空气的湿度物理教案

空气的湿度物理教案
空气的湿度物理教案

空气的湿度物理教案

知识目标

1、知道什么是绝对湿度和相对湿度,知道二者之间的定量关系,能计算相对湿度.

2、知道露点的概念;

3、知道湿度计的原理.

能力目标

培养学生自主学习的能力.

情感目标

通过对新课的自主学习,培养学生知识的自我更新的能力,与实际问题的联系有助于

提高学生学习的主动性和积极性.

教学建议

本节教材属于选学内容,在指导学生阅读课文时,教师注意帮助学生把握教材的主线:

(1)空气的干湿评价标准――单位体积的空气所含水蒸气的质量来表示;

(2)干湿程度的测量――空气中水蒸气的压强――引出绝对湿度;

(3)主观上感觉的干湿程度――跟空气中水蒸气离饱和状态的远近有关――引出相对

湿度.

(4)直接测量绝对湿度、相对湿度比较困难――引入露点,可以根据露点和气温的差值,大致判断出空气中水蒸气的饱和程度――判断出相对湿度的大小;

(5)利用蒸发和饱和汽的特点制作了测量湿度的装置――湿度计.

教学设计方案

本节教学可以让学生进行自学;

(一)课堂引入系列问题的设计:

在学生阅读时可以参考下列问题进行自学:

(1)空气干湿的评价标准?

(2)干湿程度如何测量?

(3)主观上感觉的干湿程度与什么有关?

(4)露点是怎么出现的,为什么可以用露点来判断相对湿度?

(5)干湿泡湿度计的制作原理是怎样的.

(二)处理课后习题,教师可以不必再添加新的习题.

(三)让学生阅读相关资料,并进行讨论

感谢您的阅读。

祝语:一心一意等着你,十分幸福拥有你,百分之百爱着你,千里迢迢难见你,十万火急发给你,百万人中找到你,千万不能失去你,真的好想你!

湿度的计算

空气相对湿度RH%的计算 空气相对湿度RH%,计算 内容摘要:相对湿度是绝对湿度与最高湿度之间的比,它的值显示水蒸气的饱和度有多高,它的单位是% 相对湿度 相对湿度是绝对湿度与最高湿度之间的比,它的值显示水蒸气的饱和度有多高,它的单位是%。相对湿度为100%的空气是饱和的空气。相对湿度是50% 的空气含有达到同温度的空气的饱和点的一半的水蒸气。相对湿度超过100%的空气中的水蒸气一般凝结出来。随着温度的增高空气中可以含的水就越多,也就是说,在同样多的水蒸气的情况下温度升高相对湿度就会降低。因此在提供相对湿度的同时也必须提供温度的数据。通过相对湿度和温度也可以计算出露点。 以下是计算相对湿度的公式: 其中的符号分别是: ρw–绝对湿度,单位是克/立方米 ρw,max–最高湿度,单位是克/立方米 e–蒸汽压,单位是帕斯卡 E–饱和蒸汽压,单位是帕斯卡 s–比湿,单位是克/千克 S–最高比湿,单位是克/千克

「绝对湿度」指一定体积的空气中含有的水蒸气的质量,一般其单位是克/立方米。绝对湿度的最大限度是饱和状态下的最高湿度。绝对湿度只有与温度一起才有意义,因为空气中能够含有的湿度的量随温度而变化,在不同的高度中绝对湿度也不同,因为随着高度的变化空气的体积变化。但绝对湿度越靠近最高湿度,它随高度的变化就越小。 下面是计算绝对湿度的公式: 其中的符号分别是: [编辑]相对湿度(RH) 一台溼度計正在紀錄相對濕度 「相对湿度」(RH)是绝对湿度与最高湿度之间的比,它的值显示水蒸气的饱和度有多高。相对湿度为100%的空气是饱和的空气。相对湿度是50%的空气含有达到同温度的空气的饱和点的一半的水蒸气。相对湿度超过100%的空气中的水蒸气一般凝结出来。随着温度的增高,空气中可以含的水就越多。也就是说,在同样多的水蒸气的情况下,温度降低,相对湿度就会升高;温度升高,相对湿度就会下降低。因此在提供相对湿度的同时也必须提供温度的数据。通过最高湿度和温度也可以计算出露点。

土壤湿度检测及自动浇水系统设计

土壤湿度检测及自动浇水系统设计 1 设计主要内容及要求 1.1 设计目的: 随着人们生活水平的提高花卉逐渐受到人们的青睐,本设计要求利用单片机设计一款家庭智能浇花器,实现自动浇花,节省人力,方便人们出差的时候不至于影响花卉的生长,如果在家也可以关断浇花器。 (1)了解土壤湿度检测的基本知识以及电工电子学、单片机、传感器等相关技术。 (2)初步掌握常用土壤湿度检测传感器的特点和应用场合,并选择恰当方法应用于本设计。 1.2 基本要求 (1)通过c8051f020单片机编程来实现土壤湿度的实时显示,并具有超量程报警装置。 (2)要求设计相关传感器系统和控制系统实现自动浇水功能。 (3)要求设计相关的硬件电路,包括传感器的选型、控制系统和显示系统的硬件电路设计。 1.3 发挥部分 自由发挥 2 设计过程及论文的基本要求: 2.1 设计过程的基本要求 (1)基本部分必须完成,发挥部分可任选; (2)符合设计要求的报告一份,其中包括总体设计框图、电路原理图各一份; (3)报告的电子档需全班统一存盘上交。 2.2 课程设计论文的基本要求 (1)参照毕业设计论文规范打印,包括附录中的图纸。项目齐全、不许涂改,不少于4000字。图纸为A4,所有插图不允许复印。 (2)装订顺序:封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文(设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及相应的详细的功能分析和重要的参数计算、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍)、小结、参考文献、附录(总体设计框图与电路原理图)。 3 时间进度安排

