专利名称：纸张湿度传感器及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种纸张湿度传感器及其应用，属纸张湿度传感器和纸张湿度测量的技术领域。
背景技术：
纸张湿度不同，纸张的尺寸也不同，湿度高的纸张尺寸大，反之尺寸小。用湿度不符合要求的纸张印刷，印品的套色会不准。纸张湿度过高还会对印刷用的油墨产生影响，使印品印后走色、拖脏等。因此，印刷厂，尤其是印钞厂在关键的印刷工段，必需用纸张测湿仪测量印刷用纸张的湿度，以监视和控制印刷用纸张的湿度，确保印品的印刷质量。
测量纸张湿度，需用能传感纸张湿度的湿度传感器。
背景技术：
中有一类湿度传感器，把待测湿度转换成电阻，通过测量电阻，间接测出待测湿度。例如，专利号和标题分别00256856.X和‘电子尿裤防渗漏湿度传感器’的中国实用新型专利报道一种湿度传感器。该传感器由两根导电橡胶条和上下两层防水布构成，防水布之间有与橡胶条平行的三条热合带，橡胶条一端接传感器插座，另一端连续缝合在热合带之间的上防水布上，缝合在上防水布上的橡胶条一端有若干段裸露在外，传感湿度。平时两根导电橡胶条之间干燥，传感器插座两端的电阻极大，相当于尿裤干燥，湿度低；尿裤尿湿后，尿液使两根导电橡胶条之间导通，传感器插座两端的电阻降低，相当于尿裤尿湿。又如，专利号和标题分别为US5479104和‘Electricalsensor for determining the moisture content of soil(传感土壤含水量的电传感器)’报道一种传感土壤含水量的电传感器，即湿度传感器。测量时将该传感器的探头插入泥土，通过传感土壤的电阻，间接测出土壤的含水量，即土壤湿度。
背景技术：
的上述的缺点是湿度传感器不能用来传感纸张的湿度1、柔性结构，传感器的传感部分不能与纸张表面紧密贴合；2、纸张太薄，传感器的传感部分，即探头不能插入到纸张的内部。
发明内容
本发明要解决的技术问题是推出一种纸张湿度传感器。该传感器有以下优点1、结构简单；2、造价便宜；3、操作容易；4、性能稳定。
本发明通过采用下述技术方案，使上述问题得到解决。一种纸张湿度传感器1，由探头10、壳体11、引出线12和插头CT组成，其特征在于，探头10由二个螺钉104和二片焊片105组成，壳体11是尼龙或胶木，二个螺钉104将二片焊片105紧固于电极圈座103，内电极圈101和外电极圈102分别通过二根钼丝与二个螺钉104连接，二根钼丝的一端分别嵌在电极圈座103和螺钉104之间，二根钼丝的另一端分别刺入内电极圈101和外电极圈102，引出线12是屏蔽线，引出线12一端的芯线和外皮分别与二片焊片105连接，引出线12另一端的芯线和外皮分别与插头CT的芯针和外壳连接。见图2。
工作原理。对传感器1施加压力，令纸张湿度传感器1的传感部分，探头10的内电极圈101和外电极圈102与待测纸样的表面紧密贴合，内电极圈101和外电极圈102将传感到的纸张湿度转换成电阻，从插头CT两端输出。纸张湿度传感器1相当于是一个阻值与待测纸样湿度有关的电阻。
本发明要解决的另一个技术问题是推出纸张湿度传感器1的应用。本发明通过以下技术方案使上述技术问题得到解决。一种纸张湿度传感器1的应用，其特征在于，纸张测湿传感器1与放大器2和直流电源3组成纸张测湿仪，放大器2由晶体管BG1、BG2，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，可变电阻W1、W2，电容C1、C3，开关K2的闸刀K2a及其触点1、2、3，插座CZ和电流表M组成，晶体管BG1、BG2是绝缘结型FET，开关K2是双刀三掷开关，上述电子元器件连接成FET源极跟随型直流差动放大器，直流电源3包括干电池或Ni-Cd电池组B，纸张湿度传感器1经插入插座CZ的插头CT与放大器2连接，纸张湿度传感器1和放大器2跨接在直流电源3的两端。见图1、2、3。
