【正文】 芯片都可以與微機 (或單片機 )連接使用，但對設計者來說、應該掌握所選 A／ D 電路的特點及性能技術指標，對不同的 A／ D 轉換器采用不同的接口電路。由于其組成復雜，價格昂貴，因此目前又出現(xiàn)了 ‘ 種串、并行 A／ D 轉換方案進行折衷，以簡化電路，但 速度有所下降。并行式 A／ D 轉換技術在實踐 L 不易實現(xiàn)，所以長期以來并未獲得實際使用。 (3)高速：轉換方式為并行或串并行。這類器件的轉換時間在 1— 200 沖之間，常用的多在幾微秒到幾十微秒之間，如 ADC0808／ D809 為 100Ps． AD E 74A 為 25Fs 等。逐次逼近式 A／ D 轉換器是目前種類最多、數(shù)星最大、應用最廣的 A／ D 轉換器件。但由于雙積分式 A／ D 轉換器外接器件少，使用十分方便，而且具有極高的性能價格比，因此在一些非快速的 A／ D 轉換通道中仍 J‘ 泛使用，如用于智能儀器儀表等。 A／ D 轉換器按轉換速度可分為三類。 6． 3 轉投時間和轉換速率 A／ D 轉換器完成一次轉換所需的時間叫轉換時間。相對誤差是指絕對誤差與滿到度值之比，一般用百分數(shù) (％ )來表示。實際上對應于同一個數(shù)寧量輸出，其模擬量輸入并不是一個固定的值，而是有 — 個范圍。因此，系統(tǒng)設計者必須選擇具有足夠分辨串的轉換器，才能將 這種 “ 數(shù)字化的噪聲 ” 降低到可接受的值 6． 2 梢度 A／ D 的轉換精度是反映實際 A／ D 轉換器在量化值上與一個理想 A／ D 轉換器的差值，可表示成絕對誤差和相對誤差。一般分辨率越高，其價格也就越高。如用百分數(shù)來表示，其分辨率為： 1／ 2“l(fā)oo ％＝ 1／ 2‘loo ％＝ o． 39％ 又如 5G14433 雙積分 A／ D 轉換器，輸出是為 3 位半 BCD 碼的轉換器 1999，用百分數(shù)表示其分辨率為： 1／ 1999l oo ％＝ 0． 05％ 實際上，無論是 A／ D 轉換器還是 D／ A 轉換器，當其位數(shù)確定以后，分辨率就已確定，分辨率只是一個設計參數(shù)，它不能提供有關精度和線性度的任何信息。 ppm。通常定義為滿刻度電壓值與 2％之比值。 5． 4 半導體 PN 結溫度傳感器 這種傳感器是利用半導體二極管的 PN結正向壓降隨溫度升高而下降的特性制成的，傳輸特性為非線性，靈敏度約為一 9ny／ ℃ ，測量溫度范圍為“40℃“ 們 50℃ ， 它的價格低，但需使用恒壓源饋電。每根單 獨的導體 (或半導體 )稱為熱電權。 5． 2 熱敏電阻 熱敬電阻是一種半導體熱電阻，按半導體電阻隨溫度變化的典型特性，熱敏電阻有三種灸型；負溫度系數(shù)熱敏電阻 (NTC)、正溫度系數(shù)熱敏電阻 (PTC)和臨界溫度電阻器 (CTR)， 5． 3 熱電偶 兩種不同的導體 (或半導體 )A、 B 組成閉合回路 (見圖 3— 14)時，當A、 B 相接的兩個接點溫度不同時，則在回路中產生一個熱電動勢，這種現(xiàn)象稱作熱電效應。 !4． 2ixlo— ” ／e”4 ． 28X10— ” ／ ℃ 。 (1 十。飼電阻可用來測量一 50 宅一十 1io℃ 的溫度，在該范圍內銅電阻和溫度基本呈線性關系：只。鉑電阻是一種高性能的金屬熱電阻，相應地價格較責，在被測溫度較高精度也要求高的微機溫度控制系統(tǒng)中，廣泛地用鉑電阻作熱電阻傳感器。 A 為熱敏系數(shù) (AR／ ℃) 。 5． 