一设计任务描述 1.1 设计题目:土壤湿度检测及自动浇水系统设计 1.2 设计要求 1.2.1 设计目的: 随着人们生活水平的提高花卉逐渐受到人们的青睐,本设计要求利用单片机设计一款家庭智能浇花器,实现自动浇花,节省人力,方便人们出差的时候不至于影响花卉的生长,如果在家也可以关断浇花器。 (1)了解土壤湿度检测的基本知识以及电工电子学、单片机、传感器等相关技术。(2)初步掌握常用土壤湿度检测传感器的特点和应用场合,并选择恰当方法应用于本设计。 1.2.2 基本要求: (1)通过C8051F020单片机编程来实现土壤湿度的实时显示,并具有超量程报警装置。 (2)要求设计相关传感器系统和控制系统实现自动浇水功能。 (3)要求设计相关的硬件电路,包括传感器的选型、控制系统和显示系统的硬件电路设计。

湿度传感器课程设计报告书

第一章湿度传感器的功能及其原理 湿度是表示空气中水蒸气含量的物理量,它与人们的生产、生活密切相关。湿度的检测广泛应用于工业、农业、国防、科技、生活等各个领域。例如,集成电路的生产车间相对湿度低于30%时,容易产生静电感应而影响生产;粉尘大的车间由于湿度小产生静电易发生爆炸;纺织厂的湿度低于65~70%RH时会断线。可见,湿度测量在各个行业都是至关重要的。 在现代社会信息科技的不断迅速发展中,计算机技术、网络技术和传感器技术的高速更新,使得湿度的测量正朝着自动化、智能化、网络化发展。随着2011年物联网作为新兴产业列入国家发展战略,传感器技术作为物联网的最前端—感知层,在其发展中占了举足轻重的地位。而湿度作为日常生产、生活中最重要的参数之一,它的检测在各种环境,各个领域都对起了重要作用。 测量电路由湿度传感器,差动放大器,同相加法放大器等主电路组成;为了实现温度补偿功能,选择铂电阻温度传感器采集环境温度,通过转换电桥和差动放大,输入同相加法器实现加法运算,补偿环境温度对湿度传感器的影响,其中转换电桥工作电压由差动放大器输出电压通过电压跟随器提供。 应用IH3605型温度传感器与集成运放设计测量湿度的电路,测量相对湿度(RH)的围为0%~l00%,电路输出电压为0~10V。要求测量电路具有调零功能和温度补偿功能。使用环境温度为0℃~85℃。

第二章课程设计的要求及技术指标 2.1课程设计的要求 1.根据设计要求,查阅参考资料。 2.进行方案设计及可行性论证。 3.确定设计方案,画出电路原理框图。 4.设计每一部分电路,计算器件参数。 5.总结撰写课程设计报告。 2.2 课程设计的技术指标 1.湿度测量围:0%~100%RH; 2.使用环境温度围:0~85℃; 3.输出电压:0~10V; 4.非线性误差:±0.5%。

大气压的五种变化

大气压的五种变化 在不同的季节,不同的气候条件和地理位置等条件下,地球上方大气压的值有所不同。本文择取大气压的五种主要变化,做一些分析讨论,供参考。 从微观角度看,决定气体压强大小的因素主要有两点:一是气体的密度n;二是气体的热力学温度T。在地球表面随地势的升高,地球对大气层气体分子的引力逐渐减小,空气分子的密度减小;同时大气的温度也降低。所以在地球表面,随地势高度的增加,大气压的数值是逐渐减小的。如果把大气层的空气看成理想气体,我们可以推得近似反映大气压随高度而变化的公式如下: μ=p0gh/RT 由上式我们可以看出,在不考虑大气温度变化这一次要因素的影响时,大气压值随地理高度h的增加按指数规律减小,其函数图象如图所示。在2km以内,大气压值可近似认为随地理高度的增加而线性减小;在2km以外,大气压值随地理高度的增加而减小渐缓。所以过去在初中物理教材中有介绍:在海拔2千米以内,可以近似地认为每升高12米,大气压降低1毫米汞柱。 地球表面大气层里的成份,变化比较大的就是水汽。人们把含水汽比较多的空气叫“湿空气”,把含水汽较少的空气

叫“干空气”。有些人直觉地认为湿空气比干空气重,这是不正确的。干空气的平均分子量为,而水气的分子量只有,所以含有较多水汽的湿空气的密度要比干空气小。即在相同的物理条件下,干空气的压强比湿空气的压强大。 在地球表面,由赤道到两极,随地理纬度的增加,一方面由于地球的自转和极地半径的减小,地球对大气的吸引力逐渐增大,空气密度增大;另一方面由于两极地区温度较低,所以空气中的水汽较少,可近似看成干空气,所以由赤道向两极,随地理纬度增加,大气压总的变化规律是逐渐增大。 对于同一地区,在一天之内的不同时间,地面的大气压值也会有所不同,这叫大气压的日变化。一天中,地球表面的大气压有一个最高值和一个最低值。最高值出现在9~10时。最低值出现在15~16时。 导致大气压日变化的原因主要有三点。一是大气的运动;二是大气温度的变化;三是大气湿度的变化。 日出以后,地面开始积累热量,同时地面将部分热量输送给大气,大气也不断地积累热量,其温度升高湿度增大。当温度升高后,大气逐渐向高空做上升辐散运动,在下午15~16时,大气上升辐散运动的速度达最大值,同时大气的湿度也达较大值,由于此二因素的影响,导致一天中此时的大气压最低。16时以后,大气温度逐渐降低,其湿度减小,向上的辐散运动减弱,大气压值开始升高;进入夜晚;大气

