【正文】 ； 鹽的厚度： 1020；面板的尺寸： 240*130；電路板的尺寸：150*155。在恒溫條件下，選擇不同的鹽盒后，經(jīng)一定的平衡時(shí)間，即可獲得由該盒內(nèi)飽和鹽溶液對(duì)應(yīng)的相對(duì)濕度。循環(huán)泵和控制閥 可以 加速濕度平衡，縮短檢測(cè)時(shí)間。 采用這種方法，關(guān)鍵是要知道一些物質(zhì)的濕度固定點(diǎn)。對(duì)于非揮發(fā)性溶質(zhì)，由于它的水汽壓很低其濃度的變化對(duì)水汽壓的影響可以忽略不計(jì)。它可提供工作標(biāo)準(zhǔn)濕度。前者一般能夠取得較寬的濕度范圍和較高的準(zhǔn)確度，但裝置復(fù)雜，價(jià)錢(qián)昂貴，在企業(yè)中使用不現(xiàn)實(shí)。 第五類(lèi)是化學(xué)方法。于是水汽通過(guò)膜向另一側(cè)滲透。 第二類(lèi)是混合法，它又可以分為混流法和分流法兩種。于是可以利用熱力學(xué) 尸 、v , T關(guān)系配制出所要求的濕度氣體。，不能測(cè)量瞬時(shí)濕度。 重量法是一種古老的濕度測(cè)量方法，由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，隨著相應(yīng)的測(cè)量設(shè)備精度的提高，才逐漸發(fā)展成為一種精密的測(cè)量方法。目前各國(guó)使用的濕度計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，基本上是通過(guò)兩種并行的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)量值的統(tǒng)一。因此， 在研究濕空氣時(shí)， 往往把它看成干空氣和水汽組成的二元?dú)怏w混合處理， 這樣可以使研究方法大大的簡(jiǎn)便， 且不至于造成很大的誤差. 濕度標(biāo)準(zhǔn)也因?yàn)榇朔ǎ?應(yīng)用干空氣和水汽在一定的壓力和溫度下， 按體積混合而成， 例如， 作為二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的濕度發(fā)生器， 精度f(wàn) %%. 濕度標(biāo)準(zhǔn) 測(cè)量濕度的儀器、方法和濕度傳感器種類(lèi)繁多，僅從它們所依據(jù)的原理來(lái)劃分就不下二、三十種，而其中又有相當(dāng)一部分是以實(shí)驗(yàn)為依據(jù)的。由純水組的水汽與冰的平衡:濕空氣與氣體水的飽和。在濕度測(cè)量中大多數(shù)屬于蒸發(fā)過(guò)程，如干濕球濕度計(jì)， 用濕球表面水分的蒸發(fā)來(lái)測(cè)量環(huán)境濕度，某些濕度發(fā)生器中制備飽和濕氣的過(guò)程等等。汽化的方式有蒸發(fā)和沸騰兩種，一種是氣體的自由表面作為氣一液的分界面的汽化過(guò)程稱為蒸發(fā)，如大海、江湖、池塘等表面的汽化。一般的情況下，空氣中的氮?dú)?，二氧化碳?xì)怏w及稀有氣體的成份比較固定，而水汽的含量則會(huì)經(jīng)常變化。過(guò)高或者過(guò)低的濕度，則會(huì)引起人們感覺(jué)不適。在本系統(tǒng)中，利用弱電對(duì)強(qiáng)電的控制電路，通過(guò)計(jì)算機(jī)的控制面板，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)濕度箱濕度源的自 動(dòng)切換，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳遞。這部分設(shè)計(jì)電路同時(shí)還要考慮對(duì)于散雜小電容干擾的消除和批量測(cè)試中通道選擇的問(wèn)題。處理的結(jié)果通過(guò)串口電路傳給上位機(jī)，同時(shí)接收從上位機(jī)的信息。 總體方案設(shè)計(jì) 由以上的分析，本系統(tǒng)的電路模塊設(shè)計(jì)框圖圖如圖3 7所示。它可以有效彌補(bǔ)了以往接口方式的不足，簡(jiǎn)了設(shè)備的連接和配置。 4，獨(dú)立供電?？鄢糜诳偩€狀態(tài)控制和錯(cuò)誤檢測(cè)等數(shù)據(jù)傳輸， Mb / s Mb/s 。允許外設(shè)熱插拔，而不必關(guān)閉主機(jī)電源。在實(shí)際的測(cè)量中，如果采樣區(qū)間的不統(tǒng)一將造成數(shù)據(jù)有著很大的誤差，甚至出現(xiàn)結(jié)果誤判的情況。 采用了Texas Instruments的高速DS P處理芯片TMS320LF2407A作為主控’器件，用來(lái)完成整個(gè)系統(tǒng)的控制、測(cè)量、運(yùn)算，輸出以及與上位機(jī)的通信。能夠?qū)崿F(xiàn)高速測(cè)量。