1 鉑電阻 鉑是一種貴金屬，鉑在氧化性介質中的物理化學性能穩(wěn)定，尤其是耐氧化的能力 6，此 — 外它容易提純、工藝簡單，可以制成極細的鉑絲或極薄的鉑箔，有較高的電阻牢，是一種理想的熱電阻材料，鉑電阻具有精度高、穩(wěn)定性好、性能可靠等優(yōu)點。 4． 2 可控硅特性 當照極電位高于陰極電乎，控制極電流 18 增大到一定值 (觸發(fā)電流 )時，可控硅由截止轉為導通，一旦導通以后， Ig 即使為 o，可控桂仍保持導通，直至陽極電位小于等于陰極電位為止，即陽極電流小于維持電流時可控桂才由導通變?yōu)榻刂?。陽極 A、控制極 o、陰極 K 達三個電極，其結構如圖 3— 29所示。即按特征方程式的根 (它們?yōu)閺椭?)所必須滿足的增益條件和相位條件并列用根軌跡的特性來作出根的軌跡。根軌跡法即分析閉環(huán)傳遞函數(shù)的根的軌跡，然后選擇適應的校正裝置，以滿足對系統(tǒng)穩(wěn)定竹、穩(wěn)態(tài)誤差和動態(tài)響應等的要求。由于酸 (JQ)是以復致形式表示，故其幅值可表示為稱為幅位頻率特性。 )表示。頻率法即分析系統(tǒng)的頻率特性，選擇適當?shù)男Ｕb置以改變其對數(shù)頻率特性的形狀，以滿足對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差、相位裕量和截止頻率的要求。 ④ 檢驗由此設計出的系統(tǒng)所具有的特性，若不滿足，則更新修改 校正裝置的特隊直至校合要求為 d：具體的設計方法有時域法、頻率法和根軌 跡法。 ② 由控制目的、靜態(tài)特性等要求來選擇系統(tǒng)各元件 (如電護、電動機等 )。在采用串聯(lián)校正時。設計自動控制系統(tǒng)主要招校正裝置的設計。在設計自動控制系統(tǒng)時，采用加入 ““ 個專門用來校正 (補償 )系統(tǒng)特性的環(huán)節(jié) (校正環(huán)節(jié) )，來改變系統(tǒng)特性，使其符合給定的特性要求。 圖 4— 37 為 PID 調節(jié)器的方塊圖。比例器為基本環(huán)節(jié)。 3． 2 PID 調節(jié)器 積分器能 消除镕差，提高精度，但使系統(tǒng)的響應速度變慢、穩(wěn)定性變環(huán)。它有助于減少超調，克服振蕩，使系統(tǒng)趨于穩(wěn)定；同時加快系統(tǒng)的響應速度，減小調整時間，從而改善了系統(tǒng)的動態(tài)特性。 第二章 比例微積分控制原理 3． 1 比例積分調節(jié)器 (PD) 比例調節(jié)器具有誤差，為解決此問題，可引入積分 (Inte6raI)環(huán)節(jié)，其方塊圖見圖 4— 33l 比例微分調節(jié)器對誤差的任何變化，都產生一個控制作用比，阻止誤差的變化。鋼結構溫室，受力主體結構一般采用薄壁型鋼，自身抗腐蝕能力較差，在溫室中采用必須用熱浸鍍鋅表面防腐 處理，鍍層厚度達到 150~200 微米以上，可保證 15年的使用壽命。要求設計風、雪荷載用 25 年一遇最大荷載；竹木結構簡易溫室使用壽命 5~10 年，設計風、雪荷載用 15 年一遇最大荷載。透光材料的耐久性除了自身的強度 外，還表現(xiàn)在材料透光率隨著時間的延長而不斷衰減，而透光率的衰減程度是影響透光材料使用壽命的決定性因素。 3．溫室的耐久性 溫室建設必須要考慮其耐久性。溫室保溫比是指熱阻較小的溫室透光材料覆蓋面積與熱阻較大的溫室圍護結構覆蓋面積同地面積之和的比。提高溫室的保溫性能，降低能耗，是提高溫室生產效益的最直接手段。一般，連棟塑料溫 室在 50%~60%，玻璃溫室 的透光率在 60%~70%，日光溫室可達到 70%以上。