温湿度检测仪的设计报告

报告成绩 电子电路综合实验设计报告设计题目:温湿度检测仪的设计 学生姓名: 学号: 专业年级: 指导教师: 起止日期:2016年5月—2016年6月 电气与信息工程学院 2016年6月19日

目录 1 目的与意义---------------------------------------------------------------------------------------------- 1 2 设计要求------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 3 方案设计------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 3.1 方案一-------------------------------------------------------------------------------------------- 1 3.2 方案二------------------------------------------------------------------------------------------ 2 4 系统硬件设计------------------------------------------------------------------------------------------- 2 4.1 STC89C52主控电路--------------------------------------------------------------------------- 3 4.2 DTH11温湿度检测电路 ---------------------------------------------------------------------- 4 4.3 LCD1602液晶屏显示电路 ------------------------------------------------------------------- 5 5 系统软件设计------------------------------------------------------------------------------------------- 6 5.1 主程序程序流程图 ---------------------------------------------------------------------------- 6 5.2 温湿度检测程序 ------------------------------------------------------------------------------- 2 5.3 LCD1206显示程序 ---------------------------------------------------------------------------- 9 6 系统测试结果与分析-------------------------------------------------------------------------------- 11 6.1系统测试结果 -------------------------------------------------------------------------------- 11 6.2 系统结果分析 -------------------------------------------------------------------------------- 11 7 总结 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 11参考文献 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 11附录 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12附录A 系统实物图 ----------------------------------------------------------------------------- 12附录B 系统主程序 ------------------------------------------------------------------------------ 12

湿度空气计算方法

相对湿度、露点温度转换的基本原理说明 湿度研究对象是气体和水汽的混合物。 无论是对于自由大气中的空气而言,还是对密闭容器中的特定气体而言,但凡是气体和水汽的混合物,都可以作为湿度的研究对象,湿度研究的一般理论大多都是通用的。 湿度的表示方法很多,包括混合比、体积比、比湿、绝对湿度、相对湿度等等,虽然各单位之间的转换非常复杂,但其定义都是基于混合气体的概念引出的。相对湿度是比较常用的湿度单位,是一个相对概念(所以,相对湿度是一个无量纲单位),主要有以下几种定义表达: 1、 压力为P,温度为T的湿空气的相对湿度,是指在给定的湿空气中,水汽的摩尔分数(或实际水汽压)与同一温度T和压力P下纯水表面的饱和水汽的摩尔分数(或饱和水气压)之比,用百分数表示。 2、实际水汽压与同一温度条件下的饱和水汽压的比值 从相对湿度的定义中可以看出,相对湿度的计算,是通过混合气体的实际水汽压与同状态下(温度、压力)水汽达到饱和时其饱和水汽压相比得来的。 对于混合气体而言,其实际水汽压与总压力和混合比相关,但对于物质的量而言,是独立的,也就是无相关的。但是,在保持混合气体压力不变的情况下,混合气体的饱和水汽压是与温度相关的(在湿度论坛中,本人给出了温度to饱和水汽压的简化公式以及计算程序,可下载)。 上面说道:饱和水汽压是与温度相关的量。 在保持系统的混合比、总压力不变的情况下,降低混合气体的温度,能够降低混合气体的饱和水汽压,从而使得混合气体的饱和水汽压等于混合气体的实际水汽压,此时,相对湿度为100%,该温度,即为混合气体的露点温度。 基于上述解释,可以看出,只要测量得到了露点温度,通过温度to饱和水汽压的计算公式或者计算程序,即可计算出混合气体的在露点温度时的饱和水汽压,也就是正常状态下混合气体的实际水汽压。 同样,只要测量了当前混合气体的正常温度,就可以通过温度to饱和水汽压的计算公式或者计算程序,得到当前系统正常温度下的饱和水汽压 实际水汽压除以饱和水汽压,就可以得到相对湿度。 湿度的单位换算 测湿仪表的显示值,通常是相对湿度或露点温度,在需要用其它单位时可进行换算。换算的方法如下: 1.相对湿度与实际水汽压间的换算 由相对湿度的定义可得: ---------------------------(1) 式中:RH----相对湿度,%RH; e----实际水汽压,hPa; E---饱和水汽压,hPa。 因此: -------------------------------(2) 即:实际水汽压等于相对湿度乘以相同温度下的饱和水汽压。 由于饱和水汽压E是温度的函数,所以用相对湿度换算为实际水汽压或用实际水汽压计算相对湿度,都必须已知当时的温度值。在计算饱和水汽压时,应确定是冰面还是水面,以正确选用计算公式。 2.相对湿度换算为露点温度 由于露点温度定义为空气中的水汽达到饱和时的温度,所以,必须先计算出实际水汽压。根据露点的定义,这时的水汽压就是露点温度对应的饱和水气压。因此,可以用对饱和水汽压求逆的方法计算露点温度。 用Goff-Grattch方程求逆非常困难,常用饱和水汽压的简化公式计算,而 简化公式很多,一般采用国军标GJB1172推荐的公式: ----------(3) 式中:E------为饱和水汽压,Pa;

