【正文】 濕度測量的 。冰水混合物是 0℃環(huán)境，沸水為 100℃環(huán)境。最后在室溫下進行校驗。調(diào)整方法如下：在 0℃時調(diào)整 R2，使輸出 V0=0，然后在 100℃時調(diào)整 R4使 V0=100mV。但這樣調(diào) 整只保證在 0℃或 25℃附近有較高的精度。因為流過 AD590 的電流與熱力學(xué)溫度成正比，當電阻 R1和電位器 R2的電阻之和為 1kΩ時，輸出電壓 V0隨溫度的變化為 1mV/K。實際上就是利用激光修正 R5 以進行粗調(diào)，修正 R6以實現(xiàn)細調(diào)，最終使其在 250℃ 之下使總電流 I 達到 1μA ／ K。 T9和 T11 的發(fā)射結(jié)電壓互相反極性串聯(lián)后加在電阻 R5和 R6 上，因此可以寫出： ΔUBE＝（ R6－ 2 R5） I／ 3 R6 上只有 T9 的發(fā)射極電流，而 R5 上除了來自 T10 的發(fā)射極電流外，還有來自T11的發(fā)射極電流，所以 R5 上的壓降是 R5 的 2／ 3。該電路的設(shè)計使得 T9， T10， T11 三者的發(fā)射極電流相等，并同為整個電路總電流 I 的 1／ 3。 T1～ T4 是為熱效應(yīng)而設(shè)計的連接 防式。 T6 可用來防止電源反接時損壞電路，同時也可使左右兩支路對稱。 T T8， T10 為對稱的 Wilson 電路，用來提高阻抗。 更多資料 7 圖 34 AD590 內(nèi)部電路 圖 34所示是 AD590 的內(nèi)部電路，圖中的 T1～ T4相當于圖 33中的 T T2，而T9， T11 相當于圖 33 中的 T T4。由于利用了恒流特 性，所以輸出信號不受電源電壓和導(dǎo)線電阻的影響。 T3 和 T4 的發(fā)射結(jié)電壓 UBE3和 UBE4經(jīng)反極性串聯(lián)后加在電阻R上，所以 R上端電壓為 ΔU BE。 圖 33 AD590 內(nèi)部核心電路 圖 33是利用 ΔU BE特性的集成 PN 結(jié)傳感器的感溫部分核心電路。 更多資料 6 2 AD590 的工作原理 在被測溫度一定時， AD590 相當于一個恒流源，把它和 5～ 30V 的直流電源相連，并在輸出端串接一個 1kΩ 的恒值電阻，那么，此電阻上流過的電流將和被測溫度成正比，此時電阻兩端將會有 1mV／ K的電壓信號。 AD590 共有 I、 J、 K、 L、 M五檔，其中 M檔精度最高，在 55℃～ +150℃范圍內(nèi)，非線形誤差177。 輸出電阻為 710MΩ。電源電壓可在 4V6V范圍變化，電流 IT變化 1μ A，相當于溫度變化 1K。 AD590 的測溫范圍 55℃ +150℃。 圖 32 AD590 外形（圖 1）及電路符號（圖 2） 流過器件的電流（ μ A）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)，即： I T/T=1μ A /K 式中： IT—— 流過器件（ AD590）的電流，單位μ A。 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。 一． 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。 （一） 信號采集 由 AD590、 HS1100 及多路開關(guān) CD4051 組成； （二 ） 信號分析 由 A/D 轉(zhuǎn)換器 MC1443單片機 8031 基本系統(tǒng)組成； 更多資料 5 （三） 信號處理 由串行口 LED 顯示器和報警系統(tǒng)等組成。 更多資料 4 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 器采 樣 /保 持 器采 樣 /保 持 器A / D 轉(zhuǎn) 換 器A / D 轉(zhuǎn) 換 器A / D 轉(zhuǎn) 換 器接 口接 口接 口C P U 圖 21 多路并行模擬量輸入通道 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 多路分時的模擬量輸入通道 第三章 系統(tǒng)總體設(shè)計 本 設(shè)計是基于單片機對數(shù)字信號的高敏感和可控性、溫濕度傳感器可以產(chǎn)生模擬信號，和 A/D 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片的性能，我設(shè)計了以 8031 基本系統(tǒng)為核心的一套檢測系統(tǒng)，其中包括 A/D 轉(zhuǎn)換、單片機、復(fù)位電路、溫度檢測、濕度檢測、鍵盤及顯示、報警電路、系統(tǒng)軟件等部分的設(shè)計。 （ 4） 軟件比較復(fù)雜。 （ 2） 處理速度慢。 方案二、 采用多路分時的模擬量輸入通道。 （ 2） 硬件復(fù)雜，故障率高。 這種結(jié)構(gòu)的模擬量通道特點為： （ 1） 可以根據(jù)各輸入量測量的餓要求選擇不同性能檔次的器件。 2. 3 信號采集通道的選擇 在本設(shè)計系統(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)使用時具有良好的線性，可有效地利用其線性特性。 2%RH；響應(yīng)時間小于 5S；溫度系數(shù)為 pF/℃ 。