【正文】 放電時(shí)間為 t 充電=C（R4+R2）Ln2 t 放電=CR2 Ln2因而，輸出的方波頻率為f=1/(t 放電+t 充電)=1/[ C（R4+R2）Ln2]可見，空氣濕度通過 555 測量電路就轉(zhuǎn)變?yōu)榕c之呈反比的頻率信號，表 32 給出了其中的一組典型測試值。另外，R3 是防止輸出短路的保護(hù)電阻，R1 用于平衡溫度系數(shù)。集成定時(shí)器 555 芯片外接電阻RR2 與濕敏電容 C，構(gòu)成了對 C 的充電回路。如何將電容的變化量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)易于接受的信號，常有兩種方法：一是將該濕敏電容置于運(yùn)方與租蓉組成的橋式振蕩電路中，所產(chǎn)生的正弦波電壓信號經(jīng)整流、直流放大、再 A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；另一種是將該濕敏電容置于 555 振蕩電路中，將電容值的變化轉(zhuǎn)為與之成反比的電壓頻率信號，可直接被計(jì)算機(jī)所采集 [19]?？梢娋仁禽^高的。 1 0 07 55 02 50 2 00 2 0 4 04 06 08 0 1 0 0溫度 / ℃長期穩(wěn)定正常工作區(qū)區(qū)非正常區(qū)02 0 4 06 0 8 01 7 01 6 01 8 01 9 02 0 0相對濕度 / % R H圖 37a 濕敏電容工作的溫、濕度范圍 圖 37b 濕度電容響應(yīng)曲線相對濕度在 1%100%RH 范圍內(nèi)；電容量由 16pF 變到 200pF，其誤差不大于177。圖 37a 為濕敏電容工作的溫、濕度范圍。下面 介紹 HS1100/HS1101 濕度傳感器及其應(yīng)用。（5）多路檢測信號的實(shí)現(xiàn) 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)為八路的溫度信號采集，而 MC14433 僅為一路輸入，故采用CD4051 組成多路分時(shí)的模擬量信號采集電路，其硬件接口如圖 36 所示圖 36 八路分時(shí)的模擬量信號采集電路硬件接口攝氏溫度（單位：℃）AD590 電流（單位：uA）經(jīng) 10KΩ 電壓（單位：V）10 0 10 20 30 40 50 60 100 西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 濕度傳感器測量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周圍的空氣吸收水分后引起的物理或化學(xué)性質(zhì)的變化，間接地獲得該物質(zhì)的吸水量及周圍空氣的濕度。例如，若室溫為 25℃，那么 V0應(yīng)為 25mV。如此反復(fù)調(diào)整多次，直至 0℃時(shí)，V 0=0mV，100℃時(shí) V0=100mV 為止。圖 35 AD590 應(yīng)用電路表 31 AD590 溫度與電流的對應(yīng)關(guān)系表西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） （4）攝氏溫度測量電路如圖 35 所示，電位器 R2用于調(diào)整零點(diǎn)，R 4用于調(diào)整運(yùn)放 LF355 的增益。但由于 AD590 的增益有偏差，電阻也有偏差，因此應(yīng)對電路進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整的方法為：把 AD590 放于冰水混合物中，調(diào)整電位器 R2，使V0=+25=（mV） 。（3）基本應(yīng)用電路圖 35 是 AD590 用于測量熱力學(xué)溫度的基本應(yīng)用電路?！　「鶕?jù)上式不難看出，要想改變 ΔU BE，可以在調(diào)整 R5 后再調(diào)整 R6，而增大 R5 的效西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）果和減小 R6 是一樣的，其結(jié)果都會(huì)使 ΔU BE減小，不過，改變 R5 對 ΔU BE的影響更為顯著，因?yàn)樗懊娴南禂?shù)較大。T9 和 T11 的發(fā)射結(jié)面積比為 8：1，T10 和 T11的發(fā)射結(jié)面積相等。而 C1和 R4 則可用來防止寄生振蕩。R1，R2 為發(fā)射極反饋電阻，可用于進(jìn)一步提高阻抗。TT12 和 T10為啟動(dòng)電路，其中 T5 為恒定偏置二極管。RR6 是薄膜工藝制成的低溫度系數(shù)電阻，供出廠前調(diào)整之用。圖 3 中的電阻 R 是在硅板上形成的薄膜電阻，該電阻已用激光修正了其電阻值，因而在基準(zhǔn)溫度下可得到 1μA／K 的 I 值。因此，電流 I1 為： I1＝ΔU BE／R＝（KT／q） （lnn）／R對于 AD590，n＝8，這樣，電路的總電流將與熱力學(xué)溫度 T 成正比，將此電流引至負(fù)載電阻 RL上便可得到與 T 成正比的輸出電壓。