上述纸张湿度传感器1的应用的附加特征在于，直流电源3还包括开关K2的闸刀K2b及其触点1、2、3，干电池或Ni-Cd电池组B的电压为12V，干电池或Ni-Cd电池组B经闸刀K2b及其触点1、3与纸张湿度传感器1和放大器2连接，触点1、3连接在一起。见图3。
上述纸张湿度传感器1的应用的附加特征在于，直流电源3还包括开关K2的闸刀K2b及其触点1、2、3，稳压集成电路IC和电容C2，干电池或Ni-Cd电池组B的电压为18V，干电池或Ni-Cd电池组B经闸刀K2b及其触点1、3，稳压集成电路IC和电容C2与纸张湿度传感器1和放大器2连接，触点1、3连接在一起，稳压集成电路IC的公共端接地，电容C2跨接在触点1或触点3与地线之间。见图4。
上述纸张湿度传感器1的应用的附加特征在于，直流电源3还包括开关K2的闸刀K2b及其触点1、2、3，二极管D1、D2，发光管Z1、Z2和电阻R8、R9，干电池或Ni-Cd电池组B的电压为12V，干电池或Ni-Cd电池组B经闸刀K2b及其触点1、3，二极管D1、D2，发光管Z1、Z2和电阻R8、R9与纸张湿度传感器1和放大器2连接，发光管Z1与电阻R9串联后跨接在触点1与地线之间，发光管Z2与电阻R9串联后跨接在触点2与地线之间。见图5。
上述纸张湿度传感器1的应用的附加特征在于，直流电源3还包括开关K2的闸刀K2b及其触点1、2、3，开关K1，电阻R7和可变电阻W3，开关K1是双刀双掷按钮开关，干电池或Ni-Cd电池组B的电压为12V，干电池Ni-Cd或电池组B经闸刀K2b及其触点1、3与纸张湿度传感器1和放大器2连接，触点1、3连接在一起，闸刀K1a及其触点1分别与电流表M和晶体管BG1的源极连接，闸刀K1b与闸刀K2b连接，电阻R7与可变电阻W3串联后跨接在开关K1的二个触点2之间。见图6。
上述纸张湿度传感器1的应用的附加特征在于，直流电源3还包括开关K2的闸刀K2b及其触点1、2、3，开关K1，电阻R7，可变电阻W3，二极管D1、D2，发光管Z1、Z2，电阻R8、R9，电容2和稳压集成电路IC，开关K1是双刀双掷按钮开关，干电池或Ni-Cd电池组B的电压为18V，干电池或Ni-Cd电池组B经闸刀K2b及其触点1、3，二极管D1、D2，稳压集成电路IC和电容C2与纸张湿度传感器1和放大器2连接，电容C2跨接在二极管D1、D2的阴极连接点与地线之间，发光管Z1与电阻R8串联后跨接在触点1与地线之间，发光管Z2与电阻R9串联后跨接在触点2与地线之间，闸刀K1a及其触点1分别与电流表M和晶体管BG1的源极连接，闸刀K1b与闸刀K2b连接，电阻R7与可变电阻W3串联后跨接在开关K1的二个触点2之间。见图7、8。
现以一种纸张湿度传感器1的应用，图7、8所示的纸张测湿仪为例，结合图2、7、8，说明本发明的应用的工作原理。
平时，开关K2的闸刀K2a和K2b分别与各自的触点2接通，该仪得不到干电池或Ni-Cd电池组B的供电，不工作。闸刀K1a和闸刀K1b分别与各自的触点1接通。
设待测纸样的湿度介于4～10％。把开关K2往上推，闸刀K2a和闸刀K2b分别与各自的触点1接通；干电池或Ni-Cd电池组B经闸刀K2b及其触点1，二极管D1和电容C2向稳压集成电路IC的输入端供电，稳压集成电路IC的输出端输出稳定电压12V，向传感器1和放大器2供电，该仪工作；发光管Z1得到供电，发光，指示该仪测量纸张湿度的量程为4～10％。
选一迭纸的第一张作为待测纸样。将探头10的内电极圈101和外电极圈102紧贴待测纸样的纸面，纸张湿度传感器1的插头CT的两端相当于是一个阻值与待测纸样湿度有关的高值电阻。该高值电阻与电阻R1组成分压器，放大器2只要测定电阻R1两端的输入电压，利用电流表M的读数，推算出该高值电阻的阻值，继而推算出待测纸样的湿度。为方便起见，利用湿度已知的纸样对电流表M的刻度进行定度，电流表M的刻度可直接绘制成纸张湿度。见图8。这样，一俟内电极圈101和外电极圈102与待测纸样的纸面压紧，电流表M立即示出待测纸样的湿度。测量操作简便，测量准确度高。可变电阻W1和W2分别是电流表M的零位和满度调节器。
