Numeral Value Revise Method of 1wire Temperature andRelative 
Humidity Sensor

WANG Yu, HE Weiren

(Shenyang Multivalue Electronic Tech Institute, Shenyang 110032, China)

　　Abstract: By deriving, the numeral value revise method of 1wiretemperature and relative humidity sensor is presented in this paper.
　　Key words: relative humidity; nonvolatile user memory; saturatedsalt method; revise value

1一線相對濕度傳感器與讀出儀表
　　美國DALLAS Semiconductor公司介紹DS2438應用實例時推薦了圖1所示的一線溫濕度傳感器電路。圖中HIH3610是Honeywell生產的電壓輸出的三端集成濕度傳感器；它具有線性度好、精度高、性能穩定、0～100%RH非凝結態全范圍可測量等突出優點。HIH3610的電壓輸出為：

　　V_out=V_supply｛0.0062(sensorRH)+0.16｝(1)
　　其中：V_out是從DS2438in測得的電壓值，V_supply是實測供電電壓值，sensorRH是環境溫度在25℃時的相對濕度。溫度補償關系為：
　　RH=(sensorRH)/(1.0546-0.00216T)(2)
　　RH為經過溫度補償的濕度值，T為實際環境溫度值。
　　圖1中，DS2438是具有一線總線通訊接口的10位A/D轉換器，片內包含一個高分辨率的數字溫度傳感器，它可用于濕度傳感器的溫度補償。供電電壓在2.4V～10.0V之間。內部留有40字節的非易失性用戶存貯器。因為濕度傳感器產品的參數分布具有一定的離散性，Honeywell公司在環境溫度為25℃時，對每只傳感器的兩點電壓進行測量標定，并提供給用戶作計算依據：
　　(1)電源電壓為5V時，環境濕度為0%RH時的零點補償電壓輸出V₀。
　　(2)氯化鈉飽和溶液容器內空氣相對濕度平衡點75.3%RH時的電壓輸出V_s。用2點電壓求出相對濕度的斜率：
　　

    把V₀與V_s的值存入DS2438的非易失性存貯器中，實測時在一線總線上讀出V_out、V₀、V_s，由一線總線儀表將SensorRH代入上述公式，計算出測量的實際相對濕度值RH。

2傳感器實際修正方法
　　因為出廠時間不同，焊接元件對傳感器本身存在影響，濕度敏度元件參數本身存在不確定偏差范圍以及人為因素等，需要對Honeywell公司標定的打印數據條做一次重新驗證。Honeywell公司用濕度零點V₀與氯化鈉飽和溶液相對濕度平衡點V_s做為基準參數點。但真正意義上的V₀不易取得，我們用另一種飽和鹽溶液碳酸鉀做基準參考點，用V_p表示。選擇V_p、V_s是因為這兩種鹽的溫度特性比其他鹽都要好。
　　在環境溫度25℃條件下測試，RH≈sensorRH。令測試儀表執行式(1)、(2)的算法，根據經驗：
　　①在氯化鈉飽和溶液瓶內置入一線濕度傳感器，蓋瓶口后在無熱擾動，無日光直接照射條件下的三小時后可測得平衡態的相對濕度值RH_si。
　　②在碳酸鉀飽和溶液內置入濕度傳感器，蓋瓶口后約兩小時后可測得平衡態下的相對濕度值RH_pi。每隔二十分鐘取值，兩種飽和鹽各取6次后，分別求平均值。測值如果不能與RH_p=43.2，RH_s=75.3相符，且超出偏差范圍，可以確定需要對原來標定的數據進行修正，修正的方法如下：

　　設：對傳感器S_i讀取的相對濕度值分別為V_pi、V_si，為使L_i與L₀重合，必須對式(3)的V₀、slope進行修正。先求出L_i在相對濕度RH=0時，在V_out軸上的截距V_0i。由于從測試儀表上讀出的是濕度值RH_si，RH_pi，打印紙條上的數據slope，V₀已知，故解方程(5)、(6)得到：
　　
　　在儀表中賦予一項修改V0，Slope的功能，就可以很方便地對一線溫濕度傳感器進行數值修正。

參考文獻
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［1］DALLAS SEMICONDUCTOR［EB/CD］.2000.
［2］Honeywell.Humiditysensor［OL］.http//content.honeywell.com/sensing/prodinfo/humiditymoisture/0090122.pdf.
［3］王雨，賀為人.一線總線技術方案［J］.儀器儀表與傳感器，2003，(8) .