在直流電源回路中，負(fù)載的變化會(huì)引起電源噪聲。因?yàn)樵跀?shù)字電路中，當(dāng)電路從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種狀態(tài)時(shí)，就會(huì)在電源線上產(chǎn)生一個(gè)很大的尖峰電流，形成瞬變的噪聲電壓。合理配置去耦電容可以抑制因負(fù)載變化而產(chǎn)生的噪聲，提高PCB板的可靠性。

溫濕度采集模塊PCB板制作包括主控系統(tǒng)板制作和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示板制作，最終設(shè)計(jì)的PCB圖如圖2和圖3所示。

圖2 溫濕度采集模塊

圖3 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示模塊

1.4 系統(tǒng)實(shí)物圖

最終參數(shù)采集及實(shí)時(shí)顯示模塊實(shí)物圖如圖4所示。

圖4 參數(shù)采集及實(shí)時(shí)顯示模塊原理圖

2 實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果與分析

2.1 第一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

該系統(tǒng)調(diào)試后在室內(nèi)進(jìn)行了模擬測試，檢驗(yàn)了系統(tǒng)的測試效果以及測試精度。在數(shù)據(jù)處理時(shí)，采用大量的測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析來減少誤差，并對(duì)運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行了記錄分析。實(shí)驗(yàn)第一組數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 第一組實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)

在溫濕度傳感器未經(jīng)修正時(shí)，溫濕度傳感器采集到的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)相比較，其數(shù)據(jù)偏差即將接近本系統(tǒng)所要達(dá)到的期望值，但還有待改進(jìn)。

2.2 傳感器的補(bǔ)償和修正

為了補(bǔ)償溫濕度傳感器的非線性以獲取準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，使用如下公式（1）修正輸出數(shù)值：

RHlinear=c1+c2·SORH+c3·SORH·SORH（1）對(duì)高于99%RH的那些測量值則表示空氣已經(jīng)完全飽和，必須被處理成顯示值均為100%2RH。濕度傳感器對(duì)電壓基本上沒有依賴性。

當(dāng)實(shí)際測量溫度與25℃相差較大時(shí)，應(yīng)考慮濕度傳感器的溫度修正系數(shù)，使用如下公式（2）。

2.3 第二組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

根據(jù)公式（1）、（2）對(duì)傳感器進(jìn)行修正補(bǔ)償后得到實(shí)驗(yàn)第二組數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 第二組實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果

從以上結(jié)果可以看出：經(jīng)過補(bǔ)償和修正以后，使溫度傳感器測量數(shù)據(jù)的溫度精度小于等于0.2℃，濕度精度小于1.0%RH，達(dá)到了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，滿足了溫度精度為±0.3℃和濕度精度±2.0%RH的課題測量要求。

3 結(jié)論

本文介紹的溫濕度采集系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)，創(chuàng)新點(diǎn)在于針對(duì)溫度和濕度的測量特點(diǎn)，采用SHT75系列數(shù)字溫濕度傳感器，可與單片機(jī)直接相連，并且由于它溫濕一體的高度集成化，改變傳統(tǒng)溫濕度變送器硬件包含溫度傳感器、濕度傳感器、信號(hào)處理器、A/D轉(zhuǎn)換等部分，從而簡化外圍電路并降低成本，提高了電路工作的可靠性和穩(wěn)定性，達(dá)到了較高的性價(jià)比。通過對(duì)實(shí)際環(huán)境的溫濕度測量，證明了該系統(tǒng)硬件電路布局設(shè)計(jì)簡單合理，體積小，功能齊全，精度高，成本低，性價(jià)比相當(dāng)高， 是一款可以普及化的高精度溫濕度參數(shù)檢測儀。