本實(shí)用新型涉及溫濕度變送器。

背景技術(shù)：

溫、濕度變送器已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)育種育苗等作業(yè)環(huán)境的溫度、濕度的監(jiān)測(cè)與控制，以滿足相關(guān)環(huán)境條件要求，保證生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品質(zhì)量符合有關(guān)要求以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

電力機(jī)車牽引變流器用溫、濕度復(fù)合型變送器用以監(jiān)測(cè)機(jī)車柜體中的環(huán)境濕度、溫度，為機(jī)車柜體電子器件失效提供環(huán)境狀態(tài)追溯信息。目前多采用板級(jí)溫、濕度芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境中溫度與濕度的測(cè)量，但這類變送器的芯片安裝于印制板上，測(cè)溫范圍及濕度測(cè)量范圍有限，并且不易于對(duì)特殊位置的溫度與濕度測(cè)量、防塵防濕氣等級(jí)較弱，由于無外殼及前端抗干擾器件的防護(hù)，其抗干擾能力相對(duì)較弱。另一類變送器采用分立溫度變送器與濕度變送器實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境中溫度與濕度的測(cè)量，這類分立式的溫度變送器與濕度變送器占用空間較大，無法滿足小型化地設(shè)計(jì)，成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種機(jī)車用溫濕度復(fù)合型變送器，實(shí)現(xiàn)分別檢測(cè)溫度、濕度避免相互干擾，并且實(shí)現(xiàn)一體式小型化設(shè)計(jì)。

本實(shí)用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案為：機(jī)車用溫濕度復(fù)合型變送器，包括連接器、殼體、頭部、電源板、信號(hào)板、溫敏元件、濕敏元件；殼體兩端固定連接器、頭部， 殼體內(nèi)腔固定電源板、信號(hào)板、溫敏元件、濕敏元件，溫敏元件與濕敏元件相互獨(dú)立地與信號(hào)板連接，信號(hào)板與電源板通過板級(jí)連接器連接；電源板提供供電電路，信號(hào)板內(nèi)集成的電路接收處理溫敏元件、濕敏元件的信號(hào)，電源板、信號(hào)板通過連接器與外界電氣連接，殼體內(nèi)腔通過頭部氣孔與外界相通。

更好地，所述殼體內(nèi)設(shè)置絕緣支撐套、絕緣支撐柱，電源板、信號(hào)板分別固定于絕緣支撐套的上下面，信號(hào)板與頭部內(nèi)端面之間由固定在信號(hào)板的絕緣支撐柱支撐形成空腔，溫敏元件、濕敏元件位于空腔中。

優(yōu)選的固定方式是殼體與連接器、頭部采用激光焊接方式固定。

更好地，所述電源板上集成有電磁干擾防護(hù)電路、直流電壓變換電路。

更好地，所述信號(hào)板上集成兩片運(yùn)算放大器，其中一片運(yùn)算放大器處理溫敏元件輸入的溫敏信號(hào)，另一片運(yùn)算放大器處理濕敏元件輸入的濕敏信號(hào)。

更好地，所述信號(hào)板上還集成有零點(diǎn)調(diào)節(jié)電路、增益調(diào)節(jié)電路，所述每片運(yùn)算放大器均連接有零點(diǎn)調(diào)節(jié)電路、增益調(diào)節(jié)電路。

更好地，所述信號(hào)板上還集成信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將溫敏信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分電壓信號(hào)并輸入運(yùn)算放大器。

更好地，所述信號(hào)板上還集成溫度補(bǔ)償電路，溫度補(bǔ)償電路中接入的另一溫敏元件對(duì)濕敏元件輸出的電壓進(jìn)行溫度補(bǔ)償并輸入運(yùn)算放大器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：1、該變送器將溫敏元件、濕敏元件等功能器件固定于殼體、連接器、頭部圍成的腔室內(nèi)，電源板與信號(hào)板的雙層設(shè)計(jì)，減小安裝空間，實(shí)現(xiàn)占用空間小的一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，并且防塵防濕氣等級(jí)較高。2、溫敏元件、濕敏元件相互獨(dú)立的位于殼體腔室內(nèi)，對(duì)溫度、濕度進(jìn)行分別測(cè)試，避免由于過高的測(cè)試溫度而影響濕敏元件的輸出；并且兩者分別與信號(hào)板內(nèi)的兩片運(yùn)算放大器電氣連接，測(cè)量精度相對(duì)較高。3、設(shè)置與運(yùn)算放大器連接的零點(diǎn)調(diào)節(jié)電路、增益調(diào)節(jié)電路，提高運(yùn)算放大器的精度與高低溫下的穩(wěn)定性。4、設(shè)置信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，提高抗外部干擾信號(hào)的能力，使用另一濕敏元件進(jìn)行溫度補(bǔ)償，降低溫漂。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的結(jié)構(gòu)爆炸圖。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的原理框圖。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的部分電路圖。

