CN203908583U - 温度、湿度、气压集成传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及的是一种温度、湿度、气压集成传感器，包括一电路板，在电路板上设有温度传感器、湿度传感器、信号处理电路，温度传感器、湿度传感器及压力传感器的输出端均与信号处理电路的输入端相连接，信号处理电路与电路板构成一体式信号处理电路板，压力传感器采用的是真空压阻式压力传感器，湿度传感器采用的是铂电阻温度传感器，湿度传感器采用的是湿敏电容传感器，真空压阻式压力传感器、铂电阻温度传感器、湿敏电容传感器集成在一体式信号处理电路板上。本实用新型减少了外界对传感器信号的影响，提高了稳定性，降低了生产成本，可广泛应用于环境监测，气象测量、智能建筑、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、管道等众多行业。

Description

温度、湿度、气压集成传感器

技术领域

本实用新型涉及的是传感器领域，具体涉及的是一种温度、湿度和气压集成一体化的传感器。

背景技术

传感器是一种检测装置，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。

传感技术——研究传感器的材料、设计、工艺、性能和应用等的综合技术。传感技术是一门边缘技术，它涉及物理学，数学，化学，涉及对其敏感元件部分的研究和开发，除了对其芯片的研究和开发外，也应十分重视传感器的封装工艺和封装结构的研究，这往往是引起传感器不能稳定可靠工作的关键因素之一。

在目前传感器应用中，多为温度、湿度和气压均为分体式结构的传感器，  在需要同时测量大气压力以及环境温度湿度等数据的场合，就需要安装温度传感器、湿度传感器以及气压传感器，这样做最大的问题是产品安装所需的面积大、且成本较高，尤其是应用在环境监测箱这种尺寸要求小的场合，使用分体式结构的传感器安装是十分不便的，因此传感器需要进一步的改进。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是提供一种体积小、成本低的温度、湿度、气压集成传感器，将信号处理电路和温度、湿度及压力传感器同时安装在同一个电路板上，构成一体式结构，减少了体积和外界对传感器信号的影响，提高了稳定性，降低了生产成本。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

温度、湿度、气压集成传感器，包括一电路板，其特征是，在所述电路板上设有一将外界温度信号转换为电信号输出的温度传感器、一将外界湿度信号转换为电信号输出的湿度传感器、一将外界压力信号转换为电信号输出压力传感器和将电信号转换成标准电压信号输出的信号处理电路，所述的温度传感器、湿度传感器及压力传感器的输出端均与信号处理电路的输入端相连接，所述信号处理电路与电路板构成一体式信号处理电路板，所述压力传感器采用的是真空压阻式压力传感器，所述湿度传感器采用的是铂电阻温度传感器，湿度传感器采用的是湿敏电容传感器，所述真空压阻式压力传感器、铂电阻温度传感器、湿敏电容传感器集成在一体式信号处理电路板上，构成一体式结构，采用一体式的工艺结构，从而减少了外界对传感器信号的影响，提高了稳定性，降低了生产成本。

作为优选，所述一体式信号处理电路板上还设有温度信号输出、压力信号输出端和湿度信号输出端，所述温度信号输出、压力信号输出端和湿度信号输出端的一端均与信号处理电路的输出端相连接。

作为优选，所述温度信号输出、压力信号输出端和湿度信号输出端的另一端均还有连接有47                                                的电容,所述电路板还设置有用于连接电源的电源线，所述电源线上还连接有47的保护电容。

本实用新型将信号处理电路和温度、湿度及压力传感器同时安装在同一个电路板上，构成一体式结构，减少了体积，降低了生产成本。

本实用新型温度测量采用薄膜铂电阻技术，湿度测量采用湿敏电容技术，气压测量采用真空压阻式技术，将温度、湿度及压力传感器和信号处理电路集成在一块电路板上，因为采用一体式的工艺结构，从而减少了外界对传感器信号的影响，提高了稳定性，降低了生产成本，并将能保证大规模生产，满足市场的需求，可广泛应用于环境监测，气象测量、智能建筑、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、管道等众多行业。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

      图1为本实用新型的结构框图。

      图2为本实用新型的电路原理图。

   图3为本实用新型的一典型应用电路。）

 具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、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，进一步阐述本实用新型。

参见图1，本实施例的温度、湿度、气压集成传感器是温湿气压集成一体化的传感器，其包括一电路板，在电路板上设有信号处理电路和一温度传感器、一湿度传感器及一压力传感器，该信号处理电路输入端连接温度传感器、湿度传感器和压力传感器传感器的输出端，从而构成信号处理电路和压力传感器一体式结构，减少了传感器的体积，提高了稳定性，降低了生产成本。

本实施例中，压力传感器采用的是真空压阻式压力传感器120，所述湿度传感器采用的是铂电阻温度传感器130，湿度传感器采用的是湿敏电容传感器140，信号处理电路与电路板构成一体式信号处理电路板110，真空压阻式压力传感器120、铂电阻温度传感器130、湿敏电容传感器140集成在一体式信号处理电路板110上，构成一体式结构，采用一体式的工艺结构，在一体式信号处理电路板上本实用新型采用薄膜铂电阻测温技术，湿敏电容测湿技术，真空压阻式测量气压的技术，将传感器和信号处理电路集成在一块电路板上，减少外界对传感器的影响，极大的提高了稳定性。

