自动检测课程设计报告
测控技术课程设计报告要求

北京邮电大学课程设计报告
关于撰写课程设计报告的相关要求:
1.一个小组提交一份报告,但每位同学都需填写第一页(带有课程设计成绩评定《北京邮电大学课程设计报告》)并作为报告的首页提交。
注意:请不要出现“课程设计指导书”这样的页眉。
2.请将第一页填写完成后的电子文档,以附件形式发到bittrinity@ 邮箱。
邮件主题为:测控课程设计+班级+姓名+学号方式。
3.设计报告内容需至少包含:设计任务、小组分工、设计内容、实验效果和收获体会五部分。
4.小组分工部分需列出组员各自完成的工作,并对组内成员进行贡献率分配。
5.设计内容需包含程序设计思路及程序设计流程图。
6.实验效果至少需包含程序主界面截图,9张波形截图(方波、三角波、正弦波每种波形的高、中、低频效果图,高、中、低频可自己定义,只要在效果图上能看出疏密度即可)。
注意:高、中、低频效果图是输入信号频率分别为高、中、低频时,个别同学由于横坐标的采样点数是动态坐标,通过调节采样点数来更改波形的疏密,与设计报告要求不符。
此外,对于自己觉得有特色的一些界面,也可截图附在报告中。
7.收获体会部分小组成员分别撰写各自的心得体会,主要介绍设计中遇到的问题和解决方法,并对设计工作的总结与展望。
自动检测技术 课程设计大纲

自动检测技术课程设计大纲自动检测技术设计是《自动检测技术》这门课程的实践性教学环节。
1、本设计的教学目的:通过本次设计使学生熟悉电路设计的思维方式和步骤。
同时掌握综合和分析的设计思想,并了解如何进一步根据确定的设计方案选择元器件,使设计的方案在功能上和经济上均可行。
对于部分成绩优异的学生,可以提高他们使用电子CAD及EDA软件的能力。
本设计的总时间为2周。
2、主要设计内容:设计一个温度检测电路。
具体要求如下:(1)设计电路供电电源;(2)设计温度检测部分的电路;(3) 设计信号放大电路及温度补偿电路;(4) 设计液晶数码显示电路,能够显示当前温度;(5) 设计液晶驱动电路,将检测的温度信号转化为液晶显示信号;(6)温度报警电路,要求当温度超过预定值时,能够启动报警。
(7)对于部分成绩优异的学生,可以使用Protel软件设计电路原理图并设计印刷电路板。
3、课程设计进度:本设计进程是根据教学计划安排,课程设计时间为两周(10天)而编定课程设计进度安排表1、理解课程设计任务要求;半天课室2、学习课程设计指导书;3、复习《自动检测技术》教材4、收集有关设计资料一天图书馆和机房5、学习电子CAD软件Protel的使用一天机房6、电源部分电路的设计一天课室7、测量部分电路的设计半天课室8、驱动及显示部分电路设计一天课室9、放大电路部分的设计与计算半天课室10、补偿电路部分的设计与计算11、报警电路的设计一天课室12、使用Protel设计电路原理图一天机房13、编写设计说明书两天课室14、修定、完善全套设计半天课室课余时间和休息天应酌情妥善运用,针对自己的薄弱环节适当充实。
4、考核标准5、参考书目1、《自动检测技术》马西秦机械工业出版社2、《Protel99SE电路设计与仿真》机械工业出版社3、《集成化智能传感器原理与应用》沙占友电子工业出版社4、《传感器及其应用电路》何希才编著电子工业出版社5、《现代传感器集成电路》赵负图主编人民邮电出版社。
《自动检测技术实训》课程标准

《自动检测技术实训》课程标准一、课程名称:自动检测技术实训二、内容简介《自动检测技术实训》课程是应用电子技术专业的一门单开实践课程。
本课程通过完成智能家居安防产品项目的制作,使学生了解检测与转换技术在科学各领域的应用,掌握检测与转换技术的理论基础、各种常用传感器的工作原理、技术性能、特点、测量电路以及应用范围,了解智能化技术,了解自动检测系统设计,达到技术要求,培养学生能够对选择传感器的能力,为深入学习和研究自动检测系统。