大气温度垂直分布规律及原因

大气温度垂直分布规律及原因各层的特点及原因:

大气温度随高度变化曲线: 逆温现象:对流层由于热量主要直接来自地面辐射,所以海拔越高,气温越低。一般情况下,海拔每上升1000米,气温下降6°C。有时候出现下列情况:①海拔上升,气温升高;②海拔上升1000米,气温下降幅度小于6°C。这就是逆温现象。逆温现象往往出现在近地面气温较低的时候,如冬季的早晨。逆温现象使空气对流运动减弱,大气中的污染物不易扩散,大气环境较差。 对流层中温度的垂直分布: 在对流层中,总的情况是气温随高度而降低,这首先是因为对流层空气的增温主要依靠吸收地面的长波辐射,因此离地面愈近获得地面长波辐射的热能愈多,气温乃愈高。离地面愈远,气温愈低。其次,愈近地面空气密度愈大,水汽和固体杂质愈多,因而吸收地面辐射的效能愈大,气温愈高。愈向上空气密度愈小,能够吸收地面辐射的物质——水汽、微尘愈少,因此气温乃愈低。整个对流层的气温直减率平

均为0.65℃/100m。实际上,在对流层内各高度的气温垂直变化是因时因地而不同的。 对流层的中层和上层受地表的影响较小,气温直减率的变化比下层小得多。在中层气温直减率平均为0.5—0.6℃/100m,上层平均为 0.65—0.75℃/100m。 对流层下层(由地面至2km)的气温直减率平均为0.3—0.4℃/100m。但由于气层受地面增热和冷却的影响很大,气温直减率随地面性质、季节、昼夜和天气条件的变化亦很大。例如,夏季白昼,在大陆上,当晴空无云时,地面剧烈地增热,底层(自地面至300—500m高度)气温直减率可大于干绝热率(可达1.2—1.5℃/100m)。但在一定条件下,对流层中也会出现气温随高度增高而升高的逆温现象。造成逆温的条件是,地面辐射冷却、空气平流冷却、空气下沉增温、空气湍流混合等。但无论那种条件造成的逆温,都对天气有一定的影响。例如,它可以阻碍空气垂直运动的发展,使大量烟、尘、水汽凝结物聚集在其下面,使能见度变坏等等。下面分别讨论各种逆温的形成过程。(一)辐射逆温 由于地面强烈辐射冷却而形成的逆温,称为辐射逆温。图2·35表明辐射逆温的生消过程。图中a为辐射逆温形成前的气温垂直分布情形;在晴朗无云或少云的夜间,地面很快辐射冷却,贴近地面的气层也随之降温。由于空气愈靠近地面,受地表的影响愈大,所以,离地

土壤湿度检测电路

北方民族大学实训报告 系(部、中心)电气信息工程学院 姓名莫文涛学号20120588 专业电子信息工程班级121班 同组人员丹20120575、文华20120606 课程名称专业课程综合实训系列Ⅰ 实训题目名称土壤湿度检测电路 起止时间2015年3月2日——2015年7月5日 成绩 指导教师签名 北方民族大学教务处制

教师评语:

土壤湿度检测电路的设计与制作 【摘要】 本设计主要的容是土壤湿度检测电路的设计与制作。该电路的工作原理是由AT89C51单片机和ADC0809组成系统的核心部分,湿度传感器将采集到的数据直接传送到ADC0809的IN端作为输入的模拟信号。选用湿度传感器和AD 转换,电路部包含有湿度采集、 AD转换、单片机译码显示等功能。单片机需要采集数据时,发出指令启动A/D 转换器工作,ADC0809根据送来的地址信号选通IN3通道,然后对输入的模拟信号进行转换,转换结束时,EOC输出高电平,通知单片机可以读取转换结果,单片机通过调用中断程序,读取转换后的数据。最后,单片机把采集到的湿度数据经过软件程序处理后送到LED数码管进行显示。 【关键词】湿度传感器\AD\转换\AT89C51

目录 一、设计方案选择 (5) 1、方框图 (5) 二、土壤湿度检测电路的单元电路 (6) 1、湿度采集 (6) 2、A/D转换与ADC0809 (7) 3、AT89C51单片机 (10) 三、源程序 (15) 四、LED数码管 (16) 五、软件调试 (17) 六、安装与调试 (18) 七、元器件清单 (20) 八、系统仿真 (20) 九、心得体会 (22)

湿度检测电路的设计报告

湿度检测电路的设计报告 目录 一、设计要求 (2) 二、设计的作用、目的 (2) 三、设计的具体实现 (2) 3.1 系统概述 (2) 3.2 单元电路设计、仿真与设计 (4) 3.3 PCB制版 (9) 四、心得体会及建议 (12) 五、附录 (14) 六、参考文献 (15)

一、设计要求 (1).分析各部分电路的原理,说明其作用。 (2).用Multisim仿真软件进行局部仿真。 (3).用Protel软件画原理图。 二、设计的作用、目的 (1). 进一步巩固和加强《模拟电子技术基础》课程的理论知识; (2). 基本掌握常用电子电路的一般设计方法,提高电子电路的设计能力; (3). 熟悉并学会选用电子元器件,了解电子产品研制开发过程; (4). 掌握电子电路中基本单元电路的构成原理; (5). 学会撰写课程设计总结报告,加强论文写作能力; (6). 通过查阅手册和文献资料,培养独立分析问题和解决问题的能力; (7). 培养创新能力和创新思维; 三、设计的具体实现 1.系统概述 (1) 系统框图

