湿度传感器需求分析课程设计
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② 湿度传感器的市场分析
国内市场上出现了不少国内外湿度传感器产品,电容式湿敏元件较为多见,感湿材料种类主要为高分子聚合物,氯化锂和金属氧化物。 电容式湿敏元件的优点在于响应速度快、体积小、线性度好、较稳定,国外有些产品还具备高温工作性能。但是达到上述性能的产品多为国外名牌,价格都较昂贵。市场上出售的一些电容式湿敏元件低价产品,往往达不到上述水平,线性度、一致性和重复性都不甚理想,30%RH以下,80%RH以上感湿段变形严重。有些产品采用单片机补偿修正,使湿度出现阶跃性的跳跃,使精度降低,出现一致性差、线性差的缺点。无论高档次或低档次的电容式湿敏元件,长期稳定性都不理想,多数长期使用漂移严重,湿敏电容容值变化为pF级,1%RH的变化不足0.5pF,容值的漂移改变往往引起几十RH%的误差,大多数电容式湿敏元件不具备40℃以上温度下工作的性能,往往失效和损坏。
电容式湿敏元件抗腐蚀能力也较欠缺,往往对环境的洁净度要求较高,有的产品还存在光照失效、静电失效等现象,金属氧化物为陶瓷湿敏电阻,具有湿敏电容相同的优点,但尘埃环境下,陶瓷细孔被封堵元件就会失效,往往采用通电除尘的方法来处理,但效果不够理想,且在易燃易爆环境下不能使用,氧化铝感湿材料无法克服其表面结构天然老化的弱点,阻抗不稳定,金属氧物陶瓷湿敏电阻也同样存在长期稳定性差的弱点。 氯化锂湿敏电阻,具有最突出的优点是长期稳定性极强,因此通过严格的工艺制作,制成的仪表和传感器产品可以达到较高的精度,稳定性强是产品具备良好的线性度、精密度及一致性,是长期使用寿命的可靠保证。氯化锂湿敏元件的长期稳定性其它感湿材料尚无法取代。
③ 温湿度传感器的行业需求
食品行业:温湿度对于食品储存来说至关重要,温湿度的变化会带来食物变质,引发食品安全问题温湿度的监控有利于相关人员进行及时的控制。
档案管理:纸制品对于温湿度极为敏感,不当的保存会严重降低档案保存年限利用如LTM8901系列+LTM8662+LTM8520即可组成环境监控系统,配上排风机,除湿器,加热器,即可保持稳定的温度,避免虫害,潮湿等问题。
温室大棚:植物的生长对于温湿度要求极为严格,不当的温湿度下,植物会停止生长、甚至死亡利用LTM8901C+LTM85202,配合气体传感器,光照传感器等可组成一个数字化大棚温湿度监控系统,控制农业大棚内的相关参数,从而使大棚的效率达到极致。
动物养殖:各种动物在不同的温度下会表现出不同的生长状态,高质高产的目标要依靠适宜的环境来保障。
药品储存:根据国家相关要求,药品保存必须按照相应的温湿度进行控制。根据最新的GMP认证,对于一般的药品的温度存储范围为0-30℃。
烟草行业:烟草原料在发酵过程中需要控制好温湿度,在现场环境方便的情况下可利用LTM8590等无线温湿度传感器监控温湿度,在环境复杂的现场内,可利用RS-485等数字量传输的LTM8901C进行检测控制烟包的温湿度,避免发生虫害,如果操作不当,则会造成原料的大量损失。
工控行业:主要用于暖通空调、机房监控等。楼宇中的环境控制通常是温度控制,对于用控制湿度达到最佳舒适环境的关注日益增多。
④ 课程设计:温度监测器设计,求指导,急。。。。。。。
数模一体温来湿度传感源器
此产品最大优势是包含两种输出方式:模拟量输出温湿度值(0-10v;0-5v ;0-3v;4-20mA TTL 可指定)和数字输出温湿度值(RS485)。
相对湿度
湿度传感器 电容式湿敏元件
工作范围 0-100%RH
精度(包括滞后性和非线性)
标准校准 ±2%RH(0-90%RH) ±3%RH(90-100%RH)
温度
温度传感器 Pt1000(DIN EN 60751,A级)
温度测量范围 -50-+400℃
20℃时的精度 ±0.2℃
温度相关性 典型值 0.005℃/℃
⑤ 课程设计 学生成绩管理系统 需求分析报告 ,设计说明书。
发了 你看看行不行
⑥ 数据结构课程设计的需求分析怎么写
一 需求分析:
在该部分中根据设计题目的要求,充分地分析和理解问题,叙述系统的功能要求,明确问题要求做什么?以及限制条件是什么?
