[实用新型]一种4-20mA电流输出型湿度传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种4-20mA电流输出型湿度传感器，属于气象测量领域。

背景技术

湿度测量是气象要素的重要组成部分，是台站业务上报的主要参数，同时也是国民经济相关行业中对环境要求测量最普遍的参数之一。随着传感器技术正在向新效应、新材料、集成化、智能化的方向发展，自动气象站中对湿度测量高精度、高自动化的要求日显突出。

目前市面上常见的湿度传感器均为电压输出型，在不支持电压采集的情况下不便使用，具有一定的使用局限性。此外，在需远距离传输的应用领域，电压衰减明显，误差较大。

发明内容

鉴于现有湿度传感器存在的问题，本实用新型提出了一种4-20mA电流输出型湿度传感器，在相对湿度为0～100%范围内输出稳定的4-20mA直流电流，输出电流与相对湿度呈正比例线性变化关系。

本实用新型为实现上述目的，所采用的技术方案是：一种4-20mA电流输出型湿度传感器，其特征在于，包括连接线缆、壳体、连接插头、湿度探头，所述壳体内部装有电压采集电路和电压-电流转换电路，湿度探头内部装有湿敏电容器；所述壳体前端连接连接线缆，壳体后端通过连接插头与湿度探头连接；所述电压采集电路和电压-电流转换电路具体连接为：接口J1的1脚接电容C1、电容C2、电容C3的一端及降压芯片U1的2脚、二极管D1的正极、接口J2的1脚并接地GND，接口J1的2脚通过二极管D2接电容C1的另一端、降压芯片U1的3脚、三极管Q1的集电极、集成芯片U2的10脚，接口J1的3脚接集成芯片U2的7脚，集成芯片U2的2脚、13脚分别与接口J2的3脚、4脚连接, 集成芯片U2的3脚通过电阻R1接集成芯片U2的4脚，集成芯片U2的8脚、9脚分别接三极管Q1的发射极、基极，降压芯片U1的6脚接二极管D1的负极、电感L1的一端，电感L1的另一端接电容C2、电容C3的另一端及接口J2的2脚。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：在相对湿度为0～100%的范围内输出稳定的4-20mA直流电流，输出电流与相对湿度呈正比例线性变化关系，通过对本湿度传感器的电流输出值的采集，可以很容易地计算出环境中的相对湿度值。既可以在不支持电压采集的情况下，实现对相对湿度的测量，又可以在相同环境条件下与电压输出型湿度传感器配合使用，通过综合比较，提高湿度测量值的准确性；同时，在远距离信号传输领域中，具有稳定度高、衰减较小等优势。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电路连接框图；

图3为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，一种4-20mA电流输出型湿度传感器，包括连接线缆1、壳体2、连接插头3、湿度探头4，壳体2内部装有电压采集电路和电压-电流转换电路，湿度探头4内部装有湿敏电容器；壳体2前端连接连接线缆1，壳体2后端通过连接插头3与湿度探头4连接；电压采集电路和电压-电流转换电路具体连接为：接口J1的1脚接电容C1、电容C2、电容C3的一端及降压芯片U1的2脚、二极管D1的正极、接口J2的1脚并接地GND，接口J1的2脚通过二极管D2接电容C1的另一端、降压芯片U1的3脚、三极管Q1的集电极、集成芯片U2的10脚，接口J1的3脚接集成芯片U2的7脚，集成芯片U2的2脚、13脚分别与接口J2的3脚、4脚连接, 集成芯片U2的3脚通过电阻R1接集成芯片U2的4脚，集成芯片U2的8脚、9脚分别接三极管Q1的发射极、基极，降压芯片U1的6脚接二极管D1的负极、电感L1的一端，电感L1的另一端接电容C2、电容C3的另一端及接口J2的2脚。

连接线缆1通过接口J1与电压采集电路和电压-电流转换电路连接，湿度探头4通过接口J2与电压采集电路和电压-电流转换电路连接。

在电压采集电路中，VCC为该电路系统提供12V工作电压，GND连接电源地。电容C1用于稳压，二极管D2可有效预防正负电源反接时可能造成的电路损害。U1为降压芯片，将电压由12V降至3.3V，二极管D1、电感L1、电容C2及电容C3共同组成稳压电路。接口J2连接湿度探头中的湿敏电容，由VDD为湿敏电容提供稳定的3.3V工作电压，GND接地。在大气湿度处于0～100%的范围内，VOUT+和VOUT-之间输出0-1V电压。