
在气象监测、工业生产以及日常生活等众多领域,准确测量空气湿度具有十分重要的意义。而空气湿度测量仪作为实现这一目的的关键设备,其在于电路的设计与工作原理。下面将详细介绍基于 MS01 型湿敏元件的空气湿度测量仪电路。
MS01 型湿敏元件是由硅粉掺入少量碱金属氧化物烧结而成的。其显著特点是电阻值会随周围大气相对湿度的变化而变化,因此人们通常将其称为 MS01 型湿敏
电阻器。具体而言,它的电阻值会随着周围大气相对湿度的增加而减小,属于负特性
湿敏电阻器,其文字符号为 RH。使用 MS01 湿敏元件组装的空气湿度测量仪电路如图 5 - 34 所示。

在图 5 - 34 的电路中,VT1、VT2 组成自激多谐振荡器。在工作过程中,两只管子会轮流处于饱和与截止状态。通过适当选取 R2、R3 或 C1、C2 的参数,便可在 VT2 的集电极上产生 1 - 10Hz 的甚低频交流(方波)信号。这个信号会通过 R6、RP 输送到湿敏元件 RH 的下端。
当选择开关 SA 拨至 “测量” 位置时,VT2 集电极的交流电会依次流过 R6、RP、RH、SA、
桥式整流器 VD1 - VD4。这里的桥式整流器是全波整流器,无论其输入端 A、B 哪端为负,都能将交流电流整流成直流电流。整流后的直流电流,经过 R7 和滤波
电容器 C3、C4 滤波后,会变成稳定的直流电流,并加到微安表头 PA 上。
由于空气相对湿度不同,湿敏元件 RH 呈现的阻值也会不同。根据欧姆定律,在电路中,电流与电阻成反比关系。因此,当 RH 的阻值发生变化时,整流后流过表头 PA 的电流值大小也会不一样。这样一来,就可以通过 PA 刻度直观地读出空气湿度。
为了更深入地理解这一过程,我们可以从
电子学的角度进一步分析。自激多谐振荡器产生的甚低频交流信号,是整个电路的信号源。它为后续的测量提供了合适的交流输入。桥式整流器的作用是将交流信号转换为直流信号,因为表头 PA 通常只能测量直流电流。而滤波电容器 C3、C4 的存在,是为了消除整流后直流电流中的交流成分,使加到表头 PA 上的电流更加稳定,从而提高测量的准确性。
此外,在实际应用中,还可以根据具体需求对电路进行优化。例如,可以选择更合适的湿敏元件,以提高测量的灵敏度和精度;也可以对滤波电路进行改进,进一步减少干扰,提高测量的稳定性。