溫度源MCU51單片機(jī)串口正弦波發(fā)生器信號(hào)源圖35以MCU51為核心的測(cè)量電路的實(shí)現(xiàn)過(guò)程圖3 6是采用D S P為核心的測(cè)量電路框圖，同上面5 1單片機(jī)測(cè)量過(guò)程相同，不同之處是少掉了正弦波發(fā)生器電路模塊，由于D S P是高速芯片，利用同步串口送出數(shù)字正弦波數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)D / A轉(zhuǎn)換芯片之后，產(chǎn)生測(cè)量所需的正弦波，這個(gè)正弦波經(jīng)過(guò)濕度傳感器后，再經(jīng)過(guò)一系列的電路處理后，由D S P的 A/ D采樣，數(shù)據(jù)采樣處理后的結(jié)果送往串口，由上位機(jī)顯示出測(cè)量值。 硬件模塊的實(shí)現(xiàn)方案 在本信息采集系統(tǒng) 硬件模塊中， 從功能 部件分，可以分為濕度源、 測(cè)控電路、通信接口三個(gè)部分。進(jìn)行實(shí)部測(cè)量時(shí)，將采樣時(shí)間的起點(diǎn)改在T/2時(shí)刻，在dsp控制下，在T/2至T時(shí)間段內(nèi)，對(duì)輸出 進(jìn)行采樣，在T至3T/2時(shí)間內(nèi)，對(duì)進(jìn)行采樣，由于和幅值相同，方向相反，所以兩個(gè)時(shí)間段的采樣值相同，表達(dá)式和虛部測(cè)量類(lèi)似。在上面的公式推導(dǎo)過(guò)程中，式（311），（312）直接測(cè)出，的值，根據(jù)（314）,(315)的公式推導(dǎo)，可求出電容值C，根據(jù)公式（38）Q=，可求出品質(zhì)參數(shù)值Q，至此，復(fù)數(shù)電壓法電容式濕度傳感器性能測(cè)試數(shù)學(xué)模型建立完成。 利用積分的對(duì)稱性，實(shí)部積分值為，表達(dá)式為： （39）其中：積分電阻，：積分電容，將式（33）式實(shí)部部分帶入（39）： （310）又帶入式（310）可得： （311）根據(jù)（311）式，即可求出實(shí)部積分的值。( d)為對(duì)電容的虛部進(jìn)行整流后的波形。經(jīng)過(guò)電子開(kāi)關(guān) Kz后，也同樣進(jìn)入積分電路。濕度傳感器的等效形式及其構(gòu)成的單元測(cè)量微分電路 （31）而 （32）將（31）代入（32）寫(xiě)可得) (33)根據(jù)上式可得： （34） （35）令： （36）由于： Q= （37）根據(jù)（36），（37）可得 Q= （38） 即品質(zhì)因數(shù)Q的值為微分電路輸出的復(fù)數(shù)電壓虛部和實(shí)部的比值。濕度傳感器并不是一個(gè)純電容，它的等效形式 如圖 3 1虛線部分所示，相當(dāng)于一個(gè)電容和一個(gè)電阻的并聯(lián)〔 1 9 3 濕度傳感器構(gòu)成的單元測(cè)量微分電路由濕度傳感器Zc 與反饋電阻R : 構(gòu)成了一個(gè)有源微分電路。 4 . 測(cè)試接口3 . 2 濕度傳感器測(cè)量原理 目前濕度傳感器在生產(chǎn)過(guò)程中還停留在手工測(cè)試階段，存在很多問(wèn)題，本節(jié)對(duì)電容式濕度傳感器進(jìn)行了詳細(xì)地分析，利用電容式濕度傳感器的等效形式，闡述了使用復(fù)數(shù)電壓法測(cè)量對(duì)濕度傳感器的測(cè)量過(guò)程，建立了復(fù)數(shù)電壓法電容式濕度傳感器性能測(cè)試數(shù)學(xué)模型。 4 . 測(cè)試系統(tǒng)與硬件的接口形式單一，不能適應(yīng)計(jì)算機(jī)接口最新的發(fā)展。三方案設(shè)計(jì)及測(cè)量原理 高分子電容式濕度傳感器生產(chǎn)己達(dá)到一定的規(guī)模。分壓式濕度傳感器應(yīng)用于濕度大于 9 0 % R H特殊環(huán)中。微式濕度傳感器，利用水汽吸收微波并使微波傳輸損耗發(fā)生變化的原理制成。電磁波濕度傳感器有晶式、二極管型、微波式、聲表面波濕度傳感器等。封裝初測(cè)老練測(cè)試篩 產(chǎn)品入庫(kù)圖23 工藝流程圖 以上所述濕度傳感器主要測(cè)定相對(duì)濕度。PI本身的介電常數(shù)很小，只有 ，而水的介電常數(shù)在室溫時(shí)為8 0 。 下面以聚酞亞胺膜作介質(zhì)的高分子電容式濕度傳感器為例介紹一下高分子電容式濕度傳感器。便于制造、容易實(shí)現(xiàn)小型化和集成化 ，其精度一般比濕敏電阻要低一 些。 高分子濕度傳感器在結(jié)構(gòu)上等同于一個(gè)變介電參數(shù)的平板電容器，當(dāng)被測(cè)環(huán)境濕度變化時(shí)，感濕膜吸附水分子使電容器的介電參數(shù)增大。在低濕度下 ( 3 0 %R H以下)適用電容型濕度傳感器為宜。主要缺點(diǎn)是抗高濕能力差， 長(zhǎng)期穩(wěn)定性有待進(jìn)一步研究。 早期感濕膜多采用醋酸纖維素及其衍生物。 半導(dǎo)體陶瓷型。