其中 TT2 起恒流作用，可用于使左右兩支路的集電極電流 I1 和 I2 相等；TT4 是感溫用的晶體管，兩個(gè)管的材質(zhì)和工藝完全相同，但 T3 實(shí)質(zhì)上是由 n 個(gè)晶體管并聯(lián)而成，因而其結(jié)西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）面積是 T4 的 n 倍。其基本電路如圖 33 所示?！?。精度高。AD590 可以承受 44V 正向電壓和 20V 反向電壓，因而器件反接也不會(huì)損壞。AD590 的電源電壓范圍為 4V30V。T——熱力學(xué)溫度，單位 K。AD590L ，AD590M 一般用于精密溫度測量電路，其電路外形如圖 32 所示，它采用金屬殼 3 腳封裝，其中 1 腳為電源正端V＋；2 腳為電流輸出端 I0；3 腳為管殼，一般不用。（1）主要特性AD590 是電流型溫度傳感器，通過對電流的測量可得到所需要的溫度值。A D 5 9 0溫度檢測C D4 0 5 1多路開關(guān)H S 1 1 0 0濕度檢測 M C 1 4 4 3 3A / D 轉(zhuǎn)換單片機(jī)串行口L E D 顯示報(bào)警電路C D4 0 5 1多路開關(guān) 圖31 系統(tǒng)總體框圖 本設(shè)計(jì)由信號采集、信號分析和信號處理三個(gè)部分組成的?？傮w成本可以作得較低；（2）硬件復(fù)雜，故障率高；（3）如果信號處理電路復(fù)雜時(shí)，接口不夠用；（4）軟件簡單，各通道可以獨(dú)立編程； 采用多路分時(shí)的模擬量輸入通道信號調(diào)理電路信號調(diào)理電路信號調(diào)理電路采樣 /保持器A / D 轉(zhuǎn)換器接口C P U多路切換器圖 22 多路分時(shí)的模擬量輸入通道這種結(jié)構(gòu)的模擬量通道特點(diǎn)為：（1）對 ADC、S/H 要求高；（2）處理速度慢；（3）硬件簡單，成本低；（4）軟件比較復(fù)雜綜合比較兩種方案，多路分時(shí)的模擬量輸入通道硬件簡單，更為適合于本設(shè)計(jì)系西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）統(tǒng)對于模擬量輸入的要求，所以選擇多路分時(shí)的模擬量輸入通道作為信號的輸入。 信號采集通道的選擇 在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，溫度輸入信號為 8 路的模擬信號，這就需要多通道結(jié)構(gòu)。綜合比較方案一與方案二，方案一雖然滿足精度及測量濕度范圍的要求，但其只限于一定范圍內(nèi)使用時(shí)具有良好的線性，可有效地利用其線性特性。2%RH；響應(yīng)時(shí)間小于 5S；溫度系數(shù)為 pF/℃。不需校準(zhǔn)的完全互換性，高可靠性和長期穩(wěn)定性，快速響應(yīng)時(shí)間，專利設(shè)計(jì)的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)，由頂端接觸（HS1100）和側(cè)面接觸（HS1101）兩種封裝產(chǎn)品，適用于線性電壓輸出和頻率輸出兩種電路，適宜于制造流水線上的自動(dòng)插件和自動(dòng)裝配過程等。然而，這種傳感器只限于一定范圍內(nèi)使用時(shí)具有良好的線性，可有效地利用其線性特性 [8]。 采用 HOS201 濕敏傳感器HOS201 濕敏傳感器為高濕度開關(guān)傳感器，它的工作電壓為交流 1V 以下，頻率為50HZ～1KHZ，測量濕度范圍為 0～100%RH，工作溫度范圍為 0～50℃，阻抗在75%RH（25℃）時(shí)為 1MΩ。西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 濕度傳感器的選擇測量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周圍的空氣吸收水分后引起的物理或化學(xué)性質(zhì)的變化，間接地獲得該物質(zhì)的吸水量及周圍空氣的濕度。AD590 的測量信號可遠(yuǎn)傳百余米。它只需直流電源就能工作，而且，無需進(jìn)行線性校正，所以使用也非常方便，借口也很簡單。AD590 可以承受 44V 正向電壓和 20V 反向電壓，因而器件反接也不會(huì)損壞。M 檔在測溫范圍內(nèi)非線形誤差為177。在工業(yè)中用于50～180℃測溫。（℃ + |t|） 。按 IEC 標(biāo)準(zhǔn)測溫范圍200～650℃，百度電阻比 W（100）= 時(shí)，R0 為 100Ω 和 10Ω，其允許的測量誤差 A 級為177。鉑的物理、化學(xué)性能極穩(wěn)定，耐氧化能力強(qiáng)，易提純，復(fù)制性好，工業(yè)性好，電阻率較高，因此，鉑電阻用于工業(yè)檢測中高精密測溫和溫度標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)應(yīng)用較多的有鉑、銅、鎳等熱電阻。