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的其中一部分增益調(diào)節(jié)電路。

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的另一部分增益調(diào)節(jié)電路。

圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例的溫度補(bǔ)償電路。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖、實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

實(shí)施例，如圖1 、圖2所示的復(fù)合型變送器，包括連接器1、殼體2、頭部3、電源板4、板級(jí)連接器5、絕緣支撐套6、螺釘7、彈墊8、信號(hào)板9、絕緣支柱10、濕敏元件11、溫敏元件12。

本實(shí)施例選用的連接器1為赫斯曼連接器，通過赫斯曼連接器與外部元器件電氣連接。殼體2為防塵防濕氣性能（IP防護(hù)等級(jí)）較高的材料制成，殼體2兩端分別與連接器1、頭部3采用采用激光焊接方式固定，使殼體防護(hù)等級(jí)滿足IP65的要求。頭部3帶有氣孔，以便變送器內(nèi)外相通，使內(nèi)部的濕敏元件11、溫敏元件12檢測(cè)外部環(huán)境的濕度、溫度。

殼體2內(nèi)固定電源板4、信號(hào)板9、濕敏元件11、溫敏元件12。固定連接方式：殼體2內(nèi)放置絕緣支撐套6，絕緣支撐套6的下端面設(shè)置信號(hào)板9，濕敏元件11、溫敏元件12固定連接于信號(hào)板9并電氣連接，信號(hào)板9與頭部3內(nèi)端面之間安裝絕緣支柱10，以便在信號(hào)板9與頭部3之間形成容納濕敏元件11、溫敏元件12的腔室，絕緣支柱10通過螺釘7、彈墊8固定于信號(hào)板9。絕緣支撐套6的上端面設(shè)置電源板4，電源板4位于絕緣支撐套6與連接器1的內(nèi)端面之間。電源板4與信號(hào)板9通過板級(jí)連接器5實(shí)現(xiàn)電氣連接。安裝后，電源板4、信號(hào)板9由絕緣支撐套6實(shí)現(xiàn)上下隔離，濕敏元件11、溫敏元件12位于信號(hào)板9與頭部之間的空腔內(nèi)，這樣結(jié)構(gòu)緊湊，即可以實(shí)現(xiàn)小型化設(shè)計(jì)，有可以通過連接器1、頭部3等標(biāo)準(zhǔn)件實(shí)現(xiàn)整個(gè)變送器的標(biāo)準(zhǔn)化，方便與其它器件連接。

本實(shí)施例中的溫敏元件采用PT100對(duì)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)化；濕敏元件采用IP防護(hù)等級(jí)較高的HIH4602型溫濕度敏感元件。

本實(shí)施例的原理框圖如圖3所示，電源板4內(nèi)集成有電磁干擾防護(hù)電路(EMC電路)、直流電壓變換電路（DC-DC電路）。EMC防護(hù)電路很大程度上提升了整個(gè)硬件電路的抗干擾能力，使產(chǎn)品滿足電磁兼容要求。DC-DC電路將較高的供電電壓轉(zhuǎn)換為多種值得電壓為后端電路進(jìn)行供電。

信號(hào)板9內(nèi)集成運(yùn)算放大器、零點(diǎn)調(diào)節(jié)電路、增益調(diào)節(jié)電路、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、溫度補(bǔ)償電路。運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)換后的溫敏信號(hào)及濕敏信號(hào)進(jìn)行放大與信號(hào)處理，實(shí)現(xiàn)信號(hào)輸出，本實(shí)施例中的運(yùn)算放大器選用兩片INA128運(yùn)算放大器，即圖4中的器件N4、N5，其中一片對(duì)轉(zhuǎn)換后的溫敏信號(hào)進(jìn)行放大與處理，另一片對(duì)濕敏信號(hào)進(jìn)行發(fā)達(dá)與處理。零點(diǎn)調(diào)節(jié)電路如圖4所示，通過電阻器或調(diào)節(jié)電阻是調(diào)整失調(diào)電壓、抑制零點(diǎn)漂移，提高變送器輸出性能。增益調(diào)節(jié)電路如圖5、圖6所示，通過電阻器或調(diào)節(jié)電阻提高變送器的精度與高低溫下的可靠性。

信號(hào)轉(zhuǎn)換電路如圖4所示，通過構(gòu)建單臂惠斯頓電橋，將溫度敏感元件（PT100）的電阻信號(hào)（溫敏信號(hào)）轉(zhuǎn)換為微弱的差分電壓信號(hào)；并且差分輸出端增加電容，起到抗外部干擾信號(hào)的能力。

溫度補(bǔ)償電路如圖7所示，由于濕敏元件（HIH4602）輸出電壓為負(fù)溫度系數(shù)輸出，在電路中接入另一溫敏元件（HIH4602中的PT1000），利用HIH-4602中PT1000的正溫度系數(shù)輸出，再通過使用低溫漂精密電阻，對(duì)濕敏元件輸出電壓進(jìn)行溫度補(bǔ)償，抵消溫度的影響，達(dá)到抑制零點(diǎn)漂移的目的。