不需校準的完全互換性，高可靠性和長期穩(wěn)定性，快速響應(yīng)時間，專利設(shè)計的固態(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插件和自動裝配過程等。 方案二：采用 HS1100/HS1101 濕度傳感器 。這種傳感器原是用于開關(guān)的傳感器，不能在寬頻帶范圍內(nèi)檢測濕度，因此，主要用于判斷規(guī)定值以上或以下的濕度電平。 更多資料 3 方案一：采用 HOS201濕敏傳感器。 2. 2 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 的測量信號可遠傳百余米。它只需直流電源就能 工作，而且，無需進行線性校正，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 標準測溫范圍 200～650℃，百度電阻比 W（ 100） = 時 ， 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，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準。現(xiàn)應(yīng)用較多的有鉑、銅、鎳等熱電阻。 2. 1 溫度傳感器的選擇 方案一：采用熱電阻溫度傳感器。 傳感器是實現(xiàn)測量與控制的首要環(huán)節(jié)，是測控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，如果沒有傳感器對原始被測信號進行準確可靠的捕捉和轉(zhuǎn)換，一切準確的測量和控制都將無法實現(xiàn)。 1． 2 設(shè)計過程及工藝要求 一、基本功能 ~ 檢測溫度、濕度 ~ 顯示溫度、濕度 ~ 過限報警 二、 主要技術(shù)參數(shù) ~ 溫度檢測范圍 ： 30℃ +50℃ ~ 測量精度 ： ?℃ ~ 濕度檢測范圍 ： 10%100%RH ~ 檢測精度 ： ?1%RH ~ 顯示方式 ： 溫度：四位顯示 濕度：四位顯示 ~ 報警方式 ： 三極管驅(qū)動的蜂鳴音報警 更多資料 2 第二章 方案的比較和論證 當將單片機用作測控系統(tǒng)時，系統(tǒng)總要有被測信號懂得輸入通道，由計算機拾取必要的輸入信息。這種人工測試方法費時費力、效率低，且測試的溫度及濕度誤差大，隨機性大。為保證日常工作的順利進行，首要問題是加強倉庫內(nèi)溫度與濕度的監(jiān)測工作。更多資料 1 第一章 緒論 1. 1 選題背景 防潮、防霉、防腐、防爆是倉庫日常工作的重要內(nèi)容，是衡量倉庫管理質(zhì)量的重要指標。它直接影響到儲備物資的使用壽命和工作可靠性。但傳統(tǒng)的方法是用與濕度表、毛發(fā)濕度表、雙金屬式測量計和濕度試紙等測試器材，通過人工進行檢測，對不符合溫度和濕度要求的庫房進行通風(fēng)、去濕和降溫等工作。 因此我們需要一種造價低廉、使用方便且測量準確的溫濕 度測量儀。對于測量系統(tǒng)而言，如何準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)。工業(yè)生產(chǎn)過程的自動化測量和控制，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)正常運行在 最佳狀態(tài)，從而保證生產(chǎn)的高效率和高質(zhì)量。熱電阻是利用導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性制成的測溫元件。其主要的特點為精度高、測量范圍大、便于遠距離測量。缺點是價格貴，溫度系數(shù)小，受到磁場影響大，在還原介質(zhì)中易被玷污變脆。（ ℃ + |t|）， B級為177。 銅電阻的溫度系數(shù)比鉑電阻大，價格低，也易于提純和加工；但其電阻率小，在腐蝕性介質(zhì)中使用穩(wěn)定性差。 方案二：采用 AD590，它的測溫范圍在 55℃～ +150℃之間，而且精度高。 ℃。使用可靠。作為電流輸出型傳感器的一個特點是，和電壓輸出型相比，它有很強的抗外界干擾能力。綜合比較方案一與方案二，方案二更為適合于本設(shè)計系統(tǒng)對于溫度傳感器的選擇。電容式 、電阻式和濕漲式濕敏原件分別是根據(jù)其高分子材料吸濕后的介電常數(shù) 、 電阻率和體積隨之發(fā)生變 化而進行濕度測量的。 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℃）時為 1MΩ 。然而，這種傳感器只限于一定范圍內(nèi)使用時具有良好的線性，可有效地利用其線性特性。 HS1100/HS1101 電容傳感器，在電路構(gòu)成中等效于一個電容器件，其電容量隨著所測空氣濕度的增大而增大。 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?？梢娋仁禽^高的。而且還不具備在本設(shè)計系統(tǒng)中對溫度 30～ 50℃的要求，因此，我們選擇 方案二來作為本設(shè)計的濕度傳感器。 方案一、采用多路并行模擬量輸入通道?？傮w成本可以作得較低。 （ 3） 軟件簡單，各通道可以獨立編程。 這種結(jié)構(gòu)的模擬量通道特點為： （ 1） 對 ADC、 S/H 要求高。 （ 3） 硬件簡單，成本低。 綜合比較方案一與方案二，方案二更為適合于本設(shè)計系統(tǒng)對于模擬量輸入的要求，比較其框圖，方案二更具備硬件簡單的突出優(yōu)點，所以選擇方案二作為信號的輸入通道。 A D 5 9 0溫 度 檢 測C D4