- 基于HS1101的湿度传感器及其变送器的设计[图]

湿度传感器输出的0～3V电压通过XTR105芯片的2和13引脚输入。调整3和4引脚间的电阻RG和RG1的值，可以改变XTR105芯片的内置仪表放大器增益值，从而选定合适的测量范围。RCM取为1KO，它提供一个附加电压降，使XTR105的输入电压限制在共模方式下的电压范围内。与RCM并联的0.01μF旁路电容用于降低共模噪声。整个装置的电压，电流传递函数为：

其中Rm=RG·RG1/(RG+RG1)，VIN 是VIN+(13引脚)，VIN-(2引脚)两端输入电压。VREG引脚(11引脚)还专门为外部电路提供5.1V的精密电压，11引脚最大输出电流为1mA，超过1mA会影响到零输出电流。

三极管Q1是4～20mA电流回路的主要电流传导器件，用于吸收回路中的大部分电流。该器件将外部电源电流与XTR105的内部消耗严格分开。由于外接三极管位于反馈回路中，其参数不能在临界点。当电源电压低于36V时，功耗可低一些。IN4048接成的桥式电路可以保证XTR105的电源极性不反接，从而真正实现两线制。C2为去耦电容，其值是0.01μF，用于降低高频干扰。负载RL用于将传送的4～20mA的电流转换为电压，供后级处理。选择负载阻抗RL，应使得输出在4～20mA范围内变化时，引脚7和引脚8之间的电压保持在11.6V～40V的电源电压范围内。也可以由下式确定最大的RL：

所以取 RL=250Ω。

5 结语

我们对所设计的湿度传感器进行了准确度测量。将湿度传感器置入TERCHY公司的MHU-SA恒温恒湿箱内，用VAISALA公司的HMP143A高精度湿度测量仪及万用表对湿度传感器输出信号进行测量，结果见表1。从表1的测试结果可以看出：该传感器的测量准确度达到了±2.5%以内。

基于HS1101的湿度传感器及XTR105变送器设计的电路性能好，线性度高，年漂移量小，可以互换，体积小。而且可在宽温度，全湿度范围内进行测量，具有温度补偿，提高了传感器的精度，传输距离远，防静电特点，所以有很大的推广价值。