当待测纸样的湿度超过10％时，把开关K2往下推，发光管Z1熄灭，发光管Z2发光，指示该仪测量纸张湿度的量程为10～17％。电阻R2与电阻R1并联，使放大器2测量电阻的阻值范围大大减小，与纸张湿度高电阻小的规律保持一致。其他方面与上述相似，这里不重复。
该仪使用完毕后，将开关K2拨至中档，闸刀K2b与触点2接通，供电电路断开，即关闭(OFF)。下次使用前，可利用开关K1检测干电池或Ni-Cd电池组B的电压，操作如下按下开关K1，闸刀K1a和闸刀K1b分别与各自的触点2接通，可变电阻W1、W2、W3，电阻R4、R5、R7和电流表M组成直流电压表，检测干电池或Ni-Cd电池组B的电压。当电流表M的读数低于红色区域，表示干电池或Ni-Cd电池组B电量不足，需换新或充电；当电流表M的读数在红色区域内，表示干电池或Ni-Cd电池组B的电量充足，可继续使用。
与背景技术相比，本发明有以下突出效果1、纸张湿度传感器1有结构简单、造价便宜、操作容易、性能稳定的优点。
2、纸张湿度传感器1与放大器2和直流电源3组成的纸张测湿仪有价格造价低廉、测量成本低、测量操作简便、测量准确度高和测量时间短的优点。
图1是含本发明所涉纸张湿度传感器1的纸张测湿仪的结构框图，其中1是纸张湿度传感器，2是放大器和3是直流电源。图2是纸张湿度传感器1的结构示意图，其中10是探头，101是内电极圈，102是外电极圈，103是电极圈座，104是螺钉，105是焊片，11是壳体，12是引出线和CT是插头。图3是实施例2的电路图，其中直流电源3包括电源开关电路。图4是实施例3的电路图，其中直流电源3包括稳压电路。图5是实施例4的电路图，其中直流电源3包括换档指示电路。图6是实施例5的电路图，其中直流电源3包括电池电压检测电路，开关K1是双刀双掷按钮开关。图7是实施例6的电路图，其中直流电源3包括电源开关电路、稳压电路、换档指示电路和电池电压检测电路。图8是本发明所涉纸张测湿仪的外貌图。
具体实施例方式
实施例1一种纸张湿度传感器1，其特征在于，另件的参数为外电极圈102是内径、外径和厚度分别为14mm、20mm和4.5mm的圆环；内电极圈101是外径和厚度分别为8mm和4.5mm的圆盘，内电极圈101与外电极圈102同心安装，引出线12是同轴电缆，插头CT是同轴电缆插头。
实施例2纸张湿度传感器1的应用之一，一种由图2、3所示电路构成的纸张测湿仪，其特征在于，元器件的参数为放大器2晶体管BG1、BG2为3DO14，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6的阻值分别为200M、2M、6K8、6K8、68K、51M，可变电阻W1、W2的阻值分别为6K8、100K，电容C1、C3的容量分别为680P、12μF，电流表M的满度电流为100μA，插座CZ为同轴电缆插座；直流电源3开关K2是双刀三掷开关，闸刀K2b及其触点1、2、3是开关K2的一部分，干电池或Ni-Cd电池组B的电压为12V。
实施例3纸张湿度传感器1的应用之二，一种由图2、4所示电路构成的纸张测湿仪，其特征在于，元器件的参数为放大器2晶体管BG1、BG2为3DO14，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6的阻值分别为200M、2M、6K8、6K8、68K、51M，可变电阻W1、W2的阻值分别为6K8、100K，电容C1、C3的容量分别为680P、12μF，电流表M的满度电流为100μA，插座CZ为同轴电缆插座；直流电源3开关K2是双刀三掷开关，闸刀K2b及其触点1、2、3是开关K2的一部分，电容C2的容量为12μF，稳压集成电路IC是78L12，干电池或Ni-Cd电池组B的电压为18V。