三、课程定位本课程与先修课程《自动检测技术》的专业核心课程知识相衔接,先行课程为《模拟电子技术实训》、《数字电子技术》、《单片机技术》。
以典型项目实例分解模块,并将该实例分解得到相应的知识点,将分解出来的知识点按照循序渐进。
让学生在学习过程中得到反复性的思维训练,加深对教学内容的理解和运用,增强学生对各种传感器应用的熟悉和理解。
四、课程设计指导思想及原则本课程根据应用电子技术专业的培养目标,按照基于工作过程导向的课程建设要求,结合人才培养模式,以提高学生的职业行动能力和职业素养为中心,坚持以学生为本位的教育理念,通过对本专业工作岗位分析,确定了本课程的设计思路为:以职业能力培养为重点,与企业合作进行基于工作过程的课程开发与设计,充分体现职业性、实践性和开放性的要求。
培养学生具有良好的职业道德和社会责任感以及良好的行为习惯和个人品质。
本课程需要在理实一体化教室进行教学。
五、课程目标(一)总体目标该课程《自动检测技术实训》的任务是介绍传感器与检测技术综合应用,培养学生的综合技术应用能力,使学生掌握检测系统的设计和分析方法,能够根据工程需要选用合适的传感器,使学生走上工作岗位后能更好地提高研发、系统组成等方面的能力。
(二)具体目标根据对教材内容、教学大纲及学生自身认知水平的分析,教学目标从知识目标、能力目标和素质目标三个方面来分析。
1、知识目标(1)掌握各种传感器的功能、性能等;(2)了解传感器并编程读取传感器信息,处理并控制相应的被控对象;(3)学会传感器的应用,控制程序编写,系统联调及常见故障的排除方法。
检测技术与自动化仪表课程设计指导书

《传感器与检测技术》课程设计一.课程设计目的课程设计的目的是使学生能够将《传感器与检测技术》课程的内容有机的联系起来,形成系统的概念,培养学生综合应用知识的能力,掌握智能检测(或仪表)系统设计的基本思想和方法。
二.设计方法(一)智能化测量控制仪表的总体设计在设计一台智能化测量控制仪表时,首先要进行仪表的总体设计。
在课程设计中要考虑以下两点。
1.从整体到局部(自顶向下)的设计原则开始时,根据仪表功能和设计要求提出仪表设计的总任务,分别并绘制硬件和软件总框图,然后将总任务分解成一批可以独立表征的子任务,这些子任务再向下分,直到每个低级的子任务足够的简单,可以直接而且容易实现为止。
这些低级子任务可用模块化的方法来实现,有些子任务可以采用某些通用化的模块(模件)实现。
2.经济性要求为了获得较高的性能价格比,设计仪表时不应盲目地追求复杂高级的方案。
在满足性能指标的前提下,应尽可能采用简单的方案,因为方案简单意味着元器件少,可靠性高,从而也比较经济。
在进行实际的产品设计时,还应考虑仪表的可靠性要求、操作和维护的要求等。
(二)智能化测量控制仪表的硬件电路设计1.单片机芯片的选择课题中指定在MCS-51系列单片机中选择机种。
选择时,应考虑单片机的时钟频率、内部程序存储器和数据存储器容量、片内功能部件,以及相关的技术支持等因素。
2.存储器设计如果仪表中所涉及的程序或者数据量使单片机内部存储器难以满足要求时,应设计片外存储器。
3.输入/输出接口的设计单片机从测量环节或者说前向通道(包括A/D转换器和输入电路)输入测量信息、从键盘输入仪表需要的各种数据和信息(如功能选择,量程范围、阈值等)以及向显示器输出测量结果、仪表的工作状态(如报警信息)都需要通过接口电路实现,因此要设计相应的接口电路。
4.测量部分的设计测量部分通常由两大部分组成,即模拟测量部分和A/D转换器。