高分子有機(jī)物濕度傳感器，它在氧化鋁基片上印刷固化了一對(duì)梳齒狀金電極，金電極表面涂敷了一層感濕膜組成的。 它是利用某些吸濕性能較好的物質(zhì)吸附水汽后，其電阻率變化的原理來(lái)測(cè)定相對(duì)濕度，一般在中濕度 ( 4 0 % 9 0 %R H)使用電阻型濕度傳感器?？煞譃殡娮?、電容、電解式，電阻與電容組合式，熱敏電阻式濕度傳感器等。目 前采用的制冷方式主要是半導(dǎo)體制冷和液氮制冷兩種。電阻法的冷凝器是在絕緣材料的表面上鑲嵌金屬電極，發(fā)生冷凝時(shí)，表面的電阻就發(fā)生變化。最常用的測(cè)量露點(diǎn)的方法是將欲測(cè)其溫度的表面冷卻，直到露珠 ( 或霧)初次冷凝其上為止，這是，立即讀出表面溫度。 露點(diǎn)傳感器 露點(diǎn)傳感器是利用冷卻方法使氣體中的水汽達(dá)到飽和而結(jié)露，根據(jù)結(jié)露點(diǎn)的溫度來(lái)測(cè)量氣體中的相對(duì)濕度。 蒸發(fā)式濕度傳感器 蒸發(fā)式濕度傳感器，一般稱為干濕球濕度計(jì)，由兩支完全相同的溫度計(jì)組成， 一支稱干球溫度計(jì)， 溫泡暴露在空 氣中， 測(cè)量環(huán)境溫度T，另一支溫計(jì)用特殊紗棉包裹與水容器相連保持濕潤(rùn)，當(dāng)濕球周?chē)諝馓幱诓伙柡蜖顟B(tài)時(shí)，濕球紗棉上的水分就不斷蒸發(fā)，由于水分蒸發(fā)需要吸收熱量，從而使?jié)袂虻臏囟认陆禐闉楦蓾癫?，則濕球吸收的熱量根據(jù)定壓比熱計(jì)算為 (21)式電 C ， 是以S 為質(zhì)量單位的 定壓比熱，M。伸縮式濕度傳感器在常溫測(cè)量中具有使用價(jià)值。毛發(fā)濕度傳感器是利用脫脂毛發(fā)的線性尺寸隨環(huán)境起的水汽含量而變的原理制成。 濕度測(cè)量中用到兩個(gè)很重要的參數(shù):絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度，絕對(duì)濕度是指單位體積濕氣中水蒸氣的質(zhì)量。而且還成為了所有微機(jī)外設(shè)包括鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)數(shù)字相機(jī)、掃描儀和游戲柄等等與主機(jī)相連的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議之一，這種連接較以往普通并口parallel port和串口serial port的連接而言主要的優(yōu)點(diǎn)是速度高功耗低支持即 插即用Plug amp。 2 .通用串行總線USB 當(dāng)今的計(jì)算機(jī)外部設(shè)備都在追求高速度和高通用性，為了滿足用戶的需求，日本 NEC 于 1994年 11月推出了 USB ( Universal Serial Bus )通用串行總線協(xié)議的第一個(gè)草案專用于低、中速的計(jì)算機(jī)。它標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)傳輸速率最高只能達(dá)到20 kb/s ，最大傳輸距離僅為15 米。RS 232串行總線，USE接口和并行接口，其中使用最常見(jiàn)，也是最方便的是前兩者。全球有5萬(wàn)多客戶選用T I 定制的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，使他們能非常容易地將D S P綜合到他們的系統(tǒng)中去。也可以是數(shù)字信號(hào)( 如開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、事件捕獲、測(cè)頻計(jì)數(shù)等) ，測(cè)量結(jié)果經(jīng)模塊內(nèi)部A / D轉(zhuǎn)換后用R S 4 8 5 通訊方式經(jīng)屏蔽雙絞線送至主計(jì)算機(jī)進(jìn)行采集，用戶可根據(jù)需要采用相應(yīng)的軟件對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行處理。與此同時(shí)，將計(jì)算得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示或打印，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)某些物理量的監(jiān)視，其中一部分?jǐn)?shù)據(jù)還將被生產(chǎn)過(guò)程中的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)用來(lái)控制某些物理量。 數(shù)據(jù)采集及傳感器測(cè)試技術(shù)現(xiàn)狀 數(shù)據(jù)采集技術(shù)( Data Acquisition ) 是信息科學(xué)的一個(gè)重要分支， 它研究信息數(shù)據(jù)的采集、存貯、處理以及控制等作業(yè)。