Здравствуйте уважаемые знатоки!
Помогите пожалуйста советом.
Есть датчик влажности HR202 (даташит: http://yadi.sk/d/RRf_unKMQmZKT)
Это резистивный нелинейный датчик, сопротивление которого меняется в зависимости от влажности и температуры окружающего воздуха. У этого датчика есть минимальное сопротивление (MIN = 1,3кОМ) и максимальное сопротивление (MAX = 10 МОМ).

Необходимо создать на основе этого датчика схему, которая бы преобразовывала бы диапазон от 1,3кОМ до 10МОМ в напряжение от 1,5 Вольт до 5 Вольт. При преобразовании необходимо чтобы сохранялась линейная характеристика выходного сигнала относительно изменения сопротивления датчика. Далее по схеме этот сигнал будет оцифровываться АЦП...

Решение вопроса видится в использовании операционного усилителя, но может кто-то подскажет иной подход.
Интересует сама схема и ее расчет... в общем все что может помочь в решении этого вопроса.
Заранее огромное спасибо всем кто откликнулся...

Сначала АЦП, потом любые манипуляции с числом.
Что лень программировать - то паяем.

Производитель запрещает использование сенсора на постоянном токе. Думаю, что нужен RC-генератор с нулевой постоянной составляющей тока через сенсор. Частоту генерации использовать в качестве измеряемого параметра.

PCBWay - всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Онлайн просмотровщик Gerber-файлов от PCBWay + Услуги 3D печати

Примечательно то, что на этом китайском датчике сами же китайцы по китайской схеме (http://yadi.sk/d/imOVYLFQQmsyP) делают на компараторах датчики например вот:
http://www.dx.com/ru/p/diy-hr-202-humidity-detection-sensor-module-blue-152031
http://lapantech.com/Sensor-Kelembaban-udara-hygrometer-arduino-hr202
Только вот они только умеют срабатывать по определенному порогу (уровень 0 и 1) влажности... а мне требуется аналоговый выход от 1,5В. до 5В.
В интернете полно мест где продаются такие датчике на компараторах... и работают... хотя в даташите говорится о частоте 1КГц
Что скажите на счет этого?

Организация питания на основе надежных литиевых аккумуляторов EVE и микросхем азиатского производства

Качественное и безопасное устройство, работающее от аккумулятора, должно учитывать его физические и химические свойства, профили заряда и разряда, их изменение во времени и под влиянием различных условий, таких как температура и ток нагрузки. Мы расскажем о литий-ионных аккумуляторных батареях EVE и нескольких решениях от различных китайских компаний, рекомендуемых для разработок приложений с использованием этих АКБ. Представленные в статье китайские аналоги помогут заменить продукцию западных брендов с оптимизацией цены без потери качества.

Подробнее>>

Дело в том... что в силу схемотехники АЦП принимает лишь этот диапазон 1,5 - 5 Вольт (ну в крайнем случае 1,5 до 9 Вольт).
и после АЦП идет готовое программное решение, к которому нет доступа.
Так что схема датчика должна стоять до АЦП.

Новый аккумулятор EVE серии PLM для GSM-трекеров, работающих в жёстких условиях (до -40°С)

Компания EVE выпустила новый аккумулятор серии PLM, сочетающий в себе высокую безопасность, длительный срок службы, широкий температурный диапазон и высокую токоотдачу даже при отрицательной температуре. Эти аккумуляторы поддерживают заряд при температуре от -40/-20°С (сниженным значением тока), безопасны (не воспламеняются и не взрываются) при механическом повреждении (протыкание и сдавливание), устойчивы к вибрации. Они могут применяться как для автотранспорта (трекеры, маячки, сигнализация), так и для промышленных устройств мониторинга, IoT-устройств.

Подробнее>>

Кстати, характеристика у датчика нелинейная, и если сделать линейный преобразователь, то вы потеряете диапазон примерно от 70% и выше. Посмотрите внимательно на график и таблицу. Подсказываю - обратить внимание на процент изменения сопротивления в нижней части диапазона и верхней по отношению к 10 МОм.

