1、一线相对湿度传感器与读出仪表

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1-wire bus

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G

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图一

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D1

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D2

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C1

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VDD

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G

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out

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DS2438

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C2

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R1

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G

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DQ

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VDD

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HIH3610的电压输出对应湿度关系为：

V_out=V_supply{0.0062(sensorRH)+0.16}   （1）

其中：V_out从DS2438 in端测得的电压值,V_supply是实测供电电压值，sensorRH是环境温度在25℃时的相对湿度。

温度补偿关系为：

RH=（sensorRH）/(1.0546-0.00216T)  （2）                                 

RH为经过温度补偿的湿度值，T为实际环境温度值。

图一中DS2438是具有一线总线通讯接口的10位A/D转换器，片内包含一个高分辩率的数字温度传感器，可用于湿度传感器的温度补偿。供电电压可以取2.4V~10.0V之间，内部留有40字节的非易失性用户存贮器。实际应用中，Honeywell公司出厂的每一只传感器上都附带一个出厂单独标定的打印数据条，这是因为湿度传感器产品的参数分布具有一定的离散性。Honeywell公司在环境温度为25℃时，对传感器的两点电压进行测量标定,并提供给用户作计算依据：

1)        电源电压为5V时，环境湿度为0%RH时的零点补偿电压输出V₀。

2)        氯化钠饱和溶液容器内空气相对湿度平衡点75.3%RH时的电压输出V_s。

用2点电压求出相对湿度的斜度：

Slope=（V_s-V₀）/75.3           （3）

SensorRH=（V_out-V₀）/ Slope      (4)

把V₀与V_s的值存入DS2438的非易失性存贮器中，实测时在一线总线上读出V_out、V₀、_、V_s，由一线总线仪表将SensorRH带入（1）（2）式，计算出测量的实际相对湿度值RH。

2、传感器实际修正方法

对于Honeywell公司标定的打印数据条我们有必要做一次重新验证。这是因为出厂时间不同，焊接元件对传感器本身存在影响，湿度敏感元件参数本身存在不确定偏差范围以及人为因素等。Honeywell公司用湿度零点V₀与氯化钠饱合溶液相对湿度平衡点V_s做为基准参考点，由于真正意义上的V₀不易取得，我们可以用另一种饱和盐溶液碳酸钾做基准参考点，用V_p表示。选择V_p、V_s是因为这两种盐的温度特性比其它盐都要好。

考虑在环境温度25℃条件下：    RH≈sensorRH

测试应选择环境温度为25℃。令测试仪表执行（1）、（2）式的算法，根据经验：

①在氯化钠饱和溶液瓶内置入一线湿度传感器，盖瓶口后无热扰动，无日光直接照射条件下的三小时后可测得平衡态的相对湿度值RH_si。

②在碳酸钾饱和溶液瓶内置入湿度传感器，盖瓶口后约两小时后可测得平衡态下的相对湿度值RH_pi。每隔二十分钟取值，两种饱合盐各取6次后，分别求平均值。测值如果不能与RH_P=43.2，RH_S=75.3相符，且超出偏差范围，可以确定需要对原来标定的数据进行修正，修正的方法如下：

设：对传感器S_i读取的相对湿度值分别为V_pi、V_si，可以看见若要使L_i与L_o重合，必须对（3）式的V_0、slope进行修正，先求出L_i在相对湿度RH=0时，V_oi在V_out上的截距。由于从测试仪表上读出的是湿度值RH_si,RH_pi,打印纸条上数据Slope,V₀为已知；

V_si=RH_si·Slope+ V₀

V_pi=RH_pi·Slope+ V₀

于是：V_0i= V_si-75.3Slope_i    （5）

     Slope_i=( V_pi-V_0i)/43.2  （6）

解方程（5）、（6）得到：

V_0i= V₀+ （75.3RH_pi-43.2RH_si）/32.1  Slope

Slope_i= （RH_si-RH_pi ）/32.1 Slope

 在仪表中赋予仪表一项修改V₀,Slope的功能，就可以很方便地对一线温湿度传感器进行数值修正。

参考文献:

1)                                                                           DALLAS SEMICONDUCTOR    Date Book and CD ROM 2000

2)                                                                           Honeywell  Humdity sensor [ol] http://content.honeywell.com/sensing/prodinfo/huMIDItymoisture/009012_2.pdf

3)        王雨、贺为人       一线总线技术方案   《仪器仪表与传感器》  2003 08  P47-48