实施例4纸张湿度传感器1的应用之三，一种由图2、5所示电路构成的纸张测湿仪，其特征在于，元器件的参数为放大器2晶体管BG1、BG2为3DO14，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6的阻值分别为200M、2M、6K8、6K8、68K、51M，可变电阻W1、W2的阻值分别为6K8、100K，电容C1、C3的容量分别为680P、12μF，电流表M的满度电流为100μA，插座CZ为同轴电缆插座；直流电源3开关K2是双刀三掷开关，闸刀K2b及其触点1、2、3是开关K2的一部分，二极管D1、D2是1N4007，发光管Z1、Z2是1124GB，电阻R8、R9的阻值分别为18K、18K，干电池或Ni-Cd电池组B的电压为12V。
实施例5纸张湿度传感器1的应用之四，一种由图2、6所示电路构成的纸张测湿仪，其特征在于，元器件的参数为放大器2晶体管BG1、BG2为3DO14，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6的阻值分别为200M、2M、6K8、6K8、68K、51M，可变电阻W1、W2的阻值分别为6K8、100K，电容C1、C3的容量分别为680P、12μF，电流表M的满度电流为100μA，插座CZ为同轴电缆插座；直流电源3开关K2是双刀三掷开关，闸刀K2b及其触点1、2、3是开关K2的一部分，开关K1是双刀双掷按钮开关，电阻R7的阻值为100K，可变电阻W3的阻值为100K，干电池或Ni-Cd电池组B的电压为12V。
实施例6纸张湿度传感器1的应用之五，一种由图1、7所示电路构成的纸张测湿仪，其特征在于，其元器件的参数为放大器2晶体管BG1、BG2为3DO14，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6的阻值分别为200M、2M、6K8、6K8、68K、51M，可变电阻W1、W2的阻值分别为6K8、100K，电容C1、C3的容量分别为680P、12μF，电流表M的满度电流为100μA，插座CZ为同轴电缆插座；直流电源3开关K2是双刀三掷开关，闸刀K2b及其触点1、2、3是开关K2的一部分，开关K1是双刀双掷按钮开关，电阻R7的阻值为100K，可变电阻W3的阻值为100K，二极管D1、D2是1N4007，发光管Z1、Z2是1124GB，电阻R8、R9的阻值分别为18K、18K，稳压集成电路IC是78L12，电容C2的容量为12μF，干电池或Ni-Cd电池组B的电压为18V。
权利要求
1.一种纸张湿度传感器，由探头10、壳体11、引出线12和插头CT组成，其特征在于，探头10由二个螺钉104和二片焊片105组成，壳体11是尼龙或胶木，二个螺钉104将二片焊片105紧固于电极圈座103，内电极圈101和外电极圈102分别通过二根钼丝与二个螺钉104连接，二根钼丝的一端分别嵌在电极圈座103和螺钉104之间，二根钼丝的另一端分别刺入内电极圈101和外电极圈102，引出线12是屏蔽线，引出线12一端的芯线和外皮分别与二片焊片105连接，引出线12另一端的芯线和外皮分别与插头CT的芯针和外壳连接。
2.根据权利要求1所述的纸张湿度传感器，其特征在于，另件的参数为外电极圈102是内径、外径和厚度分别为14mm、20mm和4.5mm的圆环；内电极圈101是外径和厚度分别为8mm和4.5mm的圆盘，内电极圈101与外电极圈102同心安装，引出线12是同轴电缆，插头CT是同轴电缆插头。
3.权利要求1或2所述的一种纸张湿度传感器的应用，其特征在于，纸张测湿传感器1与放大器2和直流电源3组成纸张测湿仪，放大器2由晶体管BG1、BG2，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，可变电阻W1、W2，电容C1、C3，开关K2的闸刀K2a及其触点1、2、3，插座CZ和电流表M组成，晶体管BG1、BG2是绝缘结型FET，开关K2是双刀三掷开关，上述电子元器件连接成FET源极跟随型直流差动放大器，直流电源3包括干电池或Ni-Cd电池组B，纸张湿度传感器1经插入插座CZ的插头CT与放大器2连接，纸张湿度传感器1和放大器2跨接在直流电源3的两端。
