隨著科技的發展，社會(hui) 需要能夠自動控製的監測設備，環境濕度測試儀(yi) 就是一種用於(yu) 環境濕度自動監測控製的設備。本文介紹基於(yu) 計數器CC4060等構成的環境濕度測試儀(yi) ，電路簡單，調試方便，監測準確，精度高。濕度監測部分采用高分子薄膜式濕敏電容HS1100，具有不需校準的完全互換性，能瞬時退飽和。相對濕度在0%～100%RH範圍內(nei) ，電容量由162pF變到200pF，其誤差不大於(yu) ±2%RH，響應時間小於(yu) 5 s，在55%RH、25℃、10 kHz條件下，其典型標稱電容為(wei) 180pF，供電電壓一般選5 V，工作溫度-40℃～100℃。HS1101($5.4714)用做濕度傳(chuan) 感器時，測量電路有兩(liang) 種設計方案，一種是線性電壓輸出式，比例係數為(wei) 正值;另一種是線性頻率輸出式，比例係數為(wei) 負值。本設計采用的是頻率輸出式。
濕度頻率轉換電路采用NE555($0.0700)定時器，成本低，性能可靠，隻需要外接幾個(ge) 電阻、電容，就可以實現多諧振蕩器、單穩態觸發器及施密特觸發器等脈衝(chong) 產(chan) 生與(yu) 變換電路。本電路其與(yu) 濕敏電容HS1100和電阻等構成多諧振蕩器，通過恰當設置電路中的電阻值，輸出方波，實現濕度監測量向頻率信號的轉換，通過頻率信號的高低我們(men) 就可以得知環境濕度是否正常。基準頻率振蕩器和頻率電壓轉換器都采用十四位串行計數器CC4060，它采用CNOS製作工藝、標準DIP-8封裝的14位二進製串行計數/分頻器集成電路，振蕩器的結構可以是RC或晶振電路。CC4060複位端為(wei) 高電平時，計數器清零且振蕩器使用無效;複位端為(wei) 低電平時，由外接的振蕩定時元件控製產(chan) 生一定頻率的信號，並可以輸出4分頻到10分頻，12分頻到14分頻的脈衝(chong) 信號。本電路的基準頻率振蕩器由CC4060及其定時元件組成，產(chan) 生的頻率信號經 12分頻後送至D觸發器，為(wei) D觸發器提供時鍾脈衝(chong) 。頻率電壓轉換器則利用的是CC4060的分頻功能，將NE555定時器輸出的頻率信號送至 CC4060，經12分頻後輸出至D觸發器輸入端，根據環境是否潮濕產(chan) 生相應的電平，驅動D觸發器工作輸出控製電平。輸出控製電路可以根據實際需要采取相應的電路，本電路的輸出控製部分由三極管控製繼電器實現，D觸發器輸出的高電平，使三極管導通驅動繼電器動作，產(chan) 生報警信號或驅動幹燥電路工作，使環境濕度恢複到正常值範圍。
濕度監測及濕度頻率轉換電路

 

基準頻率產(chan) 生電路主要由十四位串行計數器CC4060實現，CC4060⑨⑩腳外接基準頻率定時元件，產(chan) 生信號由腳送入CC4060，本電路C1為(wei) 0.01ΩF，R4為(wei) 2.7 kΩ，RP1為(wei) 4.7 kΩ電位器，通過調節電位器，可以產(chan) 生周期為(wei) 0.059 4 ms～0.162 8ms，頻率為(wei) 16.8 kHz～6 kHz信號(f=1/2.2(RP1+R4)C1)，此信號經12分頻後可以得到4 Hz～1.5 Hz的頻率，由①腳輸出，進入D觸發器CD4013($0.1125)③腳，為(wei) 頻率電平轉換提供時鍾脈衝(chong) 。Q1、Q2兩(liang) 個(ge) 三極管構成線與(yu) 電路，正常工作時Q1或Q2有一個(ge) 導通，則複位端

腳為(wei) 低電平，計數器正常工作，當⑦腳4分頻輸出和①腳12分頻輸出同時為(wei) 高電平時，Q1和Q2同時輸出高電平，計數器清零，重新開始計數，這個(ge) 電路主要保證監測電路工作一段時間(0.33ms～1 ms)自動清零一次，避免長時間出現數據錯誤影響電路正常工作。R5、R6一般都為(wei) 10 kΩ，R7為(wei) 47 kΩ，D1為(wei) 1N4148($0.0054)，Q1、Q2為(wei) 1015。
頻率電壓轉換電路

 
頻率電壓轉換電路主要由十四位串行計數器CC4060和四D觸發器CD4013組成，由NE555③腳送來的頻率信號，由CC4060 U2的腳送入計數器，經十二分頻後由①腳輸出，常態頻率為(wei) 1.6 Hz，濕度增大到90%RH時，頻率降為(wei) 1.5 Hz，送至D觸發器CD4013⑤腳，同時輸出高電平使Q3導通，鎖存進入的信號電平，阻止後麵的脈衝(chong) 信號再次進入CC4060 U2，防止出現幹擾，D觸發器在CC4060 U1的時鍾脈衝(chong) (頻率為(wei) 4 Hz～1.5 Hz)控製下，在CD4013①腳輸出高電平，控製繼電器工作，帶動報警或增幹電路工作。D觸發器工作與(yu) 否顯然取決(jue) 於(yu) CC4060 U1送入的時鍾脈衝(chong) ，U1和U2輸出的脈衝(chong) 下限頻率是一樣的，這顯然無法控製D觸發器正常工作，這就需要我們(men) 在調試的過程中，輕微調節RP1，使 CC4060 U1輸出的時鍾頻率稍高於(yu) 1.5 Hz，但低於(yu) 1.6 Hz(對著濕敏電容吹氣增回濕度的方法調試)，就能保證電路在常態時D觸發器不工作，當濕度超過90%RH時，D觸發器輸出高電平，驅動後麵電路工作。R9為(wei) 2.2 kΩ，R10為(wei) 10 kΩ，R11可以和R7合為(wei) 一個(ge) 電阻，Q3為(wei) 1815。
輸出控製電路

輸出控製電路采用三極管驅動繼電器實現，將CD4013①腳輸出的電平信號送至NPN型三極管1815的基極。常態時，CD4013①輸出低電平，三極管截止，繼電器釋放;當濕度超過規定量時，CD4013輸出高電平，三極管導通，繼電器吸合，報警和增幹電路工作。用濕敏電容HS1100、十四位串行計數器CC4060、D觸發器CD4013等組成的環境濕度測試儀(yi) ，具有操作簡單，調試方便，體(ti) 積小，精度高等優(you) 點，對於(yu) 一般的電子愛好者都可以輕鬆調試成功。