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温湿度传感器原理剖析

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2021-02-20 13:02
tags:

-

2021年2月20日发(作者:cornflakes)


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

< p>
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


< p>
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


,


< p>
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



+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





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




,


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



,


读取


DHT11



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。








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,



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


,



DHT11

< p>
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














4


数字


1


信号表示方法


.


如图

< br>5


所示










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





1




注< /p>


:


采样周期间隔不得低于


1


秒钟。



单位



V


mA


mA


uA




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


< p>
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

< p>
时的状态。



50-60




< 10%RH


的湿度条件下保持


2


小时


(烘干)



随后在

20-30




>70%RH


的湿度条件下保持



5


小时以上。



7.4


温度影响


-


-


-


-


-


-


-


-



本文更新与2021-02-20 13:02,由作者提供,不代表本网站立场,转载请注明出处:https://www.bjmy2z.cn/gaokao/668471.html

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