基于MXT8051的低成本高性能溫濕度記錄儀的設(shè)計(jì)

　　溫度檢測(cè)電路

　　由于本項(xiàng)目設(shè)計(jì)目標(biāo)為測(cè)量范圍-40℃～100℃，測(cè)量精度±0.5℃，分辨率為±0.1℃，基于性價(jià)比等各方面考慮，采用線性度相對(duì)較好的PT100作為本項(xiàng)目的溫度傳感器。它具有高精度、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

　　溫度測(cè)量采用恒流源測(cè)溫方式，測(cè)量調(diào)理電路如圖2、圖3所示，采用MXT8051的片上資源。

　　如圖2所示，利用OP0、VREF1、VREF2和外部電阻820Ω構(gòu)成恒流源為傳感器PT100供電。

　　如圖3所示，OP1、OP2與可控電阻網(wǎng)絡(luò)一起組成一個(gè)差分輸入的PGA。OP3起調(diào)零的作用。兩個(gè)可調(diào)電阻由RESCON控制，且具有相同的阻值，調(diào)節(jié)范圍為100KΩ～355KΩ。

　　OP2的輸出為： VOP20=VREF1+(21+0.2×RESCON)×(VOP21- VOP11) (1)

　　其中RESCON為特殊功能寄存器RESCON的值。

　　OP3的輸出為： VOP30=2×[VREF1+(21+0.2×RESCON)]×(VOP21- VOP11)-VDAC (2)

　　通過(guò)AD通道3測(cè)量OP3的輸出電壓，計(jì)算出相應(yīng)的PT100電阻值，查表得出實(shí)際檢測(cè)的溫度。

　　濕度檢測(cè)電路

　　本文采用的濕度傳感器是Honeywell公司生產(chǎn)的HIH-4000。這是具有激光調(diào)整互換型容性變化的單片集成電路，其輸出電壓與RH值呈線性關(guān)系，精度高，響應(yīng)時(shí)間快，漂移小, 典型工作電流僅為200mA，令HIH-4000 系列非常適合低功耗，電池工作的系統(tǒng)。在標(biāo)準(zhǔn)工作電壓(DC5V)和標(biāo)準(zhǔn)室溫(25℃)下，隨著RH值從0%到100%，對(duì)應(yīng)的輸出電壓從0.96V到3.90V。本記錄儀使用單節(jié)鋰電池供電，而HIH-4000最佳工作電壓是5V，因此采用AIC1896進(jìn)行升壓。使用AD通道1測(cè)量HIH-4000的工作電壓，AD通道2測(cè)量濕度輸出電壓，因?yàn)锳D的參考電壓是1.26V，所以需要用300KΩ和100KΩ電阻進(jìn)行分壓。濕度調(diào)理電路如圖4所示。

　　此時(shí)，相對(duì)濕度值計(jì)算公式如下：

　　RH=(V輸出/V供電-0.16)/0.0062 (3)

　　V輸出是HIH-4000的濕度輸出電壓，V供電是HIH-4000的工作電壓。