1.1问题描述
1.2基本要求
(1) 输入的形式和输入值的范围;
(2) 输出的形式;
(3) 程序所能达到的功能;
二 概要设计
说明本程序中用到的所有抽象数据类型的定义。主程序的流程以及各程序模块之间的层次(调用)关系。
1、 数据结构
2、 程序模块
3、各模块之间的调用关系以及算法设计
三 详细设计
实现概要设计中定义的所有数据类型,对每个操作写出伪码算法;对主程序和其他模块也都需要写出伪码算法(伪码算法达到的详细程度建议为:按照伪码算法可以在计算机键盘直接输入高级程序设计语言程序);写出出函数和过程的调用关系.
四 测试与分析
测试数据,输出测试的结果,这里的测试数据应该完整和严格。并对结果进行分析。
五 总结
总结可以包括 : 课程设计过程的收获、遇到问题、遇到问题解决问题过程的思考、程序调试能力的思考、对数据结构这门课程的思考、在课程设计过程中对《数据结构》课程的认识等内容。
⑦ 求传感器课程设计
传感器课程设计是测控技术与仪器专业开设的一门独立实践课程,也是电气工程及自动化专业的选修课程。本课程以各类传感器的性能测试、实际应用设计为线索,完成磁敏传感器、温度传感器、光电传感器、应变传感器、电感传感器、电容传感器、压电传感器、光纤传感器、温湿度传感器、智能传感器等基本型、设计性和综合性实验与设计内容,通过课内和课外相结合,自主申请实验项目和实验室开放课题相结合,使学生掌握不同种类传感器的使用方法和设计要点的基本技能,加深学生对“传感器原理及检测技术”理论知识的理解,为从事仪器系统开发与设计打下基础。
⑧ 做课程设计,要有A/D转换电路,提供几个模拟信号输出的湿度传感器吧,最好有引脚图做下参考,多谢了!
WXY整理的1000份机械课设毕设,有图纸有说明书,给个采纳哦Z
⑨ 温度传感器课程设计
集成温度传感器AD590及其应用
摘 要:AD590是AD公司利用PN结构正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器,文中介绍了AD590的功能和特性,分析了AD590的工作原理,给出了采用AD590设计的...
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集成温度传感器AD590及其应用
集成温度传感器AD590及其应用
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温度传感器,使用范围广,数量多,居各种传感器之首。温度传感器的发展大致经历了以下3个阶段:
1.传统的分立式温度传感器(含敏感元件),主要是能够进行非电量和电量之间转换。2.模拟集成温度传感器/控制器。
3.智能温度传感器。目前,国际上新型温度传感器正从模拟式想数字式、集成化向智能化及网络化的方向发展。
温度传感器的分类
温度传感器按传感器与被测介质的接触方式可分为两大类:一类是接触式温度传感器,一类是非接触式温度传感器。
接触式温度传感器的测温元件与被测对象要有良好的热接触,通过热传导及对流原理达到热平衡,这是的示值即为被测对象的温度。这种测温方法精度比较高,并可测量物体内部的温度分布。但对于运动的、热容量比较小的及对感温元件有腐蚀作用的对象,这种方法将会产生很大的误差。
非接触测温的测温元件与被测对象互不接触。常用的是辐射热交换原理。此种测稳方法的主要特点是可测量运动状态的小目标及热容量小或变化迅速的对象,也可测量温度场的温度分布,但受环境的影响比较大。
温度传感器的发展
1.传统的分立式温度传感器——热电偶传感器
热电偶传感器是工业测量中应用最广泛的一种温度传感器,它与被测对象直接接触,不受中间介质的影响,具有较高的精度;测量范围广,可从-50~1600℃进行连续测量,特殊的热电偶如金铁——镍铬,最低可测到-269℃,钨——铼最高可达2800℃。
2.模拟集成温度传感器
集成传感器是采用硅半导体集成工艺制成的,因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的,它将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出等功能。
模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等,适合远距离测温,不需要进行非线性校准,外围电路简单。
2.1光纤传感器
光纤式测温原理
光纤测温技术可分为两类:一是利用辐射式测量原理,光纤作为传输光通量的导体,配合光敏元件构成结构型传感器;二是光纤本身就是感温部件同时又是传输光通量的功能型传感器。光纤挠性好、透光谱段宽、传输损耗低,无论是就地使用或远传均十分方便而且光纤直径小,可以单根、成束、Y型或阵列方式使用,结构布置简单且体积小。因此,作为温度计,适用的检测对象几乎无所不包,可用于其他温度计难以应用的特殊场合,如密封、高电压、强磁场、核辐射、严格防爆、防水、防腐、特小空间或特小工件等等。目前,光纤测温技术主要有全辐射测温法、单辐射测温法、双波长测温法及多波长测温等