模拟测量部分如传感器、传感器测量电路、信号放大电路、滤波电路以及其它的信号调理电路都是一些独立的模块或组件,如果已有相应的模块芯片出售,设计时只要选用合适(符合技术要求)的芯片即可;如果没有相应的模块供应,则在设计时要根据仪表的技术指标,自行设计这些组件。
自动检测与转换技术课程教学设计

自动检测与转换技术课程教学设计1 《自动检测与转换技术》课程整体教学设计一、管理信息课程名称:自动检测与转换技术开课部门:电气工程系课程编号:40330805 制定人:略修订日期:略二、基本信息课程总学时:56课程总学分:3.5授课对象:电气自动化专业学生和应用电子技术专业学生课程性质和任务:自动检测与转换技术是自动控制、自动计量、遥感技术、人工智能、电控技术等领域的基础性学科,是自动监测控制系统信息获取、信息转换、信号处理的主要途径,是一门实验性学科, 是电气技术及自动化、自动控制等专业学生的必修专业基础课。
本课程开设一学期,教学时数为40学时,2.5学分。
本课程的任务是:使学生了解工业中常用的传感器的工作原理及适用的场合,使学生能够利用所学知识,正确选用传感器;加强动手能力的培养,结合实验环境理解教材的内容,培养学生分析问题、解决问题的能力,提高学生的专业素质。
先修课程:电工基础、电子技术、单片机原理与应用、电气控制与PLC技术等。
后续课程:自动控制原理与系统、变频技术、智能技术、计算机控制技术等。
三、课程设计1.课程目标设计(1)能力目标1)能对一般检测系统中的理论及技术问题进行分析和判断。
2)能够选择和使用传感器,并利用各种传感器组建检测系统。
3)能够查阅相关资料,对一般检测系统进行析的能力。
4)能够对检测系统进行组建、故障诊断和维修(2)知识目标1)了解检测技术的基础概念2)掌握电阻传感器、电感传感器、电容传感器、热电偶传感器、超声波传感器、光电传感器常用传感器、压电传感器、霍尔传感器等的工作原理、基本结构、测量电路和各种应用。
3)掌握测量的基本知识和各种数据处理方法,了解检测技术的综合应用,了解自动检测技术的发展趋势(3)素质目标1)通过本课程的讲授扩展学生本专业的知识面,提供专业素质。
2)通过实验来领会所学知识,培养了学生独立思考能力,动手能力和创新能力起到了十分重要的作用3)通过知识教学的过程培养学生爱岗敬业与团队合作的基本素质。
光照强度自动检测显示报警控制系统设计

传感器原理及应用课程设计说明书设计题目:光照强度自动检测显示报警控制系统设计学号:姓名:完成时间:2010、12、13至2010、12、19总评成绩:指导教师签章:设计题目:光照强度自动检测显示系统设计一、题目的认识理解本次设计题目是光照强度自动检测显示报警控制系统设计,完成光照强度自动检测、显示、报警、控制系统。
采用电路、数电、模电知识柔和一块设计电路,将系统分为四个模块设计电路:检测、显示、报警、控制,把复杂问题简单化。
数据采集模块,可用光敏电阻将光照强度信号转换为电阻信号从而进行测量计算。
测量电路模块,设置分压电路和比较电路,将电阻信号转换为电压信号分档输出,用于显示和报警。
显示报警模块,用发光二极管进行显示,同时设置光照过强时蜂鸣器报警。
自动控制模块,用或非门实现暗光控制,同时继电器闭合,打开日光灯,当在外界中、强光条件下继电器掉电日光灯熄灭。
一、设计任务要求:设计一个光照强度自动检测、显示、报警、控制系统,实现对外界三种不同条件下光强的分档指示和报警(弱、适宜、强)1、方案的设计根据题目选定光照强度自动检测所用的光电传感器类型;1)自己设计至少三种以上不同光照条件,测定不同光照条件下光电传感器的输出;2)传感器测量电路采用集成运算放大器构成的比较器完成,完成至少三种以上不同光照条件下显示报警系统方案的论证和设计;3)完成自然光光照强度自动检测显示报警系统电路方框图、电路原理图的设计;4)完成自然光光照强度自动检测显示报警系统中核心芯片的选型、系统中各个参数的计算(备注:1. 含各种元件参数的计算过程或依据2. 选定最接近计算结果的元件规格);5)设计结束后,进行仿真调试。
