基于 LTC2991 的干湿计设计及原理解析

在用于系统监视器应用时，LTC2991 用来测量大型电路板上的电源电压、电流和温度。当用价值一美分的 MMBT3904 晶体管作为温度传感器时，该器件还能提供 ±1°C 的准确度，从而使其非常适用于很多仪表应用。温度是测量最多的物理参数，而且传感器选择随着准确度要求、耐用性、成本以及与所测量介质兼容性的不同而不同。价格便宜的 NPN 晶体管非常适用于要求一次性传感器或那些需要大量传感器的应用。

干湿计：它并不像名字那么高深吓人

干湿计是一类湿度表，是一种测量相对湿度的装置。干湿计采用两个温度计，一个干 (干球)，而另一个则用浸透蒸馏水的布覆盖温度计 (湿球)。可用风扇或者靠摆动干湿计 (如同“悬挂式湿度计”一样) 使空气经过两个温度计。然后，根据干球和湿球温度，用配有湿度计算图的查找表计算湿度。或者，有一些方程可用来计算湿度。以下方程就是用来测试该电路。

WET = 湿球摄氏温度  

DRY = 干球摄氏温度

P = 压力 (单位为 kPa)

图 1 显示了基于 LTC2991 的干湿计。两个晶体管连接到适当的 LTC2991 输入时，提供湿球和干球温度读数。

 

图 1：采用 LTC2991 构成的简单干湿计

WET BULB：COVERED WITH DAMP FABRIC：湿球：用浸湿的织物覆盖
DRY BULB：干球
DEMONSTRATION CIRCUIT：演示电路板
PC WITH OulkEval™ II SOFTWARE：采用 OulkEval™ II 软件的 PC
(INCLUDING PSYCHROMETER EASTER EGG)：(软件还包括一个相对湿度计算程序以作为小礼物)
PRESSURE SENSOR：压力传感器

上述方程包括大气压力这个变量，这里该变量的值通过 Novasensor NPP301-100 气压传感器确定，通过为差分输入而配置的信道 X 测量该传感器。在 100kPa 气压时 (海平面压力大约为 101.325kPa)，满标度输出为每伏激励电压 20mV。

LTC2991 还可测量自己的电源电压 (在这个电路中，该电压就是用来激励压力传感器的电源轨)。因此，很容易从压力传感器计算成比例的结果，从而消除了激励电压造成的误差。

误差预算

用 LTC2991 进行远程温度测量可保证提供 ±1°C 的准确度。图 2 显示了在最坏情况下 0.7°C 误差所导致的指示湿度误差，以及显示了在最坏情况下 0.7°C 误差与来自压力传感器的最坏情况误差合起来所导致的指示湿度误差。这个误差范围处于干湿计方程本身的准确度范围之内。如果需要更高的准确度，那么可能需要编制一个配有湿度计算图的查找表。

 

图 2：最坏情况下的误差

ERROR (% OF RELATIVE HUMIDITY)：误差 (相对湿度的百分数)
POSITIVE ERROR：正误差
NEGATIVE ERROR：负误差
WET BULB TEMPERATURE：湿球温度

试试这个吧！

LTC2991 演示电路板 (DC1785A) 的软件还包括一个湿度读数计算程序作为小礼物，该软件就在凌力尔特 QuikEval™ 软件套件中。

演示电路板须按照图 1 所示连接。简单地在 DC1785A 软件的安装目录中增加一个名为 “ tester.txt” 的文件就可获取读数。这个文件的内容无关紧要。在软件启动时，信息“Test mode enabled (测试模式已启动)”应该显示在状态栏中，Humidity (湿度) 选项会出现在 Tools (工具) 菜单中。然后，可以将湿度读数与相对准确度级别类似的传感器 (例如: 薄膜电阻器和电容器) 进行比较。

 

图 3：LTC2991 演示电路板 (DC1785A) 的软件还包括一个湿度读数计算程序作为小礼物，该软件就在凌力尔特 QuikEval™ 软件套件中。

Humidity…：湿度……
Wet Bulb：湿球
Dry Bulb：干球
Pressure：压力
Excitation voltage：激励电压
Relative Humidity：相对湿度
Stop：停止