2.1.1 全辐射测温法
全辐射测温法是测量全波段的辐射能量,由普朗克定律:
测量中由于周围背景的辐射、测试距离、介质的吸收、发射及透过率等的变化都会严重影响准确度。同时辐射率也很难预知。但因该高温计的结构简单,使用操作方便,而且自动测量,测温范围宽,故在工业中一般作为固定目标的监控温度装置。该类光纤温度计测量范围一般在600~3000℃,最大误差为16℃。
2.1.2 单辐射测温法
由黑体辐射定律可知,物体在某温度下的单色辐射度是温度的单值函数,而且单色辐射度的增长速度较温度升高快得多,可以通过对于单辐射亮度的测量获得温度信息。在常用温度与波长范围内,单色辐射亮度用维恩公式表示:
2.1.3 双波长测温法
双波长测温法是利用不同工作波长的两路信号比值与温度的单值关系确定物体温度。两路信号的比值由下式给出:
际应用时,测得R(T)后,通过查表获知温度T。同时,恰当地选择λ1和λ2,使被测物体在这两特定波段内,ε(λ1,T)与ε(λ2,T)近似相等,就可得到与辐射率无关的目标真实温度。这种方法响应快,不受电磁感应影响,抗干扰能力强。特别在有灰尘,烟雾等恶劣环境下,对目标不充满视场的运动或振动物体测温,优越性显著。但是,由于它假设两波段的发射率相等,这只有灰体才满足,因此在实际应用中受到了限制。该类仪器测温范围一般在600~3000℃,准确度可达2℃。
2.1.4 多波长辐射测温法
多波长辐射测温法是利用目标的多光谱辐射测量信息,经过数据处理得到真温和材料光谱发射率。考虑到多波长高温计有n个通道,其中第i个通道的输出信号Si可表示为:
将式(9)~(13)中的任何一式与式(8)联合,便可通过拟合或解方程的方法求得温度T和光谱发射率。Coates[8,9]在1988年讨论了式(9)、(10)假设下多波长高温计数据拟合方法和精度问题。1991年Mansoor[10]等总结了多波长高温计数据拟合方法和精度问题。 该方法有很高的精度,目前欧共体及美国联合课题组的Hiernaut等人已研究出亚毫米级的6波长高温计(图4),用于2000~5000K真温的测量[11]。哈尔滨工业大学研制成了棱镜分光的35波长高温计,并用于烧蚀材料的真温测量。多波长高温计在辐射真温测量中已显出很大潜力,在高温,甚高温,特别是瞬变高温对象的真温测量方面,多波长高温计量是很有前途的仪器。该类仪器测温范围广,可用于600~5000℃温度区真温的测量,准确度可达±1%。
2.1.5 结 论
光纤技术的发展,为非接触式测温在生产中的应用提供了非常有利的条件。光纤测温技术解决了许多热电偶和常规红外测温仪无法解决的问题。而在高温领域,光纤测温技术越来越显示出强大的生命力。全辐射测温法是测量全波段的辐射能量而得到温度,周围背景的辐射、介质吸收率的变化和辐射率εT的预测都会给测量带来困难,因此难于实现较高的精度。单辐射测温法所选波段越窄越好,可是带宽过窄会使探测器接收的能量变得太小,从而影响其测量准确度。多波长辐射测温法是一种很精确的方法,但工艺比较复杂,且造价高,推广应用有一定困难。双波长测温法采用波长窄带比较技术,克服了上述方法的诸多不足,在非常恶劣的条件下,如有烟雾、灰尘、蒸汽和颗粒的环境中,目标表面发射率变化的条件下,仍可获得较高的精度
2.2半导体吸收式光纤温度传感器是一种传光型光纤温度传感器。所谓传光型光纤温度传感器是指在光纤传感系统中,光纤仅作为光波的传输通路,而利用其它如光学式或机械式的敏感元件来感受被测温度的变化。这种类型主要使用数值孔径和芯径大的阶跃型多模光纤。由于它利用光纤来传输信号,因此它也具有光纤传感器的电绝缘、抗电磁干扰和安全防爆等优点,适用于传统传感器所不能胜任的测量场所。在这类传感器中,半导体吸收式光纤温度传感器是研究得比较深入的一种。
半导体吸收式光纤温度传感器由一个半导体吸收器、光纤、光发射器和包括光探测器的信号处理系统等组成。它体积小,灵敏度高,工作可靠,容易制作,而且没有杂散光损耗。因此应用于象高压电力装置中的温度测量等一些特别场合中,是十分有价值的。
B 半导体吸收式光纤温度传感器的测温原理
半导体吸收式光纤温度传感器是利用了半导体材料的吸收光谱随温度变化的特性实现的。根据 的研究,在 20~972K 温度范围内,半导体的禁带宽度能量Eg 与
温度T 的关系为
"
3.智能温度传感器
智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE_)的结晶。目前,国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部包含温度传感器、A/D传感器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。
智能温度传感器能输出温度数据及相关的温度控制量,适配各种微控制器(MCU),并且可通过软件来实现测试功能,即智能化取决于软件的开发水平。