2、仿真调试方案利用:Multisim等软件仿真,得出主要信号输入输出点的波形,根据仿真结果验证设计功能的可行性、参数设计的合理性;给出系统整机电路图(利用PROTEL软件做出原理图SCH文件和PCB文件)。
3、完成课程设计报告。
传感器与自动检测技术课程设计

传感器与自动检测技术课程设计一、课程设计目的本课程设计着眼于培养学生的传感器技术及自动检测技术的应用能力,通过课程设计,学生将学会传感器的基本原理及其在自动检测领域中的应用,同时能运用相应的软件和硬件开发平台进行课程设计。
二、课程设计基础在本课程设计中,学生需要掌握基本的模拟电路、数字电路、C语言编程及微机原理等方面的知识。
通过前置课程学习,学生具有一定的电路分析及硬件调试经验,能够独立完成简单电路的设计和搭建。
三、课程设计内容3.1 传感器及自动检测技术介绍通过本章学习,学生能具有一定的传感器概念并能了解传感器的基本构造、原理、种类等相关内容,同时对自动检测技术有一定的认识,并且对自动检测技术中的传感器应用进行了解。
3.2 基本电路构建与仿真该章的学习目的是让学生掌握如何进行基本电路的构建及仿真,包括单一电阻、二极管、晶体管、运算放大器等常用的电路,同时了解不同电路之间的联系和构建方法。
3.3 信号处理在学习完基本的电路构建和仿真之后,本章让学生掌握如何对传感器采集的数据进行信号处理,包括滤波、放大、数字化等处理方法。
学习过程中需要学生掌握不同的信号处理方法的原理以及相应的应用场景。
3.4 传感器应用与实践学习完基本的传感器构造、原理、信号处理后,学生需要对传感器的应用进行实践,主要包括对温度、湿度、光强度等一些常见的参数进行采集、处理、显示等操作。
3.5 课程设计总结在课程结束时,学生需要撰写一篇技术报告来总结本次课程设计的学习成果,报告需要包括本次课程设计的目的、内容、难点、解决方案等相关内容。
学生需要运用Markdown文本格式来撰写技术报告。
四、课程设计考核本次课程设计考核主要包括两个部分:4.1 设计方案及过程报告学生需要提交本次课程设计的设计方案及过程报告,包括选题背景、设计目的、方案设计、实验结果及分析、成果验证、实验参数及数据记录,以及对实验结果的分析与总结等内容。
4.2 课程设计评分针对本次课程设计,考核分为实验报告及现场答辩两个环节,实验报告占60分,现场答辩占40分。
自动检测技术及仪表控制系统课程设计

摘要本课程设计实验采用的是计算机和三菱Q系列PLC和三菱FR-F740系列变频器来实现控制,实验的目标是通过控泵的出油量来把油罐中的液位控制在设定的高度。
本课程设计实验报告首先对此次试验的主要任务和实现方式做了简要的阐述,之后针对实验要求提出了可行的设计方案并进行了讨论和比较。
我们利用PLC,变频器和电机在实验室构成了单回路的闭环控制系统,并采用了PI算法对PLC编程。
经过了一段时间的学习,通过多次校正和对参数的修改调试,最终实现了稳定运行和液位(转速)控制的在设定值的实验目标。
并将整个过程反映在了本次试验报告中。
程设计是以我们自己的专业课程(过程控制系统)为依托,针对一个特定的设计内容对我们进行完整的控制系统设计训练的教学环节。
使我们通过整个课程设计的过程了解和掌握过程控制系统设计的内容、步骤、规范和方法等。
为将教材中的理论和上课时学习的知识与实际自动化工程提供结合的机会,加深我们对过程控制系统这门课程的理论知识和应用实践的认识。