4.根据权利要求3所述的一种纸张湿度传感器的应用，其特征在于，直流电源3还包括开关K2的闸刀K2b及其触点1、2、3，干电池或Ni-Cd电池组B的电压为12V，干电池或Ni-Cd电池组B经闸刀K2b及其触点1、3与纸张湿度传感器1和放大器2连接，触点1、3连接在一起。
5.根据权利要求4所述的一种纸张湿度传感器的应用，其特征在于，元器件的参数为放大器2晶体管BG1、BG2为3DO14，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6的阻值分别为200M、2M、6K8、6K8、68K、51M，可变电阻W1、W2的阻值分别为6K8、100K，电容C1、C3的容量分别为680P、12μF，电流表M的满度电流为100μA，插座CZ为同轴电缆插座；直流电源3开关K2是双刀三掷开关，闸刀K2b及其触点1、2、3是开关K2的一部分，干电池或Ni-Cd电池组B的电压为12V。
6.根据权利要求3所述的一种纸张湿度传感器的应用，其特征在于，直流电源3还包括开关K2的闸刀K2b及其触点1、2、3，稳压集成电路IC和电容C2，干电池或Ni-Cd电池组B的电压为18V，干电池或Ni-Cd电池组B经闸刀K2b及其触点1、3，稳压集成电路IC和电容C2与纸张湿度传感器1和放大器2连接，触点1、3连接在一起，稳压集成电路IC的公共端接地，电容C2跨接在触点1或触点3与地线之间。
7.根据权利要求6所述的一种纸张湿度传感器的应用，其特征在于，元器件的参数为放大器2晶体管BG1、BG2为3DO14，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6的阻值分别为200M、2M、6K8、6K8、68K、51M，可变电阻W1、W2的阻值分别为6K8、100K，电容C1、C3的容量分别为680P、12μF，电流表M的满度电流为100μA，插座CZ为同轴电缆插座；直流电源3开关K2是双刀三掷开关，闸刀K2b及其触点1、2、3是开关K2的一部分，电容C2的容量为12μF，稳压集成电路IC是78L12，干电池或Ni-Cd电池组B的电压为18V。
8.根据权利要求3所述的一种纸张湿度传感器的应用，其特征在于，直流电源3还包括开关K2的闸刀K2b及其触点1、2、3，二极管D1、D2，发光管Z1、Z2和电阻R8、R9，干电池或Ni-Cd电池组B的电压为12V，干电池或Ni-Cd电池组B经闸刀K2b及其触点1、3，二极管D1、D2，发光管Z1、Z2和电阻R8、R9与纸张湿度传感器1和放大器2连接，发光管Z1与电阻R9串联后跨接在触点1与地线之间，发光管Z2与电阻R9串联后跨接在触点2与地线之间。
9.根据权利要求8所述的一种纸张湿度传感器的应用，其特征在于，元器件的参数为放大器2晶体管BG1、BG2为3DO14，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6的阻值分别为200M、2M、6K8、6K8、68K、51M，可变电阻W1、W2的阻值分别为6K8、100K，电容C1、C3的容量分别为680P、12μF，电流表M的满度电流为100μA，插座CZ为同轴电缆插座；直流电源3开关K2是双刀三掷开关，闸刀K2b及其触点1、2、3是开关K2的一部分，二极管D1、D2是1N4007，发光管Z1、Z2是1124GB，电阻R8、R9的阻值分别为18K、18K，干电池或Ni-Cd电池组B的电压为12V。
