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课程名称：
_
传感器原理与应用
_
项目名称：
_
温湿度传感器
的使用
_
一、
实验准备
1
：
实验目的：了解并掌握对温湿度传感器的使用
实验环境、知识点准备：
实验环境：
一台运行
Arduino
软件的计算机
知识点准备：
1
、传感器性能说明
参数
湿度
分辨率
重复性
精度
互换性
量程范围
条件
25
℃
0<
/p>
－
50
℃
0
℃
25
℃
50
℃
1/e(63%)25
℃，
1m/s
空气
Min
1
30
20
20
6
1
16
±
1
0
6
Typ
1
16
±
1
±
4
可完全互换
10
±
1
±
1
1
16
±
1
Max
1
±
5
90
90
80
15
1
16
±
2
50
30
单位
%RH
Bit
%RH
%RH
%RH
%RH
%RH
%RH
S
%RH
%RH/yr
℃
响应时间
迟滞
长期稳定性
温度
分辨率
典型值
重复性
精度
量程范围
响应时间
1/e(63%)
2
、
接口说明
建议连接线长度短于
20
米时用
5K
上拉电阻<
/p>
,
大于
20
米时
根据实际情况使用合适的上拉
电阻
1
Bit
℃
℃
℃
S
注：
1
、实验准备部分包括实验环境准备和实验所需知识点准备。
<
/p>
2
、若是单人单组实验，同组成员填无。
3
、
电源引脚
DHT11
的供电电压为
3
－
5.5V
。传感器上
电后，要等待
1s
以越过不稳定状
态在此期间无需发
送任何指令。电源引脚（
VDD
，
GND
）之间可增加一个
100nF
的电容，用以去耦滤波。
4
、串行接口
(
单线双向
)
DATA
用于微处理器与
DHT11
之间的通讯和同步
,
采用单总线数据格式
,
一次通讯时间
< br>4ms
左右
,
数据分小数部分和
整数部分
,
具体格式在下面说明
,
当前小数部分用于以后扩展
,
现
读出为零
.
操作流程如下
:
一次完整的数据传输为
40bit,
高位先出。
数据格式
:8bit<
/p>
湿度整数数据
+8bit
湿度小数数据<
/p>
+8bi
温度整数数据
+8bit
温度小数数据
+8bit
校验和
< br>数据传送正确时校验和数据等于
“
8bit
湿度整数数据
+8bit
湿度小数数据
+8bi
温度整数数
据
+8
bit
温度小数数据
”
所得结果的末<
/p>
8
位。
用户<
/p>
MCU
发送一次开始信号后
,DHT11
从低功耗模式转换到高速模式
,
等待主
机开始信
号结束后
,DHT11
发送响
应信号
,
送出
40bit
的数据
,
并触发一次信号采集
,
用户可选择读取部分
数据
.
从模式下
,DHT11
接收到开始信号触发一
次温湿度采集
,
如果没有接收到主机发送开始
< br>信号
,DHT11
不会主动进行温湿度采集
.
采集数据后转换到低速模式。
< br>1.
通讯过程如图
1
所示
图
1
总线空
闲状态为高电平
,
主机把总线拉低等待
DHT11
响应
,
主机把总线拉低必须
大于
18
毫
秒
,
保证
DHT11
能检测到起始信号。
DHT11
接收到主机的开始信号后
,
等待主机开始信号结束
,
然后发送
80us
低电平响应信号
.
主机发送开始信号结束后
,
延时等待
< br>20-40us
后
,
读取
DHT11
的
响应信号
,
主机发送开始信号后
,
可以切换
到输入模式
,
或者输出高电平均可
,
总线由上拉电阻
拉高。
图
2
总线为低电平
,
说明
DHT11
发送响应信号
,DHT11
发送响应信号后
,
再把总线拉高
80
us,
准
备发送数据
,
每一
bit
数据都以
50us
低电平时隙开始
,
高电平的长短定了数
据位是
0
还是
1.
格式
见下面图示
.
如果读取响应信
号为高电平
,
则
DHT11
没有响应
,
请检查线路是否连接正常
.
当最
后一
bit
数据传送完毕后，
DHT11
拉低总线
50us,
随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。
数字
0
信号表示方法如图
4
所示
图
4
数字
1
信号表示方法
.
如图
< br>5
所示
图
5
5
、
测量分辨率
测量分辨率分别为
8bit
（温度）、
8bit
（湿度）
< br>。
6
、电气特性
VDD=5V
，
T =
25
℃
，除非特殊标注
参数
条件
min
typ
max
供电
DC
3
5
5.5
供电电流
测量
0.5
2.5
平均
0.2
1
待机
100
150
采样周期
秒
1
注<
/p>
:
采样周期间隔不得低于
1
秒钟。
单位
V
mA
mA
uA
次
7
、
应用信息
7.1
工作与贮存条件
超出建议的工作范围可能导致高达
3%RH
的临时性
漂移信号。返回正常工作条后，传
感器会缓慢地向校准状态恢复。要加速恢复进程
/
可参阅
7.3
小节
的
“
恢复处理
”
。在非正常工
作条件下长时间使用会加速产品的老化过程。
7.2
暴露在化学物质中
电阻式湿度传感器的感应层会受到化学蒸汽的干扰，化学物质在感应层中的扩散可能
导致测量值漂移和灵敏度下降。在一个纯净的环境中，污染物质会缓慢地释放出去。下文所
述的恢复处理将加速实现这一过程。高浓度的化学污染会导致传感器感应层的彻底损坏。
7.3
恢复处理
置于极限工作条件下或化学蒸汽中的传感器，通过如下处理程序，可使其恢复到校准
时的状态。
在
50-60
℃
和
<
10%RH
的湿度条件下保持
2
小时
（烘干）
；
随后在
20-30
℃
和
>70%RH
的湿度条件下保持
5
小时以上。
7.4
温度影响
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