我们的设计内容包括:控制系统可行性分析,控制原理分析与设计,控制设备选型、系统接线图纸设计,控制系统编程实现以及实验验证等。
我们可以根据个人情况进行各自特色的控制系统设计。
关键词:PLC,变频器,自动化,液位控制目录摘要 (Ⅰ)1. 概述 (1)2. 课程设计任务及要求 (2)2.1 设计任务 (2)2.2 设计要求 (2)3. 理论设计 (3)3.1 方案论证 (3)3.2 系统设计 (7)3.2.1 结构框图及说明 (7)3.2.2 系统原理图及工作原理 (10)3.3 单元电路设计 (10)3.3.1 单元电路工作原理 (10)3.3.2 PID参数选择 (13)4. 系统设计 (15)4.1 软件设计 (15)4.2 编程过程 (17)4.3 编程结果 (18)5. 安装调试 (22)5.1安装调试过程 (22)5.2 故障分析 (23)6. 结论 (27)7. 使用仪器设备清单 (28)8. 收获、体会和建议 (29)9. 参考文献 (30)1概述○1过程控制系统过程控制系统是以表征生产过程的参量为被控制量使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统。
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课程设计报告湿度传感器及应用摘要在现代社会信息科技的不断迅速发展中,计算机技术、网络技术和传感器技术的高速更新,使得湿度的测量正朝着自动化、智能化、网络化发展。
随着2011年物联网作为新兴产业列入国家发展战略,传感器技术作为物联网的最前端—感知层,在其发展中占了举足轻重的地位。
而湿度作为日常生产、生活中最重要的参数之一,它的检测在各种环境,各个领域都对起了重要作用。
湿度是表示空气中水蒸气含量的物理量,湿度传感器是指检测外界环境湿度的传感器,它将所测环境湿度转换为便于处理、显示、记录的电(频率)信号等。
它与人们的生产、生活密切相关。
湿度的检测广泛应用于工业、农业、国防、科技、生活等各个领域。
例如,集成电路的生产车间相对湿度低于30%时,容易产生静电感应而影响生产;粉尘大的车间由于湿度小产生静电易发生爆炸;纺织厂的湿度低于65~70%RH时会断线。
它是一类重要的化学传感器,在仓贮、工业生产、过程控制、环境监测、家用电器、气象等方面有着广泛的应用。
测量电路由湿度传感器,差动放大器,同相加法放大器等主电路组成;为了实现温度补偿功能,选择铂电阻温度传感器采集环境温度,通过转换电桥和差动放大,输入同相加法器实现加法运算,补偿环境温度对湿度传感器的影响,其中转换电桥工作电压由差动放大器输出电压通过电压跟随器提供。
应用IH3605型温度传感器与集成运放设计测量湿度的电路,测量相对湿度(RH)的范围为0%~l00%,电路输出电压为0~10V。
要求测量电路具有调零功能和温度补偿功能。
使用环境温度为0℃~85℃。
本次设计的是湿度传感器,主要对湿度传感器的工作原理、组成结构加以论述,并对其测量原理图进行分析,进而使我们能够更深层的对湿度传感器进行理解;除此之外,在本次设计中也简要介绍了湿度传感器的相关特性以及参数如何选择,以便于用户能够正确选用相应的种类和型号。
另外,我又结合了实际案例对湿度传感器的应用技术和应用领域加以分析,并概括了其日后的发展趋势。
