ООО ЭФО
Поиск по складу
Программа поставок 2016
Сегодня
www.powel.ru
источники питания
www.korpusa.ru
конструктивы и корпуса РЭА
www.wless.ru
беспроводные технологии
www.mymcu.ru
микроконтроллеры
altera-plis.ru
микросхемы Altera
www.infiber.ru
волоконно-оптические
компоненты в
промышленности
www.efo-power.ru
силовая электроника
www.efo-electro.ru
электротехническая
продукция
www.efometry.ru
контрольно-измерительные приборы
www.golledge.ru
кварцевые резонаторы и генераторы Golledge
www.sound-power.ru
профессиональные усилители класса D
Поиск по сайту
Подписка на новости

Система менеджмента
качества сертифицирована на соответствие требованиям:
ISO 9001, ГОСТ Р ИСО 9001 и СРПП ВТ - подтверждено сертификатами соответствия в системах сертификации Русского Регистра, ГОСТ Р, международной сети IQNet, "Оборонсертифика" и "Военный Регистр".

ООО "ЭФО" в 2011г. получило Лицензию Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору на изготовление оборудования для ядерных установок.


Rambler s Top100



ChipFind - поисковая система по электронным компонентам
EEN
webmaster
Санкт-Петербург: (812) 327-86-54  zav@efo.ru Москва: (495) 933-07-43  moscow@efo.ru Екатеринбург: (343) 278-71-36  ural@efo.ru Пермь: (342) 220-19-44  perm@efo.ru
Казань: (843) 518-79-20  kazan@efo.ru Ростов-на-Дону: (863) 220-36-79  rostov@efo.ru Н. Новгород: (831) 434-17-84  nnov@efo.ru Новосибирск: (383) 286-84-96  nsib@efo.ru
о нас склад библиотека статьи
 
Александра Дмитриенко
Игорь Кривченко
Журнал "Электронные компоненты"
N8 2004г

Преобразователи компании Sencera
для определения относительной влажности

В статье рассматриваются первичные преобразователи емкостного и резистивного типов среднего класса точности, отличающиеся весьма низкой стоимостью.

В настоящее время на российском рынке представлено большое количество датчиков влажности зарубежных и отечественных производителей. Это и высокоточные детекторы, которые обеспечивают высокую линейность пре-образования относительной влажности в унифицированный выходной электрический сигнал, и более дешевые преобразователи, имеющие большую погрешность преобразования. Преобразователи высокого класса точности более дороги и их использование, как правило, не всегда является целесообразным для большинства микроэлек-тронных устройств общего назначения. Рассматриваемые в статье преобразователи для определения относительной влажности, производимые компанией Sencera, относятся к массовым недорогим изделиям среднего класса точности. Как правило, они являются первичными и требуют внешней электронной "обвязки". При этом стоимость изделий остается весьма низкой, а количество внешних электронных компонентов "обвязки" минимально. В условиях массового применения невысокая цена является неоспоримым преимуществом перед аналогичными изделиями других производителей.

По принципу преобразования детекторы влажности делятся на две группы: емкостные и резистивные. Емкост-ные преобразователи обладают практически линейной характеристикой преобразования "влажность-емкость" и являются более точными, чем резистивные. У резистивных преобразователей наблюдается линейная зависимость логарифма сопротивления от влажности.

Результаты измерений первичных преобразователей сильно зависят от температуры окружающей среды. Для того чтобы обеспечить приемлемую точность детекторов в широком температурном диапазоне, рекомендуется использовать их совместно с датчиками температуры либо задействовать цепи температурной коррекции. Следует также отметить, что необходимо соблюдать осторожность при использовании датчиков в условиях повышенной влажности и вблизи точки росы, так как намокание чувствительного элемента может привести к неверной работе датчика.

Рассмотрим более подробно преобразователи производства компании Sencera обоих типов.