(2) 系统原理简述 湿度检测电路就是由H104R湿度传感器及集成运放所构成的电路器件等构成的电路。该电路是将交流电压加到湿度传感器上,它由振荡电路、缓冲器、整流电路、温度补偿差分放大电路、湿度输出放大电路、温度检测电路、温度输出放大电路等组成。该电路的电源电压为±l2V,振荡电路的振荡频率为1KHz。传感器特性补偿由R1、R2、R3完成。RH湿敏电阻H104R的温度系数为0.7%RH/℃。常用热敏电阻RT组成的电路作为温度补偿电路,用于温度检测,它和后级的温度放大电路同时取出相应的温度输出信号。从而可将湿度传感器取出的信号经过放大,并与热敏电阻的温度信号一起经也合成后输出相应的湿度信号。 (3) 原理图: 图2 湿度检测电路原理图 (4) 调试过程: 调整步骤:①调节电位器RP1,使al的振荡电压为4.5V;②用2Ok Ω假电阻替换热敏电阻RT;③用68kΩ假电阻替换湿度传感器H1O4R,调节电位器RP3,使U。1输出为4.0V;④将68kΩ假电阻换成7.OkΩ假电阻,调节电位器RP2,使湿度输出U。1,为8.0V;⑤重复③、④步骤2一3次,将电位器固定,湿度输出U。1为4·0V和8·0V,再将假电阻换成湿度传感器和热敏

土壤湿度的测定方法

土壤湿度的测定方法 国内外有很多土壤水分测定方法。具体方法列举如下:称重法,时域反射法(TDR),石膏法,红外遥感法,频域反射法/频域法(FDR/FD法),滴定法,电容法,电阻法,微波法,中子法, Karl Fischer法,γ射线法和核磁共振法等。 ①烘干法 烘干法是测定土壤水分最普遍的方法,也是标准方法。具体为:从野外获取一定量的土壤,然后放到105℃的烘箱中,等待烘干。其中烘干的标准为前后两次称重恒定不变。烘干后失去的水分即为土壤的水分含量。计算公式为土壤含水量=W/M*100%,M为烘干前的土壤重量,W为土壤水分的重量,即M与烘干后土壤重量M’的差值。称重法缺点是费时费力(需8小时以上),还需要干燥箱及电源,不适合野外作业。如果采用酒精燃烧法,由于需要翻炒多次,极为不便,不适合用于细粒土壤和含有有机物的土壤,且容易掉落土粒或燃烧不均匀而带来较大误差,而且需要取土测量,对土壤有破坏性。 ②TDR(Time Domain Reflectometry)法 TDR法是上世纪80年代发展起来的一种土壤水分测定方法,中文为时域反射仪。这种方法在国外应用相当普遍,国内才刚开始引进,当各部门都相当重视。TDR是一个类似于雷达系统的系统,有较强的独立性,其结果与土壤类型、密度、温度基本无关。而且还有很重要的一点就是,TDR能在结冰下测定土壤水分,这是其他

方法无法比拟的。另外,TDR能同时监测土壤水盐含量,且前后两次测量的结果几乎没有差别。这种测定方法的精确度可见一斑。 ③欧速土壤水分传感器直接测量法 因为TDR法设备昂贵,我公司开始用比TDR更为简单的方法来测量土壤的介电常数,而且测量时间更短,在经过特定的土壤校准之后,测量精度高,而且探头的形状不受限制,可以多深度同时测量,数据采集实现较容易。

HS1101湿度测量电路及程序

HS1101湿度测量电路及程序 HS1101湿度传感器采用专利设计的固态聚合物结构,具有响应时间快、高可靠性和长期稳定性特点,不需要校准的完全互换性。HS1101湿度传感器在电路中等效于一个电容器C,其电容随所测空气的湿度x增大而增大,在相对湿度为0%-100%RH的范围内,电容的容量由160pF变化到200pF,其误差不大于±2%RH,响应时间小于5s,温度系数为0.04pF/℃。 温度检测采用HS1101型温度传感器,HS1101是HUMIREL公司生产的变容式相对湿度传感器,采用独特的工艺设计。HS1101测量湿度采用将HS1101置于555振荡电路中,将电容值的变化砖换成电压频率信号,可以直接被微处理器采集。 设计的电路如图1所示。 555芯片外接电阻R57,R58与HS1101,构成对HS1101的充电回路。7端通过芯片内部的晶体管对地短路实现对HS1101的放电回路,并将引脚2,6端相连引入到片内比较器,构成一个多谐波振荡器,其中,R57相对于R58必须非常的小,但决不能低于一个最小值。R51是防止短路的保护电阻。 HS1101作为一个变化的电容器,连接2和6引脚。引脚作为R57的短路引脚。HS1101的等效电容通过R57和R58充电达到上限电压(近似于0.67 VCC,时间记为T1),这时555的引脚3由高电平变为低电平,然后通过R58开始放电,由于R57被7引脚内部短路接地,所以只放电到触发界线(近似于0.33 VCC,时间记为T2),这时555芯片的引脚3变为高电平。通过不同的两个电阻R19,R20进行传感器的不停充放电,产生方波输出。