关键词:工作原理;组成结构;测量原理图;特性及参数选择;应用;发展趋势目录第一章引言1.1 背景介绍1.2 目的和意义第二章湿度传感器的概述2.1 湿度及其表示方法2.1.1 绝对湿度2.1.2 相对湿度2.1.3 含湿量2.2 湿度传感器及其特性参数2.3 湿度传感器的分类第三章、湿度传感器的原理及框图3.1、湿度传感器的原理3.2 电路设计原理框图3.3各组成部分的工作原理第四章、湿度传感器的选用及应用4.1、如何选用湿度传感器4.1.2、湿度传感器的分类及特点4.2、对湿度传感器性能作初步判断的方法4.2.1测量范围4.2.2测量精度4.3、湿度传感器的应用4.3.1、在湿度测量系统中的应用4.3.2、在工业过程自动控制中的应用第一章引言1.1 背景介绍湿度是表示空气中水蒸气含量的物理量,它与人们的生产、生活密切相关。
湿度的检测广泛应用于工业、农业、国防、科技、生活等各个领域。
例如,集成电路的生产车间相对湿度低于30%时,容易产生静电感应而影响生产;粉尘大的车间由于湿度小产生静电易发生爆炸;纺织厂的湿度低于65~70%RH时会断线。
可见,湿度测量在各个行业都是至关重要的。
湿度是控制人类生活条件基本因素之一。
最早是气象部门需要对人类生存环境中的湿度进行观测和测量。
随着信息产业的发展及工业化的进步,湿度不仅仅直接或间接影响着人类的基本生活条件,还表现在对工农业、生物制品、医药卫生、科学研究、国防建设等方面的影响。
所以,在这些领域内,越来越需要采用湿度传感器,对产品质量的要求越来越高,对环境温湿度的控制以及对工业材料水份值的监测与分析都已成为比较普遍的技术条件之一。
湿度传感器是现代传感技术发展方向之一。
世界各国对湿度传感器的研究非常活跃,研究重点之一是开发新型湿度敏感元件,因为新型高灵敏度和适用范围广的湿度敏感元件是实现湿度传感器技术新突破的前提。
而敏感元件的性能主要取决于两个重要因素,即构成元件的材料和制备元件的加工技术,因此应用新技术、新材料是研究开发新型湿度敏感元件的重要手段,也是设立本课题的着眼点所在。
湿度敏感元件的性能除了由其功能材料决定以外,还与其加工工艺有关。
将现代先进制造技术引入传感器技术,例如水热腐蚀制备纳米薄膜技术、钝化技术等,能制作出质地均匀、性能稳定、可靠性高、体积小、重量轻的敏感元件。
近几年,以纳米多孔硅为感湿材料的湿度传感器开始在国际上受到关注,这是因为它初步显示出了一些优异的性能。
1.2 目的和意义课程设计是专业课《自动检测技术及仪表》课程教学中的重要组成环节,其目的是通过课程设计的教学实践,使学生对所学的基础理论和专业知识得到巩固,并使学生得到运用所学理论知识解决实际问题的初步认识和锻炼。
掌握相关课题的资料收集、整理;方案的设计和对比;提高学生的分析、综合能力以及工程设计中计算和绘图的基本能力,为后续的毕业设计和工程实践作必要2的准备。
课程设计的主要任务是使学生掌握相关传感器或检测仪表的原理、结构及在工程中的实际应用。
同时,在课程设计的过程中,能够锻炼同学们解决问题和分析问题的能力。
在此基础上,能够对所设计的传感器或仪表得到更进一步地认识和了解,为以后学习更深的知识打下扎实的基础。
第二章、湿度传感器的概述2.1 湿度及其表示方法在自然界中,凡是有水和生物的地方,在其周围的大气里总是含有或多或少的水汽。
大气中含有水汽的多少,表示大气的干、湿程度,用湿度来表示,也就是说,湿度是表示大气干湿程度的物理量。
大气湿度有三种常用的表示方法,即绝对湿度、相对湿度和含湿量。
2.1.1 绝对湿度每m3湿空气在标况下(0℃,1大气压)所含湿空气的重量,即水蒸气密度,单位为g/m3。
由气体状态方程:式(2.1.1)式(2.1.2)所以测得被测空气的水蒸气分压力,及干球温度即可求得绝对湿度。
绝对湿度只能说明湿空气中实际所含水蒸汽的质量,而不能说明湿空气干燥或潮湿的程度及吸湿能力的大小。
2.1.2 相对湿度空气中水蒸气分压力Pn Pb 的比值。
