一種染整烘房濕度檢測電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種染整烘房濕度檢測電路。本實用新型包括振蕩和緩沖電路、傳感器線性補償電路、跟隨和隔離電路、整流和濾波電路、溫度補償差分放大電路、濕度輸出放大電路。振蕩和緩沖電路采用RC正弦振蕩電路。傳感器線性補償電路采用電阻R6、R7、R8近似進行線性補償。跟隨隔離電路起到阻抗變換和隔離緩沖作用。傳感器輸出的信號經(jīng)過整流和濾波，把交流電變?yōu)橹绷麟?，最后濕敏電阻在正弦信號的?qū)動下將直流信號和溫度補償電路產(chǎn)生的直流補償信號經(jīng)過差模放大電路疊加到一起輸出載有濕度的精確信號。實用新型采用結(jié)型場效應管JFET自動穩(wěn)定電壓幅度，同時采用溫度補償，非線性補償?shù)雀黜椉夹g(shù)，實現(xiàn)了電路的優(yōu)化設(shè)計。
【專利說明】一種染整烘房濕度檢測電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于工業(yè)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種電路，具體涉及一種染整烘房濕度檢測電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在染整工業(yè)的后整理過程中，高溫烘干定形環(huán)節(jié)對烘房內(nèi)的濕度要求尤其嚴格。如果濕度控制不穩(wěn)定，或不滿足所生產(chǎn)布料所要求的條件，就可能導致生產(chǎn)線上的布料出現(xiàn)質(zhì)量問題，影響產(chǎn)品的效果。
[0003]以前大多數(shù)印染廠采用手動調(diào)節(jié)方式控制烘房內(nèi)的濕度，具體來說，就是通過控制設(shè)備頂部的排氣風機調(diào)節(jié)濕度。排氣管道上裝有手動的調(diào)節(jié)閥門。當設(shè)備內(nèi)的濕度過大時，調(diào)節(jié)閥門角度使通風量增大，這樣就降低了設(shè)備內(nèi)的濕度。反之，用相反的辦法使通風量減少。這種做法只能從經(jīng)驗的角度大概知道烘箱內(nèi)的濕度。難免誤差較大，而且能源浪
費嚴重。
[0004]采用自動化的智能檢測手段，不僅可以提高控制濕度的準確度，而且也能很大程度上節(jié)約能源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種染整烘房濕度檢測電路。
[0006]本實用新型包括振蕩和緩沖電路、傳感器線性補償電路、跟隨和隔離電路、整流和濾波電路、溫度補償差分放大電路、濕度輸出放大電路。
[0007]振蕩和緩沖模塊由第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第一滑動變阻器RP1、第二滑動變阻器RP2、第三滑動變阻器RP3、第四滑動變阻器RP4、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第一運算放大器Al、第一二極管D1、第一直流電源VCC組成和結(jié)型場效應管CS126組成。第一電阻Rl的一端和第一電容Cl的一端接地，第一電阻Rl的另一端接第二滑動變阻器RP2的一端，第一電容Cl的另一端接第二滑動變阻器RP2的另一端，之后接第二電容C2的一端和第一運算放大器Al的負向端。第二電容C2另一端接第二電阻R2的一端，第二電阻R2另一端接第一滑動變阻器RPl的一端。第一滑動變阻器RPl另一端接第一運算放大器Al輸出端。第一直流電源VCC接第一運算放大器Al的電源接入端。第三電阻R3—端接結(jié)型場效應管CS126的漏極，另一端接第三滑動變阻器RP3的一端和第一運算放大器Al的正輸入端。第三滑動變阻器RP3另一端接第一運算放大器Al輸出端。第一二極管Dl的陰極接振蕩和緩沖模塊中第一運算放大器Al輸出端，陽極接第五電阻R5的一端，第五電阻R5的另一端接第四電阻R4 —端和第三電容C3的負極。第四電阻R4另一端接第四滑動變阻器RP4 —端，第三電容C3正極接地。第四滑動變阻器RP4另一端接地。第四滑動變阻器RP4滑片接結(jié)型場效應管CS126的柵極。結(jié)型場效應管CS126的源極接地。
