[发明专利]温湿度传感器及温湿度测量方法

说明书

温湿度传感器及温湿度测量方法，涉及温湿度传感技术领域。本发明的目的是为了解决现有的温湿度传感器难于兼顾集成度高、体积小巧和精度高、稳定性好的问题。本发明包括探头、参考电路、集成电路、控制电路、模数转换电路和采集电路。逐级跃变、正反方向交变的测试电流流过Pt100薄膜铂电阻器，其电压通过采样电流测量，通过插值法及标度变换得到温度。湿度传感器具有自校准功能，湿度测量探头通过反向高频脉冲充放电并积分后转换成与容值成正比的噪声电压。该温湿度传感器兼顾体积小巧、集成度高、精度高及稳定性好的特点。

技术领域

本发明涉及湿度传感器及其测量方法，涉及温湿度传感技术领域。

背景技术

温度、湿度参数是环境参数中的重要监测指标，对于设备运行安全、精密检测与控制、气象探测及人员生命保障等方面不可或缺。也是传感器领域中开展研究最早、最广泛的技术领域。

目前业界现有大部体积小巧、集成度高的温湿度传感器在工业、家居等领域应用较多，但性能稳定性方面仍存在缺陷，难以应用于对精度及稳定性要求高的技术领域。部分温湿度传感器虽具有精度高、稳定性好等特点，但集成度较差，体积庞大，难以应用于空间受限的测试环境。

基于以上原因，设计研发体积小巧、集成度高、精度高且稳定性好的温湿度传感器十分必要。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的温湿度传感器难于兼顾集成度高、体积小巧和精度高、稳定性好的问题，提出了温湿度传感器及温湿度测量方法。

温湿度传感器，所述传感器包括探头、参考电路、集成电路、控制电路、模数转换电路和采集电路；

探头包括温度测量探头和湿度测量探头；

参考电路包括温度参考单元和湿度参考单元；

集成电路包括电阻检测电路和电容检测电路；

控制电路包括处理器，处理器，用于控制温度测量探头和温度参考单元的切换，并控制电阻检测电路输出正反方向多电流交变的激励脉冲信号给温度参考单元和温度测量探头，还用于解调模数转换电路产生的温度参考数字电压信号得到参考温度，解调模数转换电路产生的温度测量数字电压信号得到实际环境温度；

还用于控制湿度测量探头和湿度参考单元的切换，并控制电容检测电路输出两路相位相反的激励脉冲信号给湿度测量探头和湿度参考单元，还用于解调采集电路产生的湿度参考数字电压信号得到参考湿度，解调采集电路产生的湿度测量数字电压信号得到实际环境湿度；

温度参考单元，用于接收到处理器输出的切换信号后，接收电阻检测电路输出的正反方向多电流交变的激励脉冲信号，输出温度参考电流信号传送给电阻检测电路；

温度测量探头，用于接收处理器输出的切换信号后，接收电阻检测电路输出的正反方向多电流交变的激励脉冲信号后，进行测温，得到温度的采样电流信号传送给电阻检测电路；

电阻检测电路，用于接收处理器的控制，输出正反方向多电流交变的激励脉冲信号给温度测量探头和温度参考单元，还用于用温度参考单元输出的温度参考电流信号校准温度测量探头输出的温度的采样电流信号，得到校准后的温度电流信号，将校准后的温度电流信号转换成温度模拟电压信号送入模数转换电路；

模数转换电路，用于将温度模拟电压信号转换成温度测量数字电压信号传送给处理器；

湿度参考单元，还用于接收到处理器输出的切换信号后，接收电容检测电路输出的两路相位相反的激励脉冲信号，输出湿度参考电流信号传送给电容检测电路；

湿度测量探头，用于接收处理器输出的切换信号后，接收电容检测电路输出的两路相位相反的激励脉冲信号后，进行测湿，得到湿度的采样电流信号传送给电容检测电路；