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1、阅单片机温湿度测控仪天津大学王化祥马东升‘。主硕卿温佩度测控仪陶瓷提供给热敏电阻及参比电阻恒定电流∀温湿敏元件变换电路单片!·‘性能指标机系统软件(∋∗∗几一凡)一∃草片机温湿度测控仪可伺几+!一些&#%”时检渝、温湿度两个参数并用数字显示用户苛银据需要灵王化祥、,一活地设定盆湿度控制范围一,旦被侧参数越限贝上宽出相应的报警信号并同。时输出控制信号该仪器可广泛地应用于环境、、、。监测纺织医药食品及气象等部门,9:,君。、乡欲%尸弋,一泥,原理口洁公、检侧温很度参数可采用笔者研制的新型、。组合式温湿度敏感元件该元件分别采用图;通敏元件斗妇
2、尧电路/沁3∀一,−.仇,−0勺系陶瓷材料及12,4(45热敏电阻凡的输出电压“与参比电阻。系淘瓷材料。一的输出电压勺经运算放大器:,<进行差一,−./仇,−06系材料制成的温敏元件,动放大其输出电压:,’!为一在较宽的泌温范围内其电阻温度特性保持良,,,犷,∗一#;%好的线性关系如圈耳所示其负温度系数约为一赏铸=!%·。,。7奔86,且经老化处理后性能稳定一因朴‘∗一凡标几凡肠所以一,一一>’!,,会6%:#<%。∗∀Β一,4,,一7选及则电压∋石经:,反‘一、。,相放大后输出!ΧΔ∋信号电阻奋可分,Ε1别实现零点及量程调整该电路
3、用一片<;7,侧运放便可完成其非线性误差通过软件校正3,12,必一戏陶瓷材料制成的湿敏元件,∀其感湿机理“般认为是利用陶瓷烧绍体结晶,表面对水分子进行吸湿或脱湿便电被何电阻,值随相对湿度枣指数规律变化该类湿敏元件,胭‘热教元件实侧特征曲线的特点是测湿范围宽#!Χ∃!ΦΓ%句用于∃,高温条件下#≅Η!七%测湿最高承受温度可达。,一、,图;为温敏元件的转换电路图中:,∃Η!!4,经电热反复清洗除掉吸附在陶瓷上的一;≅、石Α,、,:?与电阻组成双路恒流电路分别油雾灰尘等污物其精确度保持不变响应速切,。度快#Ι∃!ϑ%稳定性好其特性可用下式表,由式#7%知
4、当温度,定时其湿敏特性为∀「示∗4=劣Μ#一Ν扔,#ΗΑ。。‘,一,Ο∀二Α砂#扔=Κ户〔,#%〕#7%因此取样电阻上的电压∋为#见睡票事占三Λ,外式中Γ相对湿度∀≅一。Ν—,Π∗荞羊铸∋#Ο湿度系数∃8ΦΟ:Θ9:Θ。—。形时的阻值。湿度为式中∋振荡器输出电压—,Ρ温度系数Σ于,—是—,绝对温度Σ;,、;,,Τ∋Τ—Υ百万了Ε下丁%∗功矛#豆习盯%ΝΔΟΟ#一%#ς%一不石衷不一,∀,显然当取时取样电路可获得最大灵。通常选取样电阻等于!外Γ敏度ϑ时湿敏元。件阻值一,运放:?;构成高输入阻抗交流放大器,≅。其中用以构成∃!!肠直流
5、负反馈以稳定直‘,电阻。流工作点保证运放的同相端与地之Γ拓,,,图<湿敏元件感湿特性曲线间构成直流通路但因与:Ω并联因而利。。。。用‘对的自举作用将的视在阻抗大大图<为湿敏元件特性实测曲线湿敏元件,,。提高达到提高输入阻抗的目的该放大器的增的转换电路如图7所示≅。。。、、益为∃98该电路由文氏桥振荡器采样电路交流放一、,、。:?<和几)<构成精密检波电路将交流大二极管检波及有源滤波器组成,Ο、Ο、一∀、,、Δ、∀放大信号变为脉动直流信号经凡?7振荡器频率由??选频网络决:?。。,<、。组成的有源滤波器后输出ΧΔ∋直流电压定决定了放
6、大器的闭环增益、∗∀∗,,∗?∀∗?,取?则振荡频率为、二系统硬件设计一。,‘忘互本系统的硬件电路如图ϑ所示其中主#ϑ%;介,、、!扩要包括单片机ϑ!<Τ程序存贮器盯肠∃8,,根据湿敏元件特点振荡频率不宜选得过高这、、展口ς;7<模拟转换器石Ζ∃7咦<四路双向模里实选Ξ∗ΟϑΓΨ4、拟开关,刀7)Η双)触发器,)7!玲以及振荡器产生的正弦波电压供给由湿敏元件,七段数码管显示器同时系统设里了六个功能,。和取样电阻组成的取样电路键。卜书图7沮教毛件转换翘线路8,,∃’浦Θ橄据接口‘土及个字,转换速率为金勺∃!次8秒与∃!位或,、飞,∃;位芯片相比该
7、芯片具有价格低抗共模干由于现场温湿度测量精度要求较高但被、、,口测参数变化缓慢所以本系统选用ϑΖ∃77<<于扰能力强具有自动调零功能外接元件及接。,位双积分Ν8)芯片其读数准确度为!!ϑ拓简单的特点七位Ε[)娜∴、器毗郎Μ≅ϑ即阳尸从氏⋯以:Μ∃!劝加匕氏ς;7<盆/Ξ⊥Μ以_,‘月‘卿+哪沉体认人>’‘·∋四%&阳幼()⋯Μ,4片丁刁卜助阳、沁,‘7<<,、、,且]川卜、爪期!〔舟〔、∋、、昌料旧#∃今武/国0囚巴卜引]哭鉴决‘∀.∗−内州口,、+∗乙,1∗2!3二45367896691,:”图;单片机系统硬件结构图。。;<52移乡具有四
8、位那∗码动态输出其能数据线9=>口6与扩展口芯片?穷盛&的%,口相