[0008]傳感器線性補償模塊由第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8和作為濕度傳感器的濕敏電阻H104R組成。第六電阻的一端接第一運算放大器Al的輸出端輸出的電壓,另一端同時接第七電阻R7的一端和第八電阻R8的一端，第八電阻R8另一端接濕敏電阻H104R的一端，第七電阻R7的另一端和濕敏電阻H104R的另一端同接地。
[0009]跟隨隔離模塊由第四電容C4、第二運算放大器A2組成。第四電容C4的一端接傳感器線性補償模塊中第六電阻R6的一端，另一端接地和第二運算放大器A2的正向輸入端。第二運算放大器的負向輸入端與第二運算放大器的輸出端相接。
[0010]整流和濾波模塊由第二二極管D2、第五電容C5、第九電阻R9組成。第二二極管的正向輸入端接跟隨隔離模塊中第二運算放大器A2的輸出端，另一端接第五電容C5的一端和第九電阻R9的一端，第九電阻R9的另一端和第五電容的另一端同接地。
[0011]溫度補償模塊由第三運算放大器A3、第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻Rl2、第十三電阻Rl3、第五滑動變阻器RP5、溫敏電阻RT、第二直流電源VCC組成。第十電阻RlO 一端接第二直流電源VCC，另一端接第五滑動變阻器RP5的一端，第五滑動變阻器的另一端接第十一電阻Rll的一端，第十一電阻的另一端接地。第五滑動變阻器滑片接第三運算放大器A3的正向輸入端。第十二電阻R12 —端接地，另一端接第三運算放大器A3反向輸入端、第十三電阻R13的一端和溫敏電阻RT的一端。第十三電阻R13的另一端、溫敏電阻RT的另一端接第三運算放大器輸出端。
[0012]放大輸出模塊由第十四電阻R14、第十五電阻R15、第四運算放大器A4、第十六電阻R16、第十七電阻R17組成。第十六電阻R16 —端接整流和濾波電路中第二二極管D2的輸出端，另一端接第四運算放大器反向輸入端及第十七電阻R17—端，第十七電阻R17的另一端接第四運算放大器A4輸出端。第十四電阻的一端接溫度補償電路中第三運算放大器A3的輸出端。第十四電阻的另一端和第十五電阻的一端接第四運算放大器A4的正向輸入端，第十五電阻R15的另一端接地，第四運算放大器A4輸出端輸出對應于濕度的電壓信號。
[0013]本實用新型采用結(jié)型場效應管JFET自動穩(wěn)定電壓幅度，同時采用溫度補償，非線性補償?shù)雀黜椉夹g(shù)，實現(xiàn)了電路的優(yōu)化設(shè)計。測量結(jié)果比一般的測量電路更加準確，能有效消除溫度的影響，抗干擾性強。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為總體電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為振蕩和穩(wěn)幅電路。
[0016]圖3為傳感器線性補償電路。
[0017]圖4為跟隨隔離電路。
[0018]圖5為整流和濾波電路。
[0019]圖6為溫度補償電路。
[0020]圖7為放大輸出電路。
【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0022]電路工作流程如圖1所示。整個電路包括振蕩和穩(wěn)幅模塊、線性補償模塊、跟隨隔離模塊、整流濾波模塊、溫度補償模塊和放大輸出模塊。[0023]電路中的核心部件一傳感器，采用RH濕敏電阻H104R，此感知元件為阻抗型濕敏元件，當外界濕度變化時，元件的電阻會隨著變化，繼而會影響到電路中的輸出電壓。根據(jù)濕敏電阻的特性可知電壓和電阻之間的關(guān)系。這樣，輸出電壓就是攜帶了濕度信號。
[0024]振蕩和穩(wěn)幅模塊如圖2。此部分由第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第一滑動變阻器RP1、第二滑動變阻器RP2、第三滑動變阻器RP3、第四滑動變阻器RP4、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第一運算放大器Al、第一二極管D1、第一直流電源VCC、結(jié)型場效應管CS126組成。第一電阻的一端和第一電容的一端接地，Rl的另一端接第二滑動變阻器的一端，Cl的另一端接RP2的另一端。RP2另一端和第二電容C2的一端接第一運算放大器的負向端。C2另一端接第二電阻R2的一端,R2另一端接第一滑動變阻器RPl的一端。RPl另一端接Al輸出端。第一直流電源VCC接Al的電源接入端。
