在人類的日常生活、工業(yè)生產(chǎn)過程脸狸、氣象預(yù)報最仑、物資倉儲等方面,溫度和濕度都是重要的參數(shù)炊甲,因此對溫度及濕度傳感及其監(jiān)測和控制的研究是十分重要的研究內(nèi)容泥彤。本文介紹一種經(jīng)濟型的由8位單片機控制的溫度濕度監(jiān)控儀,該監(jiān)控儀同時還能用于部分對露點有監(jiān)測要求的場合卿啡。
1 系統(tǒng)硬件組成
本系統(tǒng)完成對溫度全景、濕度的實時測量,配合有關(guān)控制部分即可對溫度濕度進行實時控制牵囤,同時具有溫度爸黄、濕度和露點顯示功能,滿足一般上業(yè)環(huán)境對溫度揭鳞、濕度和露點檢測的需要炕贵。系統(tǒng)由STC89C51RC梆奈、RAM、鍵盤称开、溫度傳感器亩钟、濕度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路舞涮、D/A轉(zhuǎn)換電路等組成林慷。如圖1所示。
STC89系列是具有Flash結(jié)構(gòu)的51系列單片機未然,因此否胸,程序存儲器(ROM)可不用外擴,為了記憶校正后的參數(shù)哮昧,需要存儲各種校正參數(shù)馆梦,本系統(tǒng)采用具有掉電保護功能的鐵電存儲器,以便在校正后仓貌,將校正參數(shù)存儲下來桐继。系統(tǒng)以溫度傳感器采用AD590集成溫度傳感器,具有傳感精度高泉互、工作性能穩(wěn)定的特點蚤弃。濕度傳感器采用HS11OO濕度傳感器,HS11OO電容式相對傳感器采用獨特的電容單元設(shè)計严钞,適用于批量大偿尘、成本低的場合。其特點是:長期飽合后可迅速恢復(fù)渠缕、高可靠性和長期穩(wěn)定性鸽素、快速響應(yīng)等褒繁。
本系統(tǒng)具有2路D/A轉(zhuǎn)換輸出亦鳞,可對溫度或濕度進行反饋控制。D/A采用兩路DAC7512進行棒坏,DAC7512是一種軌對軌的低功耗的12位串行輸入的D/A轉(zhuǎn)換器燕差,輸出標(biāo)準(zhǔn)的4~20 mA電流信號,可滿足對溫度坝冕、濕度的控制需要徒探。
系統(tǒng)還具備與上位機通信的功能,采用RS422通信方式喂窟,可實行遠(yuǎn)距離的一對多點通信测暗,上位機可查詢多達(dá)64個采樣點的溫度、濕度和露點數(shù)據(jù)磨澡。
系統(tǒng)還具備校準(zhǔn)功能碗啄,可對溫度進行2點校準(zhǔn)质和,對濕度進行4點校準(zhǔn)。另外隅贫,系統(tǒng)還具有露點顯示功能甸诽,滿足不同使用場合對露點顯示的需要。
2 軟件設(shè)計
由溫度傳感器輸出的信號需經(jīng)過信號調(diào)理后進行A/D轉(zhuǎn)換做销,A/D轉(zhuǎn)換采用ADS1110具有自校準(zhǔn)功能的帶內(nèi)部基準(zhǔn)電壓的芯片所惶,它采用I2C總線與主機進行通信,具有16位的轉(zhuǎn)換精度对夹。系統(tǒng)定時循環(huán)對溫度和濕度進行采樣桦溃,將采樣結(jié)果經(jīng)過單位轉(zhuǎn)換后直接顯示在顯示屏上,同時進行露點的計算渺纯,將計算結(jié)果顯示在顯示屏上跺榆。采用定時掃描鍵盤的方式讀鍵盤輸入情況,并判斷是否進行濕度或溫度校準(zhǔn)功能正蹋。系統(tǒng)的工作流程圖如圖2所示重蕉。
按照下列步驟計算露點值:
(1)測量相對濕度(RH)和環(huán)境溫度(Tα,單位:℃)钧宠;
(2)使用下列公式計算飽和蒸汽壓(Svp男窿,單位:kPa):
log(Svp(T))=(C1T-C2)/(T-C3)(T>0) (1)
或
log(Svp(T))=C4-C5/T(T<0) (2)
(3)根據(jù)上式計算當(dāng)前水汽壓(Vp,單位:kPa)Vp=RH×Svp/100
