专利名称：频率输出温湿度变送器的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种自动化技术领域，具体涉及的是一种频率输出温湿度变送器。
背景技术：
传感器是一种检测元件，也称为敏感元件，能感受到被测量的信息，并能将检测感 受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。由于传感器本身产生信号太过弱小及不规则，需要对其信号进行进一步的调制、放大及线性化处理，以实现有效的控制，将传感器进行信号调理后的产品称为变送器。随着工业技术的进一步发展，对于变送器的输出信号逐渐形成了一定的标准，以便于跟二次仪表接口，常见的几种为0-20mA，4-20mA, 0_5V，1_5V，0-10V等，均为模拟信号。温湿度变送器是反映环境的温度和相对湿度数据的产品，常用于楼宇自控，基站监控，农业大棚的环境控制。随着我国农业现代化建设的快速发展，农业大棚和温室技术的应用愈来愈广泛。在温室和大棚中的环境参数监测和控制是确保农作物高质丰产必不可少的因素。温室智能控制系统中的控制设备一般采用计算机和远程数据管理系统，而市场上常规的温湿度变送器均为模拟量信号，需要经过模拟量转换为数字量的过程，才能与计算机接口传输测量到的数据，这将会降低系统兼容性，并增加设备的成本，给推广智能化的温室技术带来一定的障碍。

发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种能够输出可被计算机设备直接读取的数字化信号，即线性频率信号输出的频率输出温湿度变送器。为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现
频率输出温湿度变送器，其包括外壳和设置在外壳内的电路板，其特征在于，所述外壳上设置有复数个输出线性频率信号的接线端子，所述电路板上设置有温度传感器、湿度传感器、运算放大器、单片机和将线性电压值转换为脉冲信号的时基电路，所述温度传感器的输出端连接运算放大器的输入端，所述运算放大器的输出端和湿度传感器的输出端分别通过时基电路与单片机相连接，所述单片机设置有输出线性频率信号的输出引脚，所述单片机的输出引脚连接接线端子。上述的频率输出温湿度变送器，其中，所述电路板上还设置有隔离电路，所述单片机的输出引脚通过隔离电路与接线端子相连接。 上述的频率输出温湿度变送器，其中，隔离电路采用的是NPN三级管。上述的频率输出温湿度变送器，其中，所述温度传感器采用的是温度钼电阻，所述湿度传感器采用的是湿敏电容。上述的频率输出温湿度变送器，其中，所述外壳底部设置有出线槽和壁挂安装孔。本发明采用温度钼电阻和湿敏电容实现对温度和相对湿度的测量，由于这两种传感器分别输出电阻值和电容值，并且有一定的非线性误差，需要先转换为线性模拟信号，再通过单片机进行频率信号的转换；其使温湿度变送器能够输出可被计算机设备直接读取的数字化信号。


下面结合附图和具体实施方式
来详细说明本发明；
图I为本发明外壳结构示意图；
图2为本发明的电路连接模块图。
具体实施例方式 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式
，进一步阐述本发明。参见图I至图2，本发明频率输出温湿度变送器，其包括外壳I和安装在外壳I内的电路板2，在外壳I的一侧设置有复数个接线端子3，该接线端子3为DP 9接线端子，并通过焊接固定在电路板2上，该电路板2通过螺母安装在壳体I内部；本实施例的外壳I的底部设置出线槽4和壁挂安装孔5，达到隐藏的目的，方便现场布线，使外壳造型美观，加工精细，壁挂式安装。本实施例中，该电路板2包括温度传感器21、湿度传感器22、运算放大器23、隔离电路26、单片机25和将线性电压值转换为脉冲信号的时基电路24。该温度传感器21采用的是温度钼电阻，湿度传感器22采用的是湿敏电容。该温度传感器21的输出端连接运算放大器23的输入端，所述运算放大器23的输出端和湿度传感器22的输出端分别各通过一个时基电路24与单片机25相连接，所述单片机24设置有输出线性频率信号的输出引脚，该单片机的输出引脚连接隔尚电路26,该隔尚电路26的输出端外壳I外部的接线端子3。