3.1数字温度传感器。
随着科学技术的不断进步与发展,温度传感器的种类日益繁多,数字温度传感器更因适用于各种微处理器接口组成的自动温度控制系统具有可以克服模拟传感器与微处理器接口时需要信号调理电路和A/D转换器的弊端等优点,被广泛应用于工业控制、电子测温计、医疗仪器等各种温度控制系统中。其中,比较有代表性的数字温度传感器有DS1820、MAX6575、DS1722、MAX6635等。
一、DS1722的工作原理
1 、DS1722的主要特点
DS1722是一种低价位、低功耗的三总线式数字温度传感器,其主要特点如表1所示。
2、DS1722的内部结构
数字温度传感器DS1722有8管脚m-SOP封装和8管脚SOIC封装两种,其引脚排列如图1所示。它由四个主要部分组成:精密温度传感器、模数转换器、SPI/三线接口电子器件和数据寄存器,其内部结构如图2所示。
开始供电时,DS1722处于能量关闭状态,供电之后用户通过改变寄存器分辨率使其处于连续转换温度模式或者单一转换模式。在连续转换模式下,DS1722连续转换温度并将结果存于温度寄存器中,读温度寄存器中的内容不影响其温度转换;在单一转换模式,DS1722执行一次温度转换,结果存于温度寄存器中,然后回到关闭模式,这种转换模式适用于对温度敏感的应用场合。在应用中,用户可以通过程序设置分辨率寄存器来实现不同的温度分辨率,其分辨率有8位、9位、10位、11位或12位五种,对应温度分辨率分别为1.0℃、0.5℃、0.25℃、0.125℃或0.0625℃,温度转换结果的默认分辨率为9位。DS1722有摩托罗拉串行接口和标准三线接口两种通信接口,用户可以通过SERMODE管脚选择通信标准。
3、DS1722温度操作方法
传感器DS1722将温度转换成数字量后以二进制的补码格式存储于温度寄存器中,通过SPI或者三线接口,温度寄存器中地址01H和02H中的数据可以被读出。输出数据的地址如表2所示,输出数据的二进制形式与十六进制形式的精确关系如表3所示。在表3中,假定DS1722 配置为12位分辨率。数据通过数字接口连续传送,MSB(最高有效位)首先通过SPI传输,LSB(最低有效位)首先通过三线传输。
4、DS1722的工作程序
DS1722的所有的工作程序由SPI接口或者三总线通信接口通过选择状态寄存器位置适合的地址来完成。表4为寄存器的地址表格,说明了DS1722两个寄存器(状态和温度)的地址。
1SHOT是单步温度转换位,SD是关闭断路位。如果SD位为“1”,则不进行连续温度转换,1SHOT位写入“1”时,DS1722执行一次温度转换并且把结果存在温度寄存器的地址位01h(LSB)和02h(MSB)中,完成温度转换后1SHOT自动清“0”。如果SD位是“0”,则进入连续转换模式,DS1722将连续执行温度转换并且将全部的结果存入温度寄存器中。虽然写到1SHOT位的数据被忽略,但是用户还是对这一位有读/写访问权限。如果把SD改为“1”,进行中的转换将继续进行直至完成并且存储结果,然后装置将进入低功率关闭模式。
传感器上电时默认1SHOT位为“0”。R0,R1,R2为温度分辨率位,如表5所示(x=任意值)。用户可以读写访问R2,R1和R0位,上电默认状态时R2=“0”,R1=“0”,R0=“1”(9位转换)。此时,通信口保持有效,用户对SD位有读/写访问权限,并且其默认值是“1”(关闭模式)。
二、智能温度传感器DS18B20的原理与应用
DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比,他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。可以分别在93.75 ms和750 ms内完成9位和12位的数字量,并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线(单线接口)读写,温度变换功率来源于数据总线,总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电,而无需额外电源。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单,可靠性更高。他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进,给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。
2DS18B20的内部结构
DS18B20采用3脚PR35封装或8脚SOIC封装,其内部结构框图如图1所示。
(1) 64 b闪速ROM的结构如下:
⑩ 求labview湿度传感器电学特性分析系统设计思路
http://www.sensor.com.cn/TechInfo.asp?id=226
http://www.sensor.com.cn/TechSearch.asp