摘要：環境濕度測試儀由濕敏電容HS1100，濕度頻率轉換器件NE555，基準頻率產生及分頻器CC4060，頻率電平轉換器件CD4013等電路組成。環境濕度的變化會引起濕敏電容HS1100容量的改變，使NE555輸出信號頻率由常態的6 667 Hz左右降低為6 189 Hz，此頻率送到計數器CC4060 U2經十二分頻輸出，同時另一塊計數器CC4060 U1通過調節定時元件可以產生6 000 Hz～17 000 Hz的頻率信號，也經過十二分頻輸出，當我們調節定時電位器RPI使CC4060 U1產生的頻率剛好略大于6189Hz，且遠遠小于6 667 Hz時，就可以在環境濕度過大時輸出高電平信號，啟動報警或增干電路工作。
關鍵詞：濕度測試儀；CC4060；頻率；NE555

隨著科技的發展，社會需要能夠自動控制的監測設備，環境濕度測試儀就是一種用于環境濕度自動監測控制的設備。本文介紹基于計數器CC4060等構成的環境濕度測試儀，電路簡單，調試方便，監測準確，精度高。

1 電路構想
1．1 組成框圖
本文環境濕度測試儀的組成框圖如圖1所示，它由濕度監測器件，濕度頻率轉換器件，基準頻率產生電路，頻率電平轉換電路，輸出控制電路等組成。

1．2 器件選擇及原理構思
濕度監測部分采用高分子薄膜式濕敏電容HS1100，具有不需校準的完全互換性，能瞬時退飽和。相對濕度在0％～100％RH范圍內，電容量由162pF變到200pF，其誤差不大于±2％RH，響應時間小于5 s，在55％RH、25℃、10 kHz條件下，其典型標稱電容為180pF，供電電壓一般選5 V，工作溫度-40℃～100℃。HS1101用做濕度傳感器時，測量電路有兩種設計方案，一種是線性電壓輸出式，比例系數為正值；另一種是線性頻率輸出式，比例系數為負值。本設計采用的是頻率輸出式。
濕度頻率轉換電路采用NE555定時器，成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實現多諧振蕩器、單穩態觸發器及施密特觸發器等脈沖產生與變換電路。本電路其與濕敏電容HS1100和電阻等構成多諧振蕩器，通過恰當設置電路中的電阻值，輸出方波，實現濕度監測量向頻率信號的轉換，通過頻率信號的高低我們就可以得知環境濕度是否正常。
基準頻率振蕩器和頻率電壓轉換器都采用十四位串行計數器CC4060，它采用CNOS制作工藝、標準DIP-8封裝的14位二進制串行計數／分頻器集成電路，振蕩器的結構可以是RC或晶振電路。CC4060復位端為高電平時，計數器清零且振蕩器使用無效；復位端為低電平時，由外接的振蕩定時元件控制產生一定頻率的信號，并可以輸出4分頻到10分頻，12分頻到14分頻的脈沖信號。本電路的基準頻率振蕩器由CC4060及其定時元件組成，產生的頻率信號經12分頻后送至D觸發器，為D觸發器提供時鐘脈沖。頻率電壓轉換器則利用的是CC4060的分頻功能，將NE555定時器輸出的頻率信號送至CC4060，經12分頻后輸出至D觸發器輸入端，根據環境是否潮濕產生相應的電平，驅動D觸發器工作輸出控制電平。
輸出控制電路可以根據實際需要采取相應的電路，本電路的輸出控制部分由三極管控制繼電器實現，D觸發器輸出的高電平，使三極管導通驅動繼電器動作，產生報警信號或驅動干燥電路工作，使環境濕度恢復到正常值范圍。

2 電路實施及參數選擇
2．1 濕度監測及濕度頻率轉換電路(圖2)

C是濕敏電容HS1100，容量會隨著環境濕度的變化而改變，使②腳和⑥腳的充放電時間常數發生變化，改變③腳的輸出信號的頻率，實現環境濕度的變化轉換為頻率的變化，由非電量轉變為電量。⑤腳外接電阻R3的阻值為910 kΩ，與集成電路內接的電阻5 kΩ相差很大，所以一般基準電壓就可以認為是電源電壓VCC，R1的阻值50 kΩ，濕敏電容常態下為180pF，R2的阻值一般為576 kΩ左右，可根據調試的需要串聯電位器，實現最佳的控制精度。由以上數值可算出③腳常態下輸出的脈沖周期T=(R1+2R2)Cln2，為0．15ms左右，則頻率在6 667 Hz左右，當環境濕度增大為90％RH時，頻率會減少到6 186 Hz左右，引起后續電路動作，實現增干和報警。