Емкостные преобразователи

Таблица 1. Основные характеристики емкостных преобразователей фирмы Sencera
Детектор Напряжение питания Линейность Диапазон Зависимость от температуры Время отклика, с Примечания
Rh, % выходного напряжения, В изменения емкости рабочий температурный
808 До 12 В, постоянное 1% 1...99 1,2...1,35 2,5 пФ/ 10% Rh -20°C...60°C 0,4 пФ/10°С < 15 Необходимо преобразовывать емкость в напряжение или частоту
818 До 12 В, постоянное и переменное 1% 0...100 1,2...1,35 2,0 пФ/ 10% Rh -40°C...60°C 0,1 пФ/10°С < 15 Необходимо преобразовывать емкость в напряжение или частоту
808H5V5 Постоянное 5 В ±5% 4% 0...100 0,8...3,9 - -40°C...85°C - < 15 Преобразуют емкость в напряжение. Имеют защитное покрытие, что позволяет использовать их в неблагоприятных условиях
808H5V6 Постоянное 3,3 В ±2% 4% 0...100 0,8...3,9 - -40°C...85°C - < 15 Преобразуют емкость в напряжение. Имеют защитное покрытие, что позволяет использовать их в неблагоприятных условиях

Первичные преобразователи серий 808 и 818 (рис. 1) изменяют емкость при колебаниях влажности. Для проведения измерений необходимо прежде всего преобразовать емкость в напряжение. Для этого может быть рекомендована типовая схема включения датчиков, приведенная на рис.2.



Рис. 1. Первичные преобразователи серий 808 и 818


Рис. 2. Схема включения емкостных датчиков серий 808 и 818


На выходе схемы постоянное напряжение Vo изменяется от 1,20 до 1,35 В. Диапазон изменения небольшой, поэтому для получения более точных результатов желательно включить дополнительный усилитель напряжения. Добавление цепей температурной коррекции обеспечит повышение точности измерений. Датчики работают от постоянного напряжения до 12 В, диапазон измерений составляет 0:99% для серии 808 и 0:100% для серии 818. Они обладают практически линейной характеристикой (1%) и быстрым временем отклика (15 с).

Для тех, кто не намерен "экономить на мелочах", компания Sencera предлагает законченные преобразователи - модули 808H5V5 и 808H5V6. Они базируются на описанном выше первичном преобразователе серии 808 и осуществляют преобразование "влажность-емкость-напряжение". Детекторы 808H5V5 и 808H5V6 также обладают хорошей линейностью и быстрым временем отклика. Они работают от постоянного напряжения (5 В для 808H5V5 и 3,3 В для 808H5V6), их точность измерения составляет 4%. Кроме того, благодаря усилению выходного сигнала, диапазон изменения выходного напряжения составляет 3 В, а включение цепи температурной коррекции минимизирует влияние температуры окружающей среды на показания преобразователя. Датчики защищены специальным покрытием, что позволяет использовать их в неблагоприятных условиях окружающей среды.

Резистивные преобразователи

Таблица 2. Основные характеристики резистивных преобразователей фирмы Sencera
Детектор Напряжение питания Линейность Собственное сопротивление (при 25°С, 60% Rh), кОм Диапазон Зависимость от температуры Время отклика, с Примечания
Rh рабочий температурный
H12K5 Постоянное 1...12 В; переменное 1 В (действительное значение, пульсации не более 0,3 мВ) 5% 22 20...90 0°C...50°C -0,6% RH/C° < 60 Расчет выходного напряжения производится по формуле... Vвых = RT/(RT+RH)*Vвх
H25K5 Постоянное 1...10 В, переменное 1 В (действительное значение, пульсации не более 0,3 мВ) 5% 25 30...90 0°C...60°C -0,6% RH/C° < 60
H25K5А Постоянное 1...10 В, переменное 1 В (действительное значение, пульсации не более 0,3 мВ) 5% 31 30...90 0°C...60°C -0,6% RH/C° < 60
H33K5 Переменное 1.0±0.2 В 5% 33 15...95 0°C...50°C -0,6% RH/C° < 60
H200M Постоянное 5 В 5% 55 10...95 0°C...60°C -0,35% RH/°C 40 Осуществляется преобразование "влажность-сопротивление-напряжение" и "температура-сопротивление"
H300M Постоянное 5 В 5% 50 10...95 0°C...60°C -0,35% RH/°C 40



Рис. 3. Внешний вид датчиков H12K5, H25K5, H25K5A


Представленные в таблице 2 резистивные первичные преобразователи (рис. 3) изменяют сопротивление при колебаниях влажности. Для проведения измерений может быть рекомендована следующая типовая схема включения датчиков:



Рис. 4. Схема включения резистивных датчиков HxxK5


Резистивные преобразователи серии НххК5 обладают различным сопротивлением, что позволяет варьировать диапазон выходного сигнала путем выбора того или иного преобразователя. Напряжение питания: постоянное 1...10В или переменное 1 В (действительное значение, пульсации не более 0,3 мВ). Эти датчики являются самыми недорогими в линейке представленных, так как обладают наименьшими возможностями применительно к диапазону измеряемой влажности и рабочему температурному диапазону по сравнению с другими детекторами. Хуже у них и показатель времени отклика - 60 с. Погрешность линейности преобразования составляет 5%. Все эти ограничения обусловлены сильным влиянием температуры окружающей среды на сопротивление преобразователя, которое приводит к сдвигу характеристики преобразования (см. рис. 5).



