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Numeral Value Revise Method of 1wire Temperature andRelative 
Humidity Sensor

WANG Yu, HE Weiren

(Shenyang Mlue Electronic Tech Institute, Shenyang 110032, China)

　　Abstract: By deriving, the numeral value revise method of 1wiretemperature and relative humidity sensor is presented in this paper.
　　Key words: relative humidity; nonvolatile user memory; saturatedsalt method; revise value

1一線相對(duì)濕度傳感器與讀出儀表
　　美國(guó)DALLAS Semiconductor公司介紹DS2438應(yīng)用實(shí)例時(shí)推薦了圖1所示的一線溫濕度傳感器電路。圖中HIH3610是Honeywell生產(chǎn)的電壓輸出的三端集成濕度傳感器；它具有線性度好、精度高、性能穩(wěn)定、0～99%RH非凝結(jié)態(tài)全范圍可測(cè)量等突出優(yōu)點(diǎn)。HIH3610的電壓輸出為：

　　V_out=V_supply｛0.0062(sensorRH)+0.16｝(1)
　　其中：V_out是從DS2438in測(cè)得的電壓值，V_supply是實(shí)測(cè)供電電壓值，sensorRH是環(huán)境溫度在25℃時(shí)的相對(duì)濕度。溫度補(bǔ)償關(guān)系為：
　　RH=(sensorRH)/(1.0546-0.00216T)(2)
　　RH為經(jīng)過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)臐穸戎担?/span>T為實(shí)際環(huán)境溫度值。
　　圖1中，DS2438是具有一線總線通訊接口的10位A/D轉(zhuǎn)換器，片內(nèi)包含一個(gè)高分辨率的數(shù)字溫度傳感器，它可用于濕度傳感器的溫度補(bǔ)償。供電電壓在2.4V～10.0V之間。內(nèi)部留有40字節(jié)的非易失性用戶存貯器。因?yàn)闈穸葌鞲衅鳟a(chǎn)品的參數(shù)分布具有一定的離散性，Honeywell公司在環(huán)境溫度為25℃時(shí)，對(duì)每只傳感器的兩點(diǎn)電壓進(jìn)行測(cè)量標(biāo)定，并提供給用戶作計(jì)算依據(jù)：
　　(1)電源電壓為5V時(shí)，環(huán)境濕度為0%RH時(shí)的零點(diǎn)補(bǔ)償電壓輸出V₀。
　　(2)氯化鈉飽和溶液容器內(nèi)空氣相對(duì)濕度平衡點(diǎn)75.3%RH時(shí)的電壓輸出V_s。用2點(diǎn)電壓求出相對(duì)濕度的斜率：
　　

    把V₀與V_s的值存入DS2438的非易失性存貯器中，實(shí)測(cè)時(shí)在一線總線上讀出V_out、V₀、V_s，由一線總線儀表將SensorRH代入上述公式，計(jì)算出測(cè)量的實(shí)際相對(duì)濕度值RH。

2傳感器實(shí)際修正方法
　　因?yàn)槌鰪S時(shí)間不同，焊接元件對(duì)傳感器本身存在影響，濕度敏度元件參數(shù)本身存在不確定偏差范圍以及人為因素等，需要對(duì)Honeywell公司標(biāo)定的打印數(shù)據(jù)條做一次重新驗(yàn)證。Honeywell公司用濕度零點(diǎn)V₀與氯化鈉飽和溶液相對(duì)濕度平衡點(diǎn)V_s做為基準(zhǔn)參數(shù)點(diǎn)。但真正意義上的V₀不易取得，我們用另一種飽和鹽溶液碳酸鉀做基準(zhǔn)參考點(diǎn)，用V_p表示。選擇V_p、V_s是因?yàn)檫@兩種鹽的溫度特性比其他鹽都要好。
　　在環(huán)境溫度25℃條件下測(cè)試，RH≈sensorRH。令測(cè)試儀表執(zhí)行式(1)、(2)的算法，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)：
　　①在氯化鈉飽和溶液瓶?jī)?nèi)置入一線濕度傳感器，蓋瓶口后在無(wú)熱擾動(dòng)，無(wú)日光直接照射條件下的三小時(shí)后可測(cè)得平衡態(tài)的相對(duì)濕度值RH_si。
　　②在碳酸鉀飽和溶液內(nèi)置入濕度傳感器，蓋瓶口后約兩小時(shí)后可測(cè)得平衡態(tài)下的相對(duì)濕度值RH_pi。每隔二十分鐘取值，兩種飽和鹽各取6次后，分別求平均值。測(cè)值如果不能與RH_p=43.2，RH_s=75.3相符，且超出偏差范圍，可以確定需要對(duì)原來(lái)標(biāo)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，修正的方法如下：

　　設(shè)：對(duì)傳感器S_i讀取的相對(duì)濕度值分別為V_pi、V_si，為使L_i與L₀重合，必須對(duì)式(3)的V₀、slope進(jìn)行修正。先求出L_i在相對(duì)濕度RH=0時(shí)，在V_out軸上的截距V_0i。由于從測(cè)試儀表上讀出的是濕度值RH_si，RH_pi，打印紙條上的數(shù)據(jù)slope，V₀已知，故解方程(5)、(6)得到：
　　
　　在儀表中賦予一項(xiàng)修改V0，Slope的功能，就可以很方便地對(duì)一線溫濕度傳感器進(jìn)行數(shù)值修正。

參考文獻(xiàn)
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［1］DALLAS SEMICONDUCTOR［EB/CD］.2000.
［2］Honeywell.Humiditysensor［OL］.http//content.honeywell.com/sensing/prodinfo/humiditymoisture/0090122.pdf.
［3］王雨，賀為人.一線總線技術(shù)方案［J］.儀器儀表與傳感器，2003，(8) .