(4)根據(jù)式(1)或式(2)反推露點溫度(Td瑟曲,單位:℃)饮戳,式(1)或式(2)中的溫度T用露點溫度Td代替,而飽和蒸汽壓Svp用當(dāng)前水汽壓Vp代替洞拨。
ADS1110及DAC7512采用I2C總線與主機通信扯罐,因此需要采用I2C總線編程方式,讀取A/D采樣結(jié)果和輸出相啦的控制信號烦衣,本系統(tǒng)中主機采用P3.4歹河、P3.5口線與ADS1100進行通信,通信時需要注意的是采樣頻率的關(guān)系花吟,不能太快秸歧,否則會產(chǎn)生“混淆”,使得讀出的數(shù)據(jù)不正確衅澈。采用STC89的擴展口P4.0键菱、P4.1、P4.2口線與DAC7512進行通信今布,輸出D/A轉(zhuǎn)換結(jié)果经备,利用該結(jié)果可以對濕度或溫度進行實時控制。
3 實驗結(jié)果
表1是在70%濕度情況下掩半,采用本系統(tǒng)進行的溫度和露點的測量結(jié)果瞒脆,表2是在濕度一定情況下缤币,采用本系統(tǒng)進行的露點隨濕度變化測量結(jié)果。
從表中可看出锡迅。采用本系統(tǒng)進行露點監(jiān)測時旬敞,最大誤差為0.6℃,相對誤差小于1%单葡。通過實驗深境,該機溫度測量誤差在1%以內(nèi),濕度雳梧、露點誤差在2%以內(nèi)旅雇,能滿足一般工業(yè)場合的需要。
4 結(jié)束語
由8位單片機控制的溫度濕度監(jiān)控儀托逝,成本低跃旁,可靠性好,系統(tǒng)操作簡便萤皂,測量精度可滿足一般家電撒穷、農(nóng)業(yè)大棚、辦公自動化及工控系統(tǒng)對溫度濕度控制及監(jiān)測的需要裆熙,用于監(jiān)測露點時端礼,其誤差小于2%,可用于一些需要監(jiān)測露點的場合入录,能滿足一般工業(yè)場合的需要蛤奥。
聲明:本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng),轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享僚稿,并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé)凡桥,也不構(gòu)成任何其他建議。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布蚀同、編輯整理上傳缅刽,對此類作品本站僅提供交流平臺,不為其版權(quán)負(fù)責(zé)唤崭。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻拷恨、圖片脖律、文字如涉及作品版權(quán)問題谢肾,請第一時間告知,我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容苹衰,以保證您的權(quán)益芬赢!聯(lián)系電話:010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。
- 暫無反饋
編輯推薦
- 2025新年特刊:打造新質(zhì)生產(chǎn)力强剥,智啟未來新篇章
- 定義制造業(yè)未來的數(shù)控加工中心技術(shù)專題
- 航空航天及交通領(lǐng)域先進制造技術(shù)應(yīng)用專題
- 解碼消費電子產(chǎn)品生產(chǎn)的數(shù)字化之路技術(shù)專題
- 精密智能機床,助力制造升級技術(shù)專題
- 汽車輕量化驅(qū)動下的零部件加工應(yīng)用專題
- 高性能銑刀實現(xiàn)高精加工生產(chǎn)技術(shù)專題
- 航空航天發(fā)動機解決方案專題
- 高效齒輪加工生產(chǎn)技術(shù)方案專題
- 金屬加工液的性能不止?jié)櫥夹g(shù)應(yīng)用專題