[0025]如2圖，調(diào)整RPl和RP2，可以產(chǎn)生不同頻率的振蕩信號。經(jīng)過計算可以知道，當放大系數(shù)大約為3，反饋系數(shù)為1/3時，電路的振蕩達到穩(wěn)定狀態(tài)，且振蕩頻率與R1、R2、RP1、RP2、C1、C1的值均有關(guān)。選取特定的值，即可達到期望的振蕩頻率。正常工作時，輸出電壓經(jīng)過二極管Dl整流和R5、C3濾波后，通過R4、R5和RP4為JFET柵極提供控制電壓。幅值增大，JEFT的漏源電壓變?yōu)樨?，漏源電阻隨之自動增大加強負反饋。反過來同理。由此自動穩(wěn)幅。
[0026]如圖3所示，傳感器線性補償模塊由第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8和作為濕度傳感器的濕敏電阻H104R組成。第六電阻的一端接第一運算放大器Al的輸出端輸出的電壓，另一端同時接第七電阻R7的一端和第八電阻R8的一端，第八電阻R8另一端接濕敏電阻H104R的一端， 第七電阻R7的另一端和濕敏電阻H104R的另一端同接地。濕度傳感器的感濕特征量與相對濕度之間非線性關(guān)系，需要經(jīng)過變換，使感濕特征量與相對濕度之間的關(guān)心先線性化。濕敏電阻的線性補償是利用與其它濕度系數(shù)小的電阻進行串并聯(lián)來實現(xiàn)的。
[0027]跟隨隔離模塊如圖4所示。此部分由第四電容C4、第二運算放大器A2組成。第四電容C4的一端接電阻R6 —端，另一端接地和接第二運算放大器的正向輸入端。A2的負端口與其輸出端相接。
[0028]電壓跟隨器的輸入阻抗很大，而輸出阻抗很小，因而帶負載能力大大增強。另一方面，此部分由起到隔離緩沖的作用。
[0029]整流和濾波模塊如圖5所示。此部分由第二二極管D2、第五電容C5、第九電阻R9組成。第二二極管的正向輸入端接第二運算放大器A2的輸出端，另一端接第五電容C5的一端和第九電阻R9的一端，第九電阻R9的另一端和C5的另一端同接地。
[0030]溫度補償模塊如圖6所示。此部分由第三運算放大器A3、第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第五滑動變阻器RP5、溫敏電阻RT、第二直流電源VCC組成。第十電阻RlO —端接第二直流電源VCC，另一端接第五滑動變阻器RP5的一端，RP5的另一端接第十一電阻Rll的一端，Rll的另一端接地。RP5滑片接第三運算放大器A3的正向輸入端。第十二電阻R12 —端接地，另一端接A3反向輸入端、第十三電阻R13的一端和溫敏電阻RT的一端。第十三電阻R13的另一端接A3輸出端。
[0031]放大輸出模塊如圖7所示。此部分由第十四電阻R14、第十五電阻R15、第四運算放大器A4、第十六電阻R16、第十七電阻R17組成。第十六電阻R16 —端接第二二極管的輸出端，另一端接第四運算放大器反向輸入端，第十七電阻R17 —端接第十六電阻一端，另一端接A4輸出端。第十四電阻的一端接溫敏電阻RT的一端和第十三電阻R13—端。R14的另一端和R15的一端接第三運算放大器的正向輸入端，R15的另一端接地。
[0032]因為本實用新型采用的濕度傳感器的限制，電路中的前級供電必須為交流電。因此，首先應有振蕩電路。振蕩電路采用RC正弦振蕩電路，包括放大電路、選頻網(wǎng)絡(luò)、正反饋網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅網(wǎng)絡(luò)四個部分。這一部分產(chǎn)生頻率為1KHZ，電壓為4.5V的正弦交流電壓。穩(wěn)定電壓一般采用非線性電阻法，本實用新型利用JFET工作在可變電阻區(qū)的原理達到自動穩(wěn)幅的目的。傳感器一般有一定程度的非線性，所以必須加入線性補償環(huán)節(jié)。如圖，采用電阻R6、R7、R8近似進行線性補償。接下來是跟隨隔離電路，主要起到阻抗變換和隔離緩沖的作用。傳感器輸出的信號還要經(jīng)過整流和濾波，把交流電變?yōu)橹绷麟?，以便后續(xù)處理。通常情況下，濕度傳感器的電阻等會因為溫度的變化而變化，需要設(shè)計特定的電路對溫度的影響加以補償。最后，濕敏電阻在正弦信號的驅(qū)動下經(jīng)過跟隨器、整流濾波電路所產(chǎn)生的直流信號和溫度補償電路產(chǎn)生的直流補償信號經(jīng)過差模放大電路疊加到一起輸出載有濕度的精確號。
【權(quán)利要求】
