第二章 方案的比较和论证
当将单片机用作测控系统时,系统总要有被测信号懂得输入通道,由计算机拾
取必要的输入信息。对于测量系统而言,如何准确获得被测信号是其核心任务;而
对测控系统来讲,对被控对象状态的测试和对控制条件的监察也是不可缺少的环节。
传感器是实现测量与控制的首要环节,是测控系统的关键部件,如果没有传感
器对原始被测信号进行准确可靠的捕捉和转换,一切准确的测量和控制都将无法实
现。工业生产过程的自动化测量和控制,几乎主要依靠各种传感器来检测和控制生
产过程中的各种参量,使设备和系统正常运行在最佳状态,从而保证生产的高效率
和高质量。
2. 1 温度传感器的选择
方案一:采用热电阻温度传感器。热电阻是利用导体的电阻随温度变化的特性
制成的测温元件。现应用较多的有铂、铜、镍等热电阻。其主要的特点为精度高、
测量范围大、便于远距离测量。
铂的物理、化学性能极稳定,耐氧化能力强,易提纯,复制性好,工业性好,
电阻率较高,因此,铂电阻用于工业检测中高精密测温和温度标准。缺点是价格贵,
温度系数小,受到磁场影响大,在还原介质中易被玷污变脆。按 IEC 标准测温范围-
200~650,百度电阻比 W(100)=1.3850 时,R0 为 100 和 ,其允许的测量
误差 级为(+0.002 |t|), 级为(+0.005 |t|)。
铜电阻的温度系数比铂电阻大,价格低,也易于提纯和加工;但其电阻率小,
在腐蚀性介质中使用稳定性差。在工业中用于~测温。
方案二:采用 AD590,它的测温范围在-55~+150之间,而且精度高。M 档在测
温范围内非线形误差为±0.3。AD590 可以承受 44V 正向电压和 20V 反向电压,
因而器件反接也不会损坏。使用可靠。它只需直流电源就能工作,而且,无需进
行线性校正,所以使用也非常方便,借口也很简单。作为电流输出型传感器的一
个特点是,和电压输出型相比,它有很强的抗外界干扰能力。AD590 的测量信号
可远传百余米。综合比较方案一与方案二,方案二更为适合于本设计系统对于温
度传感器的选择。
2. 2 湿度传感器的选择
测量空气湿度的方式很多,其原理是根据某种物质从其周围的空气吸收水分后
引起的物理或化学性质的变化,间接地获得该物质的吸水量及周围空气的湿度。电
容式、电阻式和湿涨式湿敏原件分别是根据其高分子材料吸湿后的介电常数、电阻
率和体积随之发生变化而进行湿度测量的。
方案一:采用 湿敏传感器。 湿敏传感器为高湿度开关传感
器,它的工作电压为交流 以下,频率为 ~,测量湿度范围为 ~
,工作温度范围为 ~,阻抗在 75%RH(25)时为 1M。这种传
感器原是用于开关的传感器,不能在宽频带范围内检测湿度,因此,主要用于判断
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