如图2所示，为本实用新型的原理内部框图。在国内市场中，目前的生产厂商还均是生产独立的温度传感器、湿度传感器或者气压传感器，没有将温湿气压集成一体化的传感器。本实用新型由于将温湿及压力传感器和信号处理电路装配在一块电路板上，所以其调试和标定过程需要有恒温恒湿箱、高低温试验箱、真空式压力计等，生产工艺对产品的性能有很大影响。

如图3所示，为本实用新型的典型应用电路，在一体式信号处理电路板110上还设有温度信号输出、压力信号输出端和湿度信号输出端，所述温度信号输出、压力信号输出端和湿度信号输出端的一端均与信号处理电路的输出端相连接。本实施例中，在温度信号输出、压力信号输出端和湿度信号输出端的另一端上均还有连接有47的电容,在电路板还设置有用于连接电源的电源线，电源线上还连接有47的保护电容。

本实施例的工作原理如下：

温度测量原理是金属导体随温度的变化其电阻值成正比发生变化；湿度测量的原理是湿敏电容的介电常数随环境湿度而变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比；气压测量原理是压力感应片受大气压力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。再传输给处理电路（通常是 A/D 转换和 CPU ）显示或执行机构。

为详细介绍本实用新型的技术方案，具体实施过程如下：

一、     传感器调试标定步骤和工作过程：

第一步、第一温度点、湿度点标定

将传感器放入恒温恒湿箱中，设置第一温度及湿度点数值，恒温恒湿保持1小时，对温度及湿度数值分别标定，标定完成后确认数值无变化进行下一温度湿度点标定。

第二步、第二温度点、湿度点标定

设置恒温恒湿箱第二温度及湿度点数值，恒温恒湿保持1小时，对温度及湿度数值分别标定，标定完成后确认数值无变化进行下一温度湿度点标定。

第三步、第三温度点、湿度点标定

设置恒温恒湿箱第三温度及湿度点数值，恒温恒湿保持1小时，对温度及湿度数值分别标定，标定完成后确认数值无变化温度湿度点标定完毕。

第四步、第一压力点标定

将传感器安装在真空式压力计上，设置第一压力点数值，压力保持10分钟后标定，标定完成后确认数值无变化进行下一压力点标定。

第五步、第二压力点标定

设置第二压力点数值，压力保持10分钟后标定，标定完成后确认数值无变化进行下一压力点标定。

第六步、第三压力点标定

设置第三压力点数值，压力保持10分钟后标定，标定完成后确认数值无变化压力点标定完成。

将传感器放入高低温试验箱中，低温恒湿保持1小时，进行温度、湿度指标测试，然后进行高温恒湿保持1小时，进行温度、湿度指标测试，记录测试数据。

本实用新型温度测量采用薄膜铂电阻技术，湿度测量采用湿敏电容技术，气压测量采用真空压阻式技术，将温度、湿度及压力传感器和信号处理电路集成在一块电路板上，温度传感器的功能是将外界温度信号转换为电信号输出，湿度传感器的功能是将外界湿度信号转换为电信号输出，压力传感器的功能是将外界压力信号转换为电信号输出；信号处理电路的功能是将传感器输出的电信号转换成标准的电压信号输出。

由于采用一体式的工艺结构，从而减少了外界对传感器信号的影响，提高了稳定性，降低了生产成本。从工艺上将能保证大规模生产，满足市场的需求，在楼宇自控、通讯基站及蔬菜大棚等测量中已经得到了广泛的应用，并可广泛应用于环境监测，气象测量、智能建筑、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、管道等众多行业。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.温度、湿度、气压集成传感器，包括一电路板，其特征在于，在所述电路板上设有一将外界温度信号转换为电信号输出的温度传感器、一将外界湿度信号转换为电信号输出的湿度传感器、一将外界压力信号转换为电信号输出压力传感器和将电信号转换成标准电压信号输出的信号处理电路，所述的温度传感器、湿度传感器及压力传感器的输出端均与信号处理电路的输入端相连接，所述信号处理电路与电路板构成一体式信号处理电路板，所述压力传感器采用的是真空压阻式压力传感器，所述湿度传感器采用的是铂电阻温度传感器，湿度传感器采用的是湿敏电容传感器，所述真空压阻式压力传感器、铂电阻温度传感器、湿敏电容传感器集成在一体式信号处理电路板上，构成一体式结构，所述一体式信号处理电路板上还设有温度信号输出、压力信号输出端和湿度信号输出端，所述温度信号输出、压力信号输出端和湿度信号输出端的一端均与信号处理电路的输出端相连接所述温度信号输出、压力信号输出端和湿度信号输出端的另一端均还有连接有47nF的电容,所述电路板还设置有用于连接电源的电源线，所述电源线上还连接有47nF的保护电容。