По поводу нелинейности самого датчика я знаю. Требуется именно сузить диапазон не потеряв форму кривой.
Разруливание данной кривой будет осуществляться программно после АЦП.

а теперь давайте пофилософствуем. Возьмём для начала 16-битный АЦП и температуру 20 градусов. Для предела 10 МОм один шаг АЦП примерно равен 150 Ом. Таким образом на верхних пределах только погрешность метода измерения составляет примерно 150/4800*100=3,6%. При идеальном качестве разводки АЦП имеет погрешность 1-2 МЗР. Не забываем, что должен быть весьма прецизионный источник тока желательно не хуже 1Е-5. Ну и монтаж соответствующий. Суммарная неопределённость измерения будет зашкаливать все разумные величины.
Так что надо смотреть в сторону логарифмического преобразователя сопротивление-напряжение, или с переключением диапазонов. И, кстати, работать он должен на переменном токе, так что лучше думать, наверное, в сторону преобразователя сопротивление-частота.

Спасибо за исчерпывающий ответ. Похоже это тупиковый вариант использования данного датчика.

У Вас техзадание использовать именно этот датчик, или цель сделать измеритель влажности на каком-либо датчике? Если последнее, почему не выбрать датчик с цифровым интерфейсом?

Уважаемый КОТ, просто мне по наследству досталась такая вот коробочка с такими вод датчиками, решил их пристроить... но вот проблема в их нелинейности меня смущает.... очень...

Резистивный датчик подойдет для простых пороговых устройств, напимер для индикации протечки воды, для включения вентиляции при подъеме влажности, как датчик дождя и пр. Для измерения влажности сегодня выпускается целая армия цифровых датчиков, с которыми подобные проблемы не возникают, тем более, то Вы собираетесь использовать микроконтроллер. Посмотрите, например, у меня в профиле статьи по таким датчикам.

Замерил сопротивление в диапазоне частот от 0 (пост.ток) до 20 кГц .... увы, кроме небольшой емкости в датчике ничего не обнаружено

Хотел заменить аналогичный в увлажнителе Ролсен..... но, увы ..
Для измерения на эту пластину в Увлажнитель Rolsen RAH-776 я наносил мыльный гель
через полгода такой датчик деградирует ... нужно повторять

Нигде не встречал состав влагочувствительного состава ....

Вау, спасибо за рецептик, как раз искал практический опыт подобного восстановления.


Встречал упоминание ацетата-бутирата целлюлозы. Думаю, можно попробовать и с двухзамещённым ацетатом целлюлозы, который много где используется, в том числе в качестве лака, и растворим в ацетоне и, вроде, также в спиртах.
Но в целом проще и даже дешевле может быть купить новый датчик...

С датчиками влажности беда изрядная - деградируют гады. Особенно страшна конденсация воды на чувствительном элементе, что при измерениях в районе 98% не редкость.

Нужны датчики работающие по точке росы - им пофигу. Принцип - отосистема смотрет на охлаждаемое зеркало, как только на нем выпала роса, замеряем искомую температуру и нагреваем зеркало до очищения. Но что-то я не встречал доступных и пригодных к применению изделий. А что встречал имело экзотические системы охлаждения вроде управляемого дросселирования сжатого газа. А вот что-б с элементом им. тов. Пельтье - не встречал отечественных, а импорт - как-то очень мало.

Я имею ввиду датчик именно на принципе охлаждаемого зеркала.

Переменное напряжение питания необходимо для недопущения поляризации датчика, так гласит тех. описание:
(1) Избегайте поляризации, управляющее напряжение или ток должны быть 100% альтернативными.
(2) пожалуйста, измерьте датчик с помощью ЖК-моста альтернативного тока, не используйте мультиметр.

Вопрос: сигнал пила или меандр c NE555 или ОУ в этом случае может заменить переменный ток?