本实施例在使用时，首先是信号转换；温度传感器21通过运算放大器23即运算放大集成电路将温度传感器21输出的电阻值转换为线性电压值，并在时基电路24的作用下，转换为脉冲信号；而湿度传感器22是直接通过时基电路24，将湿度传感器22输出的电容值转换为脉冲信号。再次，信号采集；通过单片机25自带IO外部中断功能，将上述转换后的脉冲信号采集至单片机25，周期采集，每次中断递增的方式进行采集，储存在单片机内部RAM变量中以供后续计算调用。第三，线性计算；通过查表进行温湿度的非线性补偿，并计算出输出频率大小。第四，频率输出；通过单片机25自带IO的比较输出功能，将计算后所得频率值进行输出，为防止单片机25与外部直接连接，中间通过NPN三级管作电子开关进行一级隔离即隔离电路26。本实施例的具体过程为将温度传感器21、湿度传感器22接入电路，产生随传感器信号变化而变化的触发电路，触发定时器，通过时基电路的转换，形成一个不规则，不线性的频率信号，再通过单片机25采集后进一步计算和转换，输出需要的线性频率信号，通过隔离电路26连接接线端子3，即可被计算机设备直接读取的数字化信号。本发明在现有基础上进行改进，采用温度钼电阻和湿敏电容实现对温度和相对湿度的测量，由于这两种传感器分别输出电阻值和电容值，并且有一定的非线性误差，需要先转换为线性模拟信号，再通过单片机进行频率信号的转换，使温湿度变送器能够输出可被计算机设备直接读取的数字化信号，即线性频率信号输出的变送器，其温度部分kHz-2kHz对应0-100°C ;湿度部分lkHz-2kHz对应0_100RH% ;其结构简单、设计合理、值得推广使用。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只 是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.频率输出温湿度变送器，其包括外壳和设置在外壳内的电路板，其特征在于，所述外壳上设置有复数个输出线性频率信号的接线端子，所述电路板上设置有温度传感器、湿度传感器、运算放大器、单片机和将线性电压值转换为脉冲信号的时基电路，所述温度传感器的输出端连接运算放大器的输入端，所述运算放大器的输出端和湿度传感器的输出端分别通过时基电路与单片机相连接，所述单片机设置有输出线性频率信号的输出引脚，所述单片机的输出引脚连接接线端子。
2.根据权利要求I所述的频率输出温湿度变送器，其特征在于，所述电路板上还设置有隔离电路，所述单片机的输出引脚通过隔离电路与接线端子相连接。
3.根据权利要求2所述的频率输出温湿度变送器，其特征在于，所述隔离电路采用的是NPN三级管。
4.根据权利要求I所述的频率输出温湿度变送器，其特征在于，所述温度传感器采用的是温度钼电阻，所述湿度传感器采用的是湿敏电容。
5.根据权利要求I所述的频率输出温湿度变送器，其特征在于，所述外壳底部设置有出线槽和壁挂安装孔。
全文摘要
本发明涉及的是一种频率输出温湿度变送器，其包括外壳和设置在外壳内的电路板，外壳上设置有复数个输出线性频率信号的接线端子，电路板上设置有温度传感器、湿度传感器、运算放大器、单片机和将线性电压值转换为脉冲信号的时基电路，温度传感器的输出端连接运算放大器的输入端，运算放大器的输出端和湿度传感器的输出端分别通过时基电路与单片机相连接，单片机设置有输出线性频率信号的输出引脚，单片机的输出引脚连接接线端子。本发明采用温度传感器和湿度传感器实现对温度和相对湿度的测量，再通过单片机进行频率信号的转换；其使温湿度变送器能够输出可被计算机设备直接读取的数字化信号。
文档编号G01K7/18GK102721429SQ20121020732
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月21日 优先权日2012年6月21日
发明者何堃, 宁建辉, 庞晓华, 郭宏 申请人:北京鑫诺金传感技术有限公司, 北京鑫诺金电子科技发展有限公司, 威海诺金传感技术有限公司, 昆山诺科传感器集成有限公司, 昆山诺金传感技术有限公司