1.一種染整烘房濕度檢測電路，包括振蕩和緩沖電路、傳感器線性補償電路、跟隨和隔離電路、整流和濾波電路、溫度補償差分放大電路、濕度輸出放大電路，其特征在于: 振蕩和緩沖模塊由第一電阻(R1)、第二電阻(R2)、第三電阻(R3)、第四電阻(R4)、第五電阻(R5)、第一滑動變阻器(RP1)、第二滑動變阻器(RP2)、第三滑動變阻器(RP3)、第四滑動變阻器(RP4)、第一電容(Cl)、第二電容(C2)、第三電容(C3)、第一運算放大器(Al)、第一二極管(D1)、第一直流電源(VCC)組成和結(jié)型場效應管(CS126)組成；第一電阻(Rl)的一端和第一電容(Cl)的一端接地,第一電阻(Rl)的另一端接第二滑動變阻器(RP2)的一端，第一電容(Cl)的另一端接第二滑動變阻器(RP2)的另一端，之后接第二電容(C2)的一端和第一運算放大器(Al)的負向端；第二電容(C2)另一端接第二電阻(R2)的一端，第二電阻(R2)另一端接第一滑動變阻器(RPl)的一端；第一滑動變阻器(RPl)另一端接第一運算放大器(Al)輸出端；第一直流電源(VCC)接第一運算放大器(Al)的電源接入端；第三電阻(R3) —端接結(jié)型場效應管(CS126)的漏極，另一端接第三滑動變阻器(RP3)的一端和第一運算放大器(Al)的正輸入端；第三滑動變阻器(RP3)另一端接第一運算放大器(Al)輸出端；第一二極管(Dl)的陰極接振蕩和緩沖模塊中第一運算放大器(Al)輸出端，陽極接第五電阻(R5)的一端，第五電阻(R5)的另一端接第四電阻(R4) —端和第三電容(C3)的負極；第四電阻(R4)另一端接第四滑動變阻器(RP4) —端，第三電容(C3)正極接地；第四滑動變阻器(RP4)另一端接地；第四滑動變阻器(RP4)滑片接結(jié)型場效應管(CS126)的柵極；結(jié)型場效應管(CS126)的源極接地； 傳感器線性補償模塊由第六電阻(R6)、第七電阻(R7)、第八電阻(R8)和作為濕度傳感器的濕敏電阻(H104R)組成；第六電阻的一端接第一運算放大器(Al)的輸出端輸出的電壓，另一端同時接第七電阻(R7)的一端和第八電阻(R8)的一端，第八電阻(R8)另一端接濕敏電阻(H104R)的一端 ，第七電阻(R7)的另一端和濕敏電阻(H104R)的另一端同接地；跟隨隔離模塊由第四電容(C4)、第二運算放大器(A2)組成；第四電容(C4)的一端接傳感器線性補償模塊中第六電阻(R6)的一端，另一端接地和第二運算放大器(A2)的正向輸入端；第二運算放大器的負向輸入端與第二運算放大器的輸出端相接； 整流和濾波模塊由第二二極管(D2)、第五電容(C5)、第九電阻(R9)組成；第二二極管的正向輸入端接跟隨隔離模塊中第二運算放大器(A2)的輸出端，另一端接第五電容(C5)的一端和第九電阻(R9)的一端，第九電阻(R9)的另一端和第五電容的另一端同接地； 溫度補償模塊由第三運算放大器(A3)、第十電阻(R10)、第十一電阻(R11)、第十二電阻(R12)、第十三電阻(R13)、第五滑動變阻器(RP5)、溫敏電阻(RT)、第二直流電源(VCC)組成；第十電阻(RlO)—端接第二直流電源(VCC)，另一端接第五滑動變阻器(RP5)的一端，第五滑動變阻器的另一端接第十一電阻(Rll)的一端，第十一電阻的另一端接地；第五滑動變阻器滑片接第三運算放大器(A3)的正向輸入端；第十二電阻(R12)—端接地，另一端接第三運算放大器(A3)反向輸入端、第十三電阻(R13)的一端和溫敏電阻(RT)的一端；第十三電阻(R13)的另一端、溫敏電阻(RT)的另一端接第三運算放大器輸出端； 放大輸出模塊由第十四電阻(R14)、第十五電阻(R15)、第四運算放大器(A4)、第十六電阻(R16)、第十七電阻(R17)組成；第十六電阻(R16) —端接整流和濾波電路中第二二極管(D2)的輸出端，另一端接第四運算放大器反向輸入端及第十七電阻(R17)—端，第十七電阻(R17)的另一端接第四運算放大器(A4)輸出端；第十四電阻的一端接溫度補償電路中第三運算放大器(A3)的輸出端；第十四電阻的另一端和第十五電阻的一端接第四運算放大器(A4)的正向輸入端，第十五電阻(R15)的另一端接地，第四運算放大器(A4)輸出端輸出對應于濕度的電壓信號。
【文檔編號】G01N27/04GK203705385SQ201320835800
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】陳云, 郭闖, 魯仁全, 周曉慧 申請人:杭州電子科技大學