它不僅可以制成簡(jiǎn)單的三維結(jié)構(gòu)，而且可以做成三維運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)與復(fù)雜的力平衡結(jié)構(gòu)。我國(guó)從 1980年開(kāi)始研制高分子濕度傳感器。 高分子濕度傳感器的研究始于1938年， 由美國(guó)的達(dá)姆( . Dummore ) 在金屬絲狀電極的上面浸涂一層聚乙烯醇和氯化鏗的混合感濕膜， 而研制出的浸式氯化鏗濕度傳感器。如紡織廠的棉紗質(zhì)量與濕度有直接關(guān)系，濕度要進(jìn)行控制。在家電上濕度測(cè)量廣泛應(yīng)用于空調(diào)機(jī)、微波爐、攝像機(jī)等電器。人們的日常生活和生產(chǎn)活動(dòng)以及動(dòng)植物的生長(zhǎng)和生存，都與周?chē)h(huán)境的濕度息息相關(guān)，從日常生活、家電、交通、到醫(yī)療、氣象、工農(nóng)業(yè)都需要進(jìn)行濕度測(cè)量。不難看出，傳感器技術(shù)是涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)及國(guó)防科研各領(lǐng)域的重要技術(shù)。它是人類(lèi)探知自然界信息的觸覺(jué)，為人們認(rèn)識(shí)和控制相應(yīng)的對(duì)象提供條件和依據(jù)。 傳感器發(fā)展的總趨勢(shì)是集成化、多功能化、智能化和系統(tǒng)化。 humidity sensor。 the use of digital electronic switching CD 4051 for the design of multichannel selection to enhance the system39。 復(fù)數(shù)電壓DSPbased humidity sensor technology, test system Hardware design and firmware developmentAbstractHumidity is often in our everyday life of the physical contact, moisture and humidity detection require the use of mass Sensilla to. In our country, all walks of life to the humidity sensor in great demand, but the testing of low Limits the production efficiency further improved. So how to solve the sensor problem as automatic volume testConstraints to enhance production efficiency as the main factor.該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)解決了濕度傳感器生產(chǎn)過(guò)程中檢測(cè)誤差大和速度慢的問(wèn)題，也為組建其它類(lèi)似的檢測(cè)系統(tǒng)提供了可以借鑒的方法和系統(tǒng)構(gòu)架 。 本文設(shè)計(jì)了濕度傳感器的測(cè)試系統(tǒng)，使用T MS320LF2407A作為主器件對(duì)硬件電路設(shè)計(jì)。 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題　　目　基于DSP技術(shù)的濕度傳感器測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及固件開(kāi)發(fā)學(xué)生姓名　 楊 榮 輝　　　　專業(yè)名稱　 電氣工程及其自動(dòng)化　　 指導(dǎo)教師　 　　　　 2009 年　05　月　09　日基于DSP濕度傳感器測(cè)試系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及固件開(kāi)發(fā) 電氣工程及其自動(dòng)化05級(jí)電器一班 楊榮輝 20058601026摘要 濕度是我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常接觸的物理量，濕度的檢測(cè)需要采用濕度傳感器來(lái)進(jìn)行。 本文介紹了電容式濕度傳感器復(fù)數(shù)電壓法測(cè)量原理，建立了基于D S P 技術(shù)的濕度傳感器復(fù)數(shù)電壓法測(cè)量模型，并將此模型應(yīng)用于電路設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了電路，減少了誤差環(huán)節(jié)，為實(shí)現(xiàn)高精度快速