10.根据权利要求3所述的一种纸张湿度传感器的应用，其特征在于，直流电源3还包括开关K2的闸刀K2b及其触点1、2、3，开关K1，电阻R7和可变电阻W3，开关K1是双刀双掷按钮开关，干电池或Ni-Cd电池组B的电压为12V，干电池Ni-Cd或电池组B经闸刀K2b及其触点1、3与纸张湿度传感器1和放大器2连接，触点1、3连接在一起，闸刀K1a及其触点1分别与电流表M和晶体管BG1的源极连接，闸刀K1b与闸刀K2b连接，电阻R7与可变电阻W3串联后跨接在开关K1的二个触点2之间。
11.根据权利要求10所述的一种纸张湿度传感器的应用，其特征在于，元器件的参数为放大器2晶体管BG1、BG2为3DO14，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6的阻值分别为200M、2M、6K8、6K8、68K、51M，可变电阻W1、W2的阻值分别为6K8、100K，电容C1、C3的容量分别为680P、12μF，电流表M的满度电流为100μA，插座CZ为同轴电缆插座；直流电源3开关K2是双刀三掷开关，闸刀K2b及其触点1、2、3是开关K2的一部分，开关K1是双刀双掷按钮开关，电阻R7的阻值为100K，可变电阻W3的阻值为100K，干电池或Ni-Cd电池组B的电压为12V。
12.根据权利要求3、4、6、8或10所述的一种纸张湿度传感器的应用，其特征在于，直流电源3还包括开关K2的闸刀K2b及其触点1、2、3，开关K1，电阻R7，可变电阻W3，二极管D1、D2，发光管Z1、Z2，电阻R8、R9，电容2和稳压集成电路IC，开关K1是双刀双掷按钮开关，干电池或Ni-Cd电池组B的电压为18V，干电池或Ni-Cd电池组B经闸刀K2b及其触点1、3，二极管D1、D2，稳压集成电路IC和电容C2与纸张湿度传感器1和放大器2连接，电容C2跨接在二极管D1、D2的阴极连接点与地线之间，发光管Z1与电阻R8串联后跨接在触点1与地线之间，发光管Z2与电阻R9串联后跨接在触点2与地线之间，闸刀K1a及其触点1分别与电流表M和晶体管BG1的源极连接，闸刀K1b与闸刀K2b连接，电阻R7与可变电阻W3串联后跨接在开关K1的二个触点2之间。
13.根据权利要求12所述的一种纸张湿度传感器的应用，其特征在于，其元器件的参数为放大器2晶体管BG1、BG2为3DO14，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6的阻值分别为200M、2M、6K8、6K8、68K、51M，可变电阻W1、W2的阻值分别为6K8、100K，电容C1、C3的容量分别为680P、12μF，电流表M的满度电流为100μA，插座CZ为同轴电缆插座；直流电源3开关K2是双刀三掷开关，闸刀K2b及其触点1、2、3是开关K2的一部分，开关K1是双刀双掷按钮开关，电阻R7的阻值为100K，可变电阻W3的阻值为100K，二极管D1、D2是1N4007，发光管Z1、Z2是1124GB，电阻R8、R9的阻值分别为18K、18K，稳压集成电路IC是78L12，电容C2的容量为12μF，干电池或Ni-Cd电池组B的电压为18V。
全文摘要
一种纸张湿度传感器及其应用,该传感器含用导电硅橡胶制的内电极圈101和外电极圈102,测纸张湿度时,内电极圈101和外电极圈102紧贴待测纸样的纸面,该传感器相当于是一个阻值与待测纸样湿度有关的电阻,测出该电阻的阻值,便可推算出待测纸样湿度,有结构简单、造价便宜、操作容易和性能稳定等优点。应用:该传感器适于与放大器2和直流电源3组成纸张测湿仪,放大器2是FET源极跟随型直流差动放大器,直流电源3包括干电池或Ni－Cd电池组B。该纸张测湿仪特别适于用来测量印刷用纸的湿度。
文档编号G01N27/04GK1389725SQ0213601
公开日2003年1月8日 申请日期2002年7月12日 优先权日2002年7月12日
发明者王洪波, 邱玲, 沈焕刚 申请人:上海印钞厂