充电、放电时间分别为 输出波形的频率和占空比的计算公式如下: 由此可以看出,空气相对湿度与555芯片输出频率存在一定线性关系。表2给出了典型频率湿度关系(参考点:25℃,相对湿度:55%,输出频率:6.208kHz)。可以通过微处理器采集555芯片的频率,然后查表即可得出相对湿度值。为了更好提高测量精度,将采用下位机负责采集频率,将频率值送入上位机进行分段处理。 单片机的将555OUT接到51T1脚上,部分程序如下:#include 牜来?栮#define uchar unsigned char uint #define unsigned int uchar tem0 , tem1; uchar temp0 , temp1; uint //初值f=0; /***************************************************************************** 名称:timer0() 中断一次。1 定时器,每50000us* 功能:* 入口参数: ****************************************************************************/interrupt 1 void timer0() {EA =0;TR0=0;TR1=0;OX4BFFH定时50000us TL0=0xFF; //重装值TH0=0x4B; //读数TL1; tem0 = = TH1; tem1 清零TL1=0x00; //定时器1TH1=0x00;f=1; //作标注位 TR0=1;TR1=1;EA=1;} /****************************************************************************timer1() 名称:* 555输出的频率,以计数相对湿度。* 功能:计数器,用于计数将* 入口参数: ****************************************************************************/中断,表示计数的频率溢出,超

湿度及其计算【内容充实】

什么是湿度(RH%)及计算公式 一、湿度定义 在计量法中规定,湿度定义为“物象状态的量”。日常生活中所指的湿度为相对湿度,用RH%表示。总言之,即气体中(通常为空气中)所含水蒸汽量(水蒸汽压)与其空气相同情况下饱和水蒸气量(饱和水蒸气压)的百分比。 二、湿度测量方法 湿度测量从原理上划分有二、三十种之多。但湿度测量始终是世界计量领域中著名的难题之一。一个看似简单的量值,深究起来,涉及相当复杂的物理—化学理论分析和计算,初涉者可能会忽略在湿度测量中必需注意的许多因素,因而影响传感器的合理使用。 常见的湿度测量方法有:动态法(双压法、双温法、分流法),静态法(饱和盐法、硫酸法),露点法,干湿球法和电子式传感器法。 三、绝对湿度和相对湿度、露点 湿度很久以前就与生活存在着密 切的关系,但用数量来进行表示较为困难。对湿度的表示方法有绝对湿度、相对湿度、露点、湿气与干气的比值(重量或体积)等等。 ?绝对湿度是指每立方米的空气中含有水蒸气的质量。 ?相对湿度(Relative Humidity,缩写为RH)是指水蒸气在空气中达到饱和的程度,饱和时为100%RH。当绝对湿度不变时温度越高相对湿度越小。当空气中的含水量没有达到饱和状态,实际含水量与饱和含水量的比值就是相对湿度。相对湿度达到100%,水就不会再自然蒸发了。温度不同,饱和水量也不同,温度越高,容纳的水越多,温度降低了,空气中不能容纳原来那麽多的水了就会出现结露。 ?凝露是当空气湿度达到一定饱和程度时,在温度相对较低的物体上凝结的一种现象。 湿度是普遍存在的,而凝露只是湿度达到一定程度时的一种特殊现象。 四、相对湿度RH%的计算公式

温度与相对湿度要点

温度与相对湿度、绝对湿度、饱和湿度的关系 绝对湿度 (1)定义或解释 ①空气里所含水汽的压强,叫做空气的绝对湿度。 ②单位体积空气中所含水蒸汽的质量,叫做空气的绝对湿度。 (2)单位 绝对湿度的单位习惯用毫米水银柱高来表示。也常用l 立方米空气中所含水蒸汽的克数来表示。 (3)说明 ①空气的干湿程度和单位体积的空气里所含水蒸汽的多少有关,在一定温度下,一定体积的空气中,水汽密度愈大,汽压也愈大,密度愈小,汽压也愈小。所以通常是用空气里水蒸汽的压强来表示湿度的。 ②湿度是表示空气的干湿程度的物理量。空气的湿度有多种表示方式,如绝对湿度,相对湿度、露点等。 相对湿度 2 5 4P su x =? (1)定义或解释 ①空气中实际所含水蒸汽密度和同温度下饱和水蒸汽密度的百分比值,叫做空气的相对湿度。 ②在某一温度时,空气的绝对湿度,跟在同一温度下的饱和水汽压的百分比值,叫做当时空气的相对湿度。 (2)说明 ①实际上碰到许多跟湿度有关的现象并不跟绝对湿度直接有关,而是跟水汽离饱和状态的程度有直接关系,因此提出了一个能表示空气中的水汽离开饱和程度的新概念——相对湿度。也是空气湿度的一种表示方式。 ②由于在温度相同时,蒸汽的密度和蒸汽压强成正比,所以相对湿度通常就是实际水蒸汽压强和同温度下饱和水蒸汽压强的百分比值。 露点 (1)定义或解释 ①使空气里原来所含的未饱和水蒸汽变成饱和时的温度,叫做露点。 ②空气的相对湿度变成100%时,也就是实际水蒸汽压强等于饱和水蒸汽压强时的温度,叫做露点。 (2)单位 习惯上,常用摄氏温度表示。 (3)说明 ①人们常常通过测定露点,来确定空气的绝对湿度和相对湿度,所以露点也是空气湿度的一种表示方式。例如,当测得了在某一气压下空气的温度是20℃,露点是12℃那么,就可从表中查得20℃时的饱和蒸汽压为17.54mmHg ,12℃时的饱和蒸汽压为lO.52mmHg 。则此时:空气的绝对湿度p=10.52mmHg , 空气的相对湿度.B=(10.52/17.54)×100%=60%。 采用这种方法来确定空气的湿度,有着重大的实用价值。但这里很关键的一点,要求学生学会露点的测定方法。 ②露点的测定,在农业上意义很大。由于空气的湿度下降到露点时,空气中的水蒸汽就凝结成露。如果露点在O℃以下,那末气温下降到露点时,水蒸汽就会直接凝结成霜。知道了露点,可以预报是否发生霜冻,使农作物免受损害。 ⑨气温和露点的差值愈小,表示空气愈接近饱和。气温和露点接近,也就是此时的相对湿度百分比值大,人们感觉气候潮湿;气温和露点差值大,即此时的相对湿度百分比值小,人们感觉气候干燥。人体感到适中的相对湿度是60~70%。 ④严格地说,露点时的饱和汽压和空气当时的水汽压强是不相等的。