溫室透光率受溫室透光覆蓋材料透光性能和溫室骨架陰影率的影響，而且隨著不同季節(jié)太陽輻射角度的不同，溫室的透光率也在隨時變化。溫室的性能指標： 1．溫室的透光性能 溫室是采光建筑，因而透光率是評價溫室透光性能的一項最基本指標。 第 一章 概述 大棚、中棚及日光溫室為我國主要的設施結構類型。實現(xiàn)了對大棚里植物生長溫度及土壤和空氣濕度的檢測，監(jiān)控，并能對超過正常溫度、濕度范圍的狀況進行實時處理，使大棚環(huán)境得到了良好的控制。 本設計為一閉環(huán)控制系統(tǒng)，由 89C51 單片機， A/D 轉換電路，溫度檢測電路，濕度檢測電路、控制系統(tǒng)組成。溫度檢測電路將檢測到的溫度轉換成電壓，該模擬電壓經 ADC0809 轉換后，進入 89C51 單片機，單片機通過比較輸入溫度與設定溫度來控制風扇或電爐驅動電路，當棚內溫度在設定范圍內時，單片機不對風扇或電爐發(fā)出動作。 該設計還具有對溫度的實時顯示功能，對棚內環(huán)境溫度的預設功能。其主要功能是采用電路來自動控制室內的溫度，以利于植物的生長。透光率是指透進溫室內的光照量與室外光照量的百分比。溫室透光率的高低就成為作物生長和選擇種植作物品種的直接影響因素。 2．溫室的保溫性能 加溫耗能是溫室冬季運行的主要障礙。溫室的保溫比是衡量溫室保溫性能的一項基本指標。保溫比越大，說明溫室的保溫性能越好。溫室耐久性受溫室材料耐老化性能、溫室主體結構的承載能力等因素的影響。一般鋼結構溫室使用壽命在15 年以上。 由于溫室運行長期處于高溫、高濕環(huán)境下，構件的表面防腐就成為影響溫室使用壽命的重要因素之一。 對于木結構或鋼筋焊接桁架結構溫室，必須保證每年作一次表面防腐處理。 c 變化越快， pd 越大，輸出校正量也越大。它的缺點是抗干擾能力變差。微分器能增加穩(wěn)定性，加快響應速度。三者合用，選擇適當?shù)膮?shù)，可實現(xiàn)穩(wěn)定的控制。 第三章 自動控制系統(tǒng)的設計 自動控制系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)的特性一般是給定的，如機械、氣動、電動、液壓等設備。實現(xiàn)該環(huán)節(jié)的裝置，稱為校正裝置或調節(jié)器。由于開習；系統(tǒng)一船達不到控制的要求，因而自動控制系統(tǒng)均采用閉環(huán) (反饋 )控制方法。 自動控制系統(tǒng)的設計步驟 ① 給出系統(tǒng)所要求的特性 (期望特性 )。 ③ 對該系統(tǒng)進行系統(tǒng)特性分析，并與系統(tǒng)的期望特性進行比較，由比較的結果來求取校正裝置的特性。 時域法即按前面介紹的方法對系統(tǒng)進行分析，選擇適當?shù)男Ｕb2，定性、穩(wěn)態(tài)誤差、超調量、過渡時間等的要求。所謂頻率特性，是在正弦量輸入下，系統(tǒng)的輸出穩(wěn)態(tài)分量與輸入穩(wěn)態(tài)分量的復數(shù)比，邱 o(J。只要將傳遞函數(shù)中的 ‘ 用加替代，就可得到系統(tǒng)的頻率特性。 其相角可表示為按系統(tǒng)的頻率特性，可分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、過渡特性和穩(wěn) 態(tài)誤差。 由于難以求解高階特征方程，故在分析特征方程的根與方程中參數(shù)的關系時，采用很的軌跡的方法。 第四章 可控硅及其工作原理 可控硅為大功率直流元件 (SCR)，硫氏 4． 1 可控硅結構 可控硅由 P1H1PaN2 四層半導體材料制成，可用 P1N1P2 和 NlP2N2兩