【文章內(nèi)容簡介】 溫差測量電路及其應用(1). 電路與原理分析圖3是利用兩個AD590測量兩點溫度差的電路。在反饋電阻為100kW的情況下，設1和2 AD590處的溫度分別為 （℃）和 （℃），則輸出電壓為 。圖中電位器R2用于調(diào)零。電位器R4用于調(diào)整運放LF355的增益。由基爾霍夫電流定律： （1）由運算放大器的特性知： （2） （3）調(diào)節(jié)調(diào)零電位器R2使： （4）由（1）、（2）、（4）可得： 設：R4=90kW則有： = = （5）其中， 為溫度差，單位為℃。由式（5）知，改變 的值可以改變VO的大小。 溫度檢測電路的設計在設計測溫電路時，首先應將電流轉(zhuǎn)換成電壓。因為流過AD590的電流與熱力學溫度成正比，當電阻R1和電位器RP1的電阻之和為10k時，輸出電壓隨溫度的變化為l0mV/K。但由于AD590的增益有偏差，電阻也有誤差，因此應對電路進行調(diào)整。為了使此電阻精確(%)， k電位器串聯(lián)，然后通過調(diào)節(jié)電位器來獲得精確的l0k的電阻。溫度檢測電路如圖33所示，其中運算放大器A1被接成電壓跟隨器形式，以增加信號的輸入阻抗。而運放A2的作用是把絕對溫標轉(zhuǎn)換成攝氏溫標，給A2的同相輸入端輸入一個恒定的電壓。這樣，A1與A2輸出端之間的電壓即為轉(zhuǎn)換成的攝氏溫標。 將AD590放入0 ℃的冰水混合溶液中，因此A1與A2兩輸出端之間的電壓為0V,即對應于0℃。 AD590溫度與電流的關(guān)系如表31所示?！　衩粼亲詈唵蔚臐穸葌鞲衅?。濕敏元件主要有電阻式、電容式兩大類。 　　濕敏電阻的特點是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，當空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時，元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化，利用這一特性即可測量濕度。 　　濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酪酸醋酸纖維等。當環(huán)境濕度發(fā)生改變時，濕敏電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，使其電容量也發(fā)生變化，其電容變化量與相對濕度成正比。 　　電子式濕敏傳感器的準確度可達23%RH，這比干濕球測濕精度高。 　　濕敏元件的線性度及抗污染性差，在檢測環(huán)境濕度時，濕敏元件要長期暴露在待測環(huán)境中，很容易被污染而影響其測量精度及長期穩(wěn)定性。 氧化鋁濕度計 　　氧化鋁傳感器的突出優(yōu)點是，體積可以非常?。ɡ缬糜谔娇諆x的濕敏元件僅90μm厚、12mg重），靈敏度高（測量下限達110℃露點），響應速度快（一般在 到 3s 之間），測量信號直接以電參量的形式輸出，大大簡化了數(shù)據(jù)處理程序，等等。另外，它還適用于測量液體中的水分。如上特點正是工業(yè)和氣象中的某些測量領域所希望的。因此它被認為是進行高空大氣探測可供選擇的幾種合乎要求的傳感器之一。也正是因為這些特點使人們對這種方法產(chǎn)生濃厚的興趣。然而，遺憾的是盡管許多國家的專業(yè)人員為改進傳感器的性能進行了不懈的努力，但是在探索生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品的工藝條件，以及提高性能穩(wěn)定性等與實用有關(guān)的重要問題. 上始終未能取得重大的突破。因此，到目前為止，傳感器通常只能在特定的條件和有限的范圍內(nèi)使用 濕度檢測電路濕度檢測電路由濕度傳感器型濕度傳感器、振蕩電路、整流電路、輸出放大電路等組成。濕度檢測電路如圖34所示。振蕩電路為RC橋式振蕩電路，傳感器特性的線形補償由R1, R2完成，D1, D2, D3用于輸入保護，A1, A2為運算放大器，A2接成電壓跟隨器。當環(huán)境濕度發(fā)生變化時，傳感器的電容量也隨著變化，這種變化反應到由振蕩電路提供的正弦波信號，通過電壓跟隨器輸出電壓值。 單片機采用MSC51或其兼容系列芯片，采用24MHZ或更高頻率晶振，以獲得較高的刷新頻率，時期顯示更穩(wěn)定。單片機的串口與列驅(qū)動器相連，用來顯示數(shù)據(jù)。P1口低4位與行驅(qū)動器相連，送出行選信號；～。P0口和P2口空著，在有必要的時候可以擴展系統(tǒng)的ROM和RAM,下圖給出的是AT89C51的最小系統(tǒng)圖。圖35 MSC51單片機最小系統(tǒng)MSC51單片機管腳說明如下：VCC：供電電壓。 　　GND：接地。 　　P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。 　　P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 　　P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 　　P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 　　　RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。 　　ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。 　　/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 　　/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 系統(tǒng)電源模塊系統(tǒng)電源電路如圖36所示。AT89C51工作電壓VCC=5V,其EA引腳需接高電平,5V電源電路圖。圖36 系統(tǒng)電源模塊 A/D轉(zhuǎn)換電路　　AD7656是高集成度、6通道、16bit逐次逼近（SAR）型ADC，它具有每通道達250kSPS的采樣率。AD7656的電源包括AVCC、DVCC、VDD、VSS和VDRIVE。AVCC和DVCC分別為模擬電源和數(shù)字電源，~ V。VDD/VSS為采集到的模擬信號部分的供電電源，范圍為+/5V到+/。AD7656允許的模擬輸入信號有兩種量程，一種是輸入信號為+/5V之間，另外一種為+/10V之間。為提高采樣的精度，采用輸入信號范圍為+/10V之間的電路接法。因此VDD/VSS至少為+/10V。RANGE口決定的模擬信號輸入的范圍，當RANGE接地時，輸入范圍為4倍的參考電壓（），當RANGE接VDRIVE時，模擬輸入范圍為2倍的參考電壓，因此RANGE信號端接地。參考電壓采用的是內(nèi)部參考電壓。AD7656和DSP之間的通信采用并口方式。片選信號CS接地，始終保持接通。始終保持AD7656運行，STBY直接接VDRIVE。AD與DSP之間采用的是16位并口進行數(shù)據(jù)傳輸，所以SER/PAR，H/S，W/B均接地。為完成