温湿度检测系统的设计与实现

无线传感网络技术 课程实训 温湿度检测系统的设计与实现院(系)名称电子与信息工程学院 专业班级 学号 学生姓名 指导教师 起止时间:2017.6.26—2017.7.14

课程设计(论文)任务及评语 院(系):电子与信息工程学院教研室:软件工程

目录 第1章绪论 0 1.1系统的开发背景 0 1.2开发工具 0 第2章需求分析 (1) 2.1调研情况 (1) 2.2 模块划分 (1) 2.3 系统原理图 (1) 2.4 系统性能需求 (1) 第3章系统概要设计 (2) 3.1系统总体结构设计 (2) 3.2模块的创建 (2) 第4章硬件设计 (3) 4.1 DHT11温度湿度传感器电路设计 (3) 4.2 晶振电路和复位电路设计 (3) 4.3 LED数码显示模块设计 (3) 4.4 报警模块设计 (4) 4.5 主程序设计 (4) 4.6 LED显示子程序设计 (4) 第5章系统的测试 (6) 5.1 系统安装接线图 (6) 5.2 调试与结果 (6) 第6章总结 (6) 参考文献 (7) 附录程序 (8)

第1章绪论 1.1系统的开发背景 随着科学技术的快速发展,人类社会已取得了巨大进步!在居家生活、工农业生产、环保、气象、国防、科研、航天等部门,经常需要对环境中的湿度和温度进行测量及控制。传统的方法是用温度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材,通过人工进行检测,对不符合温度和湿度要求的场所进行换气、降温和去湿等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低,且测试的温度及湿度误差大,随机性相对较大。随着生产的发展急需一个含有微型计算机或微处理器的测量仪器,由于它拥有对数据存储,运算逻辑判断及自动化的功能,有着智能作用等优点,一个低成本和具有较高精度的温度湿度检测器将在许多领域代替人工操作,自动不间断检测环境温度和湿度。目前市场上普遍存在的温湿度检测仪器大都是单点测量,而且温湿度信息传递不及时,精度达不到要求,不利于控制者根据温度、湿度变化及时做出决定。为此,本设计开发了一种能够同时测量多点,并实时性高、精度高,通过显示器显示温湿度信息,并能进行温湿度超限报警的测控产品。 本文设计的是基于单片机的室内温湿度检测与报警系统,运用温湿度传感器进行温度和湿度的检测,该仪器具有测量精度较高、硬件电路简单、并能很好的进行显示,可测试一定范围室内环境温湿度的特点。省去了人工检测的繁琐、耗时的过程,随时通过检测器的显示器进行读数,既方便,又快捷。 1.2开发工具 STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS八位微控制器,具有8K在系统可编程Flash 存储器,使用ATMEL公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。 LED数码管是现在电子设计中使用相当普遍的一种显示设备,每个数码管由7个发光二极管按照一定的排列结构组成,根据七个发光二极管的正负极连接不同,又分为共阴极数码管和共阳极数码管两种,选择的数码管不同,程序设计上也有一定的差别。 编程采用Keil C 软件,使用C语音。

自动检测课程设计报告

课程设计报告湿度传感器及应用

摘要 在现代社会信息科技的不断迅速发展中,计算机技术、网络技术和传感器技术的高速更新,使得湿度的测量正朝着自动化、智能化、网络化发展。随着2011年物联网作为新兴产业列入国家发展战略,传感器技术作为物联网的最前端—感知层,在其发展中占了举足轻重的地位。而湿度作为日常生产、生活中最重要的参数之一,它的检测在各种环境,各个领域都对起了重要作用。 湿度是表示空气中水蒸气含量的物理量,湿度传感器是指检测外界环境湿度的传感器,它将所测环境湿度转换为便于处理、显示、记录的电(频率)信号等。它与人们的生产、生活密切相关。湿度的检测广泛应用于工业、农业、国防、科技、生活等各个领域。例如,集成电路的生产车间相对湿度低于30%时,容易产生静电感应而影响生产;粉尘大的车间由于湿度小产生静电易发生爆炸;纺织厂的湿度低于65~70%RH时会断线。它是一类重要的化学传感器,在仓贮、工业生产、过程控制、环境监测、家用电器、气象等方面有着广泛的应用。 测量电路由湿度传感器,差动放大器,同相加法放大器等主电路组成;为了实现温度补偿功能,选择铂电阻温度传感器采集环境温度,通过转换电桥和差动放大,输入同相加法器实现加法运算,补偿环境温度对湿度传感器的影响,其中转换电桥工作电压由差动放大器输出电压通过电压跟随器提供。 应用IH3605型温度传感器与集成运放设计测量湿度的电路,测量相对湿度(RH)的范围为0%~l00%,电路输出电压为0~10V。要求测量电路具有调零功能和温度补偿功能。使用环境温度为0℃~85℃。 本次设计的是湿度传感器,主要对湿度传感器的工作原理、组成结构加以论述,并对其测量原理图进行分析,进而使我们能够更深层的对湿度传感器进行理解;除此之外,在本次设计中也简要介绍了湿度传感器的相关特性以及参数如何选择,以便于用户能够正确选用相应的种类和型号。 另外,我又结合了实际案例对湿度传感器的应用技术和应用领域加以分析,并概括了其日后的发展趋势。 关键词:工作原理;组成结构;测量原理图;特性及参数选择;应用;发展趋势