工業(yè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化測量和控制，幾乎主要依靠各種傳感器來檢測和控制生產(chǎn)過程中的各種參量，使設(shè)備和系統(tǒng)正常運(yùn)行在最佳狀態(tài)，從而保證生產(chǎn)的高效率和高質(zhì)量。對于測量系統(tǒng)而言，如何準(zhǔn)確獲得被測信號是其核心任務(wù)；而對測控系統(tǒng)來講，對被控對象狀態(tài)的測試和對控制條件的監(jiān)察也是不可缺少的環(huán)節(jié)。本研究對淀粉企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步、淀粉的品質(zhì)、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益都具有重要的意義 [29]。隨著石油危機(jī)的出現(xiàn)及石油化工生產(chǎn)過程嚴(yán)重污染環(huán)境，也使淀粉衍生物開發(fā)和利用更加引人注目，這一新型產(chǎn)業(yè)已發(fā)展成為精細(xì)化學(xué)品和能源工業(yè)的一個(gè)新領(lǐng)域，具有十分廣闊的前景。通過對烘干玉米微觀結(jié)構(gòu)的分析來進(jìn)一步了解烘干過程中玉米的微觀結(jié)構(gòu)變化，根據(jù)淀粉得率確定最佳烘干工藝 [28]。通過對干燥玉米采取不同的烘干條件，來增加淀粉的得率。單片機(jī)是本系統(tǒng)的核心，它控制本系統(tǒng)的各種功能，因此選擇性能可靠的單片機(jī)就顯得尤為重要，考慮到滿足功能要求、性價(jià)比、貨源保證、開發(fā)手段等因素,本次設(shè)計(jì)采用軟件技術(shù)成熟、性價(jià)比高的 Intel 公司推出的一種低功耗、高性能的 8 位單片機(jī)—89S51。在線控制方面，由于計(jì)算機(jī)身處其中，因此要求計(jì)算機(jī)體積小、功耗低、系統(tǒng)在淀粉干燥中的應(yīng)用研究價(jià)格低廉以及控制功能強(qiáng)等，這正是單片機(jī)的用武之地。同時(shí)，在數(shù)據(jù)采集處理、外部設(shè)備輸出控制及作為機(jī)電一體化設(shè)備核心方面，更好的發(fā)揮了性能。為取代人工操作，提高測量溫濕度過程及控制過程的自動(dòng)化程度，本課題研究將單片機(jī)技術(shù)引入測量與控制過程，實(shí)現(xiàn)干燥參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整。人工烘干后淀粉由于水分不均勻、容重低、及熱損率高而降低了淀粉的等級從而降低了淀粉的品質(zhì)和價(jià)格。目前，世界各國研究人員正在致力十在保證烘干效果，縮短烘干時(shí)間的研究，以期達(dá)到提高淀粉烘干效果，縮短烘干時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，得到干燥的優(yōu)質(zhì)淀粉的目的。烘干時(shí)間的掌握也是至關(guān)重要的，烘干時(shí)間過短，蛋白質(zhì)網(wǎng)分散不完全，可溶性物質(zhì)不能全部提出，影響淀粉的質(zhì)量和得率。淀粉烘干的目的是把濕潤的淀粉烘干加工來得到干燥的優(yōu)質(zhì)淀粉，以便淀粉的存放。淀粉烘干的質(zhì)量，直接影響到后道工序淀粉的正常生產(chǎn)，包括淀粉生產(chǎn)的出率、質(zhì)量和產(chǎn)量。提高淀粉烘干效率，降低烘干費(fèi)用，從而降低成本，以進(jìn)一步擴(kuò)大淀粉的工業(yè)應(yīng)用等要求顯的日益緊迫。西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）淀粉烘干設(shè)備的電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄第 1 章 緒論................................................................................................1 選題背景 ........................................................................................................................1 設(shè)計(jì)過程及工藝要求 ....................................................................................................2 基本功能 .................................................................................................................2 主要技術(shù)參數(shù) .............