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仓库温湿度的监测系统 5555 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明白得输入通道， 由运算机拾取必要的输入信息。关于测量系统而言，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操纵条 件的监察也是不可缺少的环节。 传感器是实现测量与操纵的首要环节，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 和操纵都将无法实现。工业生产过程的自动化测量和操纵，几乎要紧依靠 各种传感器来检测和操纵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。 1 温度传感器的选择 方案一：采纳热电阻温度传感器。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。其要紧 的特点为精度高、测量范畴大、便于远距离测量。 铂的物理、化学性能极稳固，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周密测温顺温度标 准。缺点是价格贵，温度系数小，受到磁场阻碍大，在还原介质中易被弄 脏变脆。按IEC标准测温范畴-200?650C，百度电阻比 W ( 100) =1.3850 时，R0为100Q和10Q，其承诺的测量误差 A级为士( 0.15C +0.002 |t|), B 级为士( 03C +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固性差。在工业中用于 -50?180C测温。 方案二：采纳 AD590，它的测温范畴在-55 C?+15 0C之间，而且精度高。M档在测温范畴内非线形误差为士 0.3C。AD590 能够承担 44V 正向电压和 20V 反向电压，因而器件反接也可不能损坏。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，因此使用 也专门方便，借口也专门简单。作为电流输出型传感器的一个特点是，和 电压输出型相比，它有专门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关于 温度传感器的选择。 2 湿度传感器的选择 测量空气湿度的方式专门多，其原理是按照某种物质从其周围的空气 吸取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不是按照其高分子 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：采纳HOS-201湿敏传感器。HOS-201湿敏传感器为高湿度开 关传感器，它的工作电压为交流1V以下，频率为50HZ?1KHZ，测量湿度 范畴为0?100%RH,工作温度范畴为 0?50C，阻抗在75%RH （25C）时 为1MQ。这种传感器原是用于开关的传感器，不能在宽频带范畴内检测湿 度，因此，要紧用于判定规定值以上或以下的湿度电平。然而，这种传感 器只限于一定范畴内使用时具有良好的线性，可有效地利用其线性特性。 方案二：采纳 HS1100/HS1101湿度传感器。HS1100/HS1101电容传感 器，在电路构成中等效于一个电容器件，其电容量随着所测空气湿度的增 大而增大。不需校准的完全互换性，高可靠性和长期稳固性，快速响应时 刻，专利设计的固态聚合物结构，由顶端接触（HS1100）和侧面接触（HS 1101）两种封装产品，适用于线性电压输出和频率输出两种电路，适宜于 制造流水线上的自动插件和自动装配过程等。 相对湿度在1%---100%RH范畴内；电容量由16pF变到200pF,其误 差不大于士 2%RH;响应时刻小于5S;温度系数为0.04 pF/Co可见精度是 较高的。 综合比较方案一与方案二，方案一尽管满足精度及测量湿度范畴的要 求，但其只限于一定范畴内使用时具有良好的线性，可有效地利用其线性 特性。而且还不具备在本设计系统中对温度 -30?50C的要求，因此，我们 选择方案二来作为本设计的湿度传感器。 3 信号采集通道的选择 在本设计系统中，温度输入信号为 8 路的模拟信号，这就需要多通道 结构 方案一、米纳多路并行模拟量输入通道。 这种结构的模拟量通道特点为： 能够按照各输入量测量的饿要求选择不同性能档次的器件。总体成本 能够作得较低。 硬件复杂，故障率高。 软件简单，各通道能够独立编程。 方案二、采纳多路分时的模拟量输入通道 这种结构的模拟量通道特点为： 对ADC、S/H要求高。 处理速度慢。硬件简单，保成本低小 转换器软件比较复杂比较接口 1接口1—采样/1方 处理速度慢。 硬件简单，保成本低小 转换器 软件比较复杂 比较 接口 1 接口 1—采样/1方保案- 为适合于本设计系 输入的要求