基于湿敏电阻实现湿度测量电路的设计概要

中北大学 课程设计说明书 学生姓名:杨伟光学号:0805014125 学院:信息与通信工程学院 专业:电子信息科学与技术 题目:基于湿敏电阻实现湿度测量电路的设计 指导教师:程耀瑜职称: 教授 李文强职称: 讲师 2011 年 1 月 7 日

中北大学 课程设计任务书 2010/2011 学年第一学期 学院:信息与通信工程学院 专业:电子信息科学与技术 学生姓名:杨伟光学号:0805014125 课程设计题目:基于湿敏电阻实现湿度测量电路的设计起迄日期:12月26日~1月7日 课程设计地点:中北大学 指导教师:程耀瑜,李文强 系主任:程耀瑜 下达任务书日期: 2010 年 12 月 26 日

目录 1 设计目的 (1) 2 设计意义 (1) 3 湿度的定义与测量方法 (1) 3.1 湿度的定义 (1) 3.2 湿度的测量方法 (1) 4. CHR-01型湿敏电阻 (2) 4.1 CHR-01型湿敏电阻的工作原理 (2) 4.2 CHR-01型湿敏电阻的性能参数 (2) 4.3 CHR-01湿敏电阻的外形尺寸及内部结构示意图 (3) 4.4使用湿敏电阻注意的问题 (3) 5. 实验所用芯片简介 (4) 5.1 OP07AJ简介 (4) 5.2 555定时器简介 (5) 6. 湿度测量方案简介 (6) 7. 电路工作原理 (6) 7.1 由运算放大器构成的湿度检测电路工作原理 (6) 7.2 由555定时器构成的湿度检测电路工作原理 (7) 8. 湿度测量电路原理图与仿真结果 (9) 8.1 由运算放大器构成的湿度检测电路原理图 (9) 8.2 由运算放大器构成的湿度检测电路仿真结果 (10) 8.3 由555定时器构成的湿度检测电路原理图 (11) 8.4 由555定时器构成的湿度检测仿真结果 (12) 9. 实验数据采集与分析 (13) 10. 实验总结与感想 (14) 附录一所需元器件清单 (16) 附录二参考文献 (17)

几种土壤湿度传感器

悬赏分:20 - 解决时间:2010-5-25 22:13 湿度传感器原理 提问者:YLQ - 二级 最佳答案 湿度传感器原理 湿度传感器 2009-04-29 20:50:36 阅读991 评论0 字号:大中小 湿敏元件是最简单的湿度传感器。湿敏元件主要有电阻式、电容式两大类。 湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜,当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时,元件的电阻率和电阻值都发生变化,利用这一特性即可测量湿度。 湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的,常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时,湿敏电容的介电常数发生变化,使其电容量也发生变化,其电容变化量与相对湿度成正比。 电子式湿敏传感器的准确度可达2-3%RH,这比干湿球测湿精度高。 湿敏元件的线性度及抗污染性差,在检测环境湿度时,湿敏元件要长期暴露在待测环境中,很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。这方面没有干湿球测湿方法好。下面对各种湿度传感器进行简单的介绍。 1、氯化锂湿度传感器 (1)电阻式氯化锂湿度计 第一个基于电阻-湿度特性原理的氯化锂电湿敏元件是美国标准局的研制出来的。这种元件具有较高的精度,同时结构简单、价廉,适用于常温常湿的测控等一系列优点。 氯化锂元件的测量范围与湿敏层的氯化锂浓度及其它成分有关。单个元件的有效感湿范围一般在20%RH 以内。例如%的浓度对应的感湿范围约为(80~100)%RH ,%的浓度对应范围是(60~80)%RH 等。由此可见,要测量较宽的湿度范围时,必须把不同浓度的元件组合在一起使用。可用于全量程测量的湿度计组合的元件数一般为5个,采用元件组合法的氯化锂湿度计可测范围通常为(15~100)%RH,国外有些产品声称其测量范围可达(2 ~100)%RH 。 (2)露点式氯化锂湿度计 露点式氯化锂湿度计是由美国的 Forboro 公司首先研制出来的,其后我国和许多国家都做了大量的研究工作。这种湿度计和上述电阻式氯化锂湿度计形式相似,但工作原理却完全不同。简而言之,它是利用氯化锂饱和水溶液的饱和水汽压随温度变化而进行工作的。 2、碳湿敏元件 碳湿敏元件是美国的和于1942年首先提出来的,与常用的毛发、肠衣和氯化锂等探空元件相比,碳湿敏元件具有响应速度快、重复性好、无冲蚀效应和滞后环窄等优点,因之令人瞩目。我国气象部门于70年代初开展碳湿敏元件的研制,并取得了积极的成果,其测量不确定度不超过±5%RH ,时间常数在正温时为2~3s,滞差一般在7%左右,比阻稳定性亦较好。 3、氧化铝湿度计

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