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以儀錶級精準度的系統監視器測量相對濕度
 

【作者: Leo Chen】   2013年04月30日 星期二

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溫度是最常被測量的物理參數,而且感測器選擇隨著準確度要求、耐用性、成本以及與所測量介質相容性的不同而不同。價格便宜的 NPN 電晶體非常適用於要求一次性感測器或那些需要大量感測器的應用。在用於系統監視器應用時,LTC2991這類監控元件可用來測量大型電路板上的電源電壓、電流和溫度。當用價值一美分的 MMBT3904 電晶體作為溫度感測器時,該元件還能提供 ±1°C 的準確度,從而使其非常適用於多種儀錶應用。


乾濕計:它並不像名字那麼高深嚇人

乾濕計 (Psychrometer)是一類濕度表,是一種測量相對濕度的裝置。乾濕計採用兩個溫度計,一個乾 (乾球),而另一個則用浸透蒸餾水的布覆蓋溫度計 (濕球)。可用風扇或者靠擺動乾濕計 (如同“懸掛式濕度計”一樣) 使空氣經過兩個溫度計。然後,根據乾球和濕球溫度,用配有濕度計算圖的查閱資料表計算濕度。或者,也有一些方程可用來計算濕度。以下方程就可用來測試該電路。


WET = 濕球攝氏溫度


DRY = 乾球攝氏溫度


P = 壓力 (單位為 kPa)



圖一 : 顯示了基於 LTC2991 的乾濕計。兩個電晶體連接到適當的 LTC2991 輸入時,提供濕球和乾球溫度讀數。
圖一 : 顯示了基於 LTC2991 的乾濕計。兩個電晶體連接到適當的 LTC2991 輸入時,提供濕球和乾球溫度讀數。

上述方程包括大氣壓力變數,這裡該變數的值透過 Novasensor NPP301-100 氣壓感測器確定,透過為差動輸入而配置的通道 X 測量該感測器。在 100kPa 氣壓時 (海平面壓力大約為 101.325kPa),滿標度輸出為每伏激勵電壓 20mV。


LTC2991 還可測量自身的電源電壓 (在這個電路中,該電壓就是用來激勵壓力感測器的電源軌)。因此,很容易從壓力感測器計算成比例的結果,從而消除了激勵電壓造成的誤差。



圖二 : 最壞情況下的誤差
圖二 : 最壞情況下的誤差

誤差預算

用 LTC2991 進行遠端溫度測量可保證提供 ±1°C 的準確度。圖 2 顯示了在最壞情況下 0.7°C 誤差所導致的指示濕度誤差,以及顯示了在最壞情況下 0.7°C 誤差與來自壓力感測器的最壞情況誤差總合所導致的指示濕度誤差。這個誤差範圍處於乾濕計方程本身的準確度範圍之內。如果需要更高的準確度,則可能需要編制一個配有濕度計算圖的查閱資料表。


圖三 : LTC2991 展示電路板 (DC1785A) 的軟體還包括一個濕度讀數計算程式作為小禮物,該軟體就在凌力爾特 QuikEval? 軟體套件中。
圖三 : LTC2991 展示電路板 (DC1785A) 的軟體還包括一個濕度讀數計算程式作為小禮物,該軟體就在凌力爾特 QuikEval? 軟體套件中。

試試這個吧!

LTC2991 展示電路板 (DC1785A) 的軟體還附帶一個濕度讀數計算程式作為小禮物,該軟體就包含於凌力爾特 QuikEval 軟體套件中。


展示電路板須按照圖 1 所示連接。簡單地在 DC1785A 軟體的安裝目錄中增加一個名為 “ tester.txt” 的檔,便可獲取讀數。這個檔的內容無關緊要。在軟體啟動時,資訊“Test mode enabled (測試模式已啟動)”應該顯示在狀態列中,Humidity (濕度) 選項會出現在 Tools (工具) 功能表中。然後,可以將濕度讀數與相對準確度級別類似的感測器 (例如: 薄膜電阻和電容) 進行比較。


(本文由Linear美商凌力爾特提供)


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