Рис. 5. Сдвиг характеристики преобразования для датчика H25K5A под влиянием изменения температуры окружающей среды


Резистивный преобразователь H33K5 отличается от уже описанных резистивных детекторов. Он выполнен с помощью технологии MEMS (micro-electromechanical systems) и имеет очень небольшой размер. Кроме того, преобразователь заключен в защитный корпус, который позволяет использовать его в условиях загрязненной окружающей среды.

Характеристики датчиков Н33К5 стабильны для различных образцов, благодаря чему достигается их легкая взаимозаменяемость и отпадает необходимость подстройки характеристик каждого отдельного экземпляра. Диапазон измерений составляет 15% - 95% Rh, температурный диапазон - 0...50°C. Включение осуществляется также по схеме, представленной на рис. 3.

Для одновременного контроля за влажностью и температурой окружающей среды компания Sencera предлагает модули H200M и H300М (рис.6). Одновременный контроль обоих параметров позволяет при измерении влажности делать поправку на колебания температуры, что существенно улучшает показатели точности измерения.



Рис. 6. Вид модулей H200M и H300M


Входящий в модуль датчик влажности осуществляет преобразование "влажность-сопротивление-напряжение". Выходной сигнал изменяется от 0 до 3 В. Датчик температуры преобразует температуру в сопротивление. При 25°С сопротивление составляет 50 кОм для модели H300M и 55 кОм - для H200M. Диапазон измерения влажности у данных модулей составляет 10:95% Rh, рабочий температурный диапазон - 0...60°C, питание - постоянное напряжение 5 В.

Модули H200M и H300M имеют небольшие габаритные размеры (34 х 22 х 1,8 мм). Для подключения ко внешним электрическим цепям используются 4 вывода. Схема включения представлена на рис. 7.


1 - питание; 2 - выходной сигнал "влажность";
3 - земля; 4 - выходной сигнал "температура".

Рис. 7. Включение модулей H200M и H300M


Sencera Co. Ltd. - компания с гибкой политикой по отношению к рынку и нуждам конечных клиентов. Наряду с основными группами серийно выпускаемой продукции стандартного ряда, фирма охотно выполняет специализированные заказы для нестандартных конечных приложений. Например, для производства "интеллектуальных" игрушек могут использоваться датчики с загрубленными характеристиками (вплоть до 20% точности). При этом цена этих датчиков/преобразователей может быть в несколько раз ниже стоимости стандартных изделий. Также возможно изготовление под заказ модификаций стандартных изделий с повышенными требованиями к точности для построения более точных и компенсированных датчиков.

Тайваньская фирма Sencera Co. Ltd. серийно выпускает датчики и преобразователи нескольких групп. Это уже описанные резистивные и емкостные датчики влажности датчики удара и наклона, датчики для измерения давления воздуха, воздушные ультразвуковые преобразователи открытого и закрытого типов [1], датчики наличия в воздухе газовых примесей (метан, пропан, СО, дым, алкоголь и т.д.). Отдельной группой выпускаются конструктивно законченные детекторы (тестеры) - модули для измерения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе, детекторы разбивания стекла и программируемые детекторы ударов, а также комбинированный модуль для определения наличия в воздухе посторонних примесей, в т. ч. газовых. В России права и продукция компании Sencera представлены ООО "ЭФО". На веб-сайте www.efo.ru размещено краткое описание продукции компании. На нем можно найти ссылки на оригинальные описания, примеры включения и использования датчиков и преобразователей, определиться с ценами на поставки для различных количеств и задать вопросы как специалистам "ЭФО", так и компании Sencera.


Литература
  1. Бербенец А.А. Ультразвуковые преобразователи фирмы Sencera //"Компоненты и технологии", N3 - 2004.
  2. www.sensorelement.com
© 1999-2016 All Right Reserved. EFO Ltd. При использовании материалов ссылка на источник обязательна.
Контактная информация