個完整的電荷放大器組成,用于檢測電容式傳感器的電容變化。電荷放大器后面是一個用作全波整流器的絕對值電路。電路的這一部分將來自電荷放大器的變化的交流信號轉換為直流電壓,但是該直流電壓未經濾波并且包含載波頻率紋波。
  因此,電路的下一部分采用該直流電壓并將其通過 2 級 4 極低通濾波器以消除紋波。這會產生一個直流電壓,該電壓是電荷放大器增益的函數(shù)。為了設計四階濾波器級, 使用Filter_Pro_v1.3工具。
  先前的電荷放大器電路產生穩(wěn)定的直流電平以實現(xiàn)固定的電荷放大器增益。在下圖中,輸入傳感器電容更改為 3 個不同的值:160、180 和 200pF,從而產生三個不同的電荷放大器增益和相應的直流電平。
  進一步改進
  該電路不太敏感并且存在較大的直流電平。增加增益將有助于夸大電容變化產生的直流電荷,但大的直流電平也會增加。這必須在后續(xù)階段處理。
  特征
  電源 +/-15V(雙 15V DC)用于傳感器輸入和輸出的接頭連接器板載電源 LED可與各種電容式濕度傳感器配合使用(見下文)PCB 尺寸 60.17 x 16.19 毫米
  連接
  CN1:引腳 1 = +V 15V DC,引腳 2 = 頻率輸入 1Khz 正弦波 1V 峰峰值,引腳 3 GND,引腳 4 = GND,引腳 5 = 傳感器,引腳 6 = -V 15VCN2:引腳 1 = +V 15V DC,引腳 2 = GND,引腳 3 = -V 15V,引腳 4 = GND,引腳 5 = 輸出D3 電源指示燈
  電容式濕度傳感器  適合該板的電容式濕度傳感器是IST-AG的P14-W,但具有類似規(guī)格的任何其他電容式傳感器也應該可以工作。該傳感器非常適合各種不同應用中的通用濕度測量任務。該傳感器能夠測量 0 % RH 至 100 % RH(最大露點 +85 °C),電容為 150 pF ±50 pF(有線)/180 pF ±50 pF(SMD)(在 30 % RH 和 + 23 °C),工作溫度范圍為 -50 °C 至 +150 °C。另一種傳感器是B+B 傳感器的KFS140-D。

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