式(2.1.3)式T R V P n n n =B A P P s w s b n )(.θθ--=(2.1.4) 式(2.1.5)其中:Pb.s —相应于湿球温度的饱和水蒸气压力;Pb —干球温度对应的饱和水蒸气压力;B —大气压力;A —与风速有关的系数。
相对湿度表征湿空气中水蒸气接近饱和含量的程度。
φ值小,说明湿空气饱和程度小,吸收水蒸气的能力强;φ值大则说明湿空气饱和程度大,吸收水蒸气的能力弱。
2.1.3 含湿量空气由干空气和湿空气组成,每kg 干空气所含水蒸气的量,称为含湿量。
符号d ,单位g/kg 。
式)应用理想气体状态方程水蒸气: 式(2.1.7)干空气: 式(2.1.8)因为水蒸气与干空气均匀混合,故Vn=Vw ,Tn=Tw ,又:Rn=461,Rw=287式(2.1.9)所以,当大气压力为定值,含湿量是水蒸气分压力的函数。
),,,(B v f s w θθϕ=nn s n n T R m V P =w w w w w T R m V P =b b n n w n w n w w w w n n n n w S P B P P B P P P P P V P T R T R V P m m d ϕϕ-=-===⋅==622622622461287100010001000b b n n w n w n w w w w n n n n w S P B P P B P P P P P V P T R T R V P m m ϕϕ-=-==⋅=622622622461287100010001000b b n n w n w w w w n n n n w S P B P P B P P P V P T R T R V P m m d ϕϕ-=-===⋅==622622622100010001000b b w n w w w w n n n n P B P P P V P T R T R V P ϕϕ-=⋅62228710002.2 湿度传感器及其特性参数湿度传感器是指能将湿度转换为与其成一定比例关系的电量输出的器件式装置。
湿度传感器的特性参数如下:一、湿度量程保证一个湿敏期间能够正常工作所允许环境相对湿度可以变化的最大范围,称为这个湿敏器件的湿度量程。
湿度量程越大,其实际使用价值越大。
理想的湿敏元件的使用范围应当是0-100%RH的全量程。
二、感湿特征量----相对湿度特性曲线每一种湿敏元件都有其感湿特征量,如电阻、电容、电压、频率等。
湿敏元件的感湿特征量随环境相对湿度变化的关系曲线,称为该元件的感湿特征量——相对湿度特性曲线,简称感湿特性曲线。
人们希望特性曲线应当在全量程上是连续的,曲线各处斜率相等,即特性曲线呈直线。
斜率应适当,因为斜率过小,灵敏度降低;斜率过大,稳定性降低,这些都会给测量带来困难。
三、灵敏度湿敏元件的灵敏度,就其物理含义而言,应当反映相对于环境湿度的变化、元件感湿特征量的变化程度。
因此,它应当是湿敏元件的感湿特性曲线斜率。
在感湿特性曲线是直线的情况下,用直线的斜率来表示湿敏元件的灵敏度是恰当而可行的。
然而,大多数湿敏元件的感湿特性曲线是非线性的,在不同的相对湿度范围内曲线具有不同的斜率。
因此,这就造成用湿敏元件感湿特性曲线的斜率来表示灵敏度的困难。
目前,虽然关于湿敏元件灵敏度的表示方法尚未得到统一,但较为普遍采样的方法使用元件在不同环境湿度下的感湿特征量之比来表示灵敏度。
四、湿度温度系数湿敏元件的湿度温度系数是表示感湿特性曲线随环境温度而变化的特性参数,在不同的环境温度下,湿敏元件的感湿特性曲线是不相同的,它直接给测量带来误差。
湿敏元件的湿度温度系数定义为:在湿敏元件感湿特征量恒定的条件下,该感湿特征量值所表示的环境相对湿度随环境温度的变化率。
综上所述,作为理想的湿度传感器希望能满足下列要求:(1)在各种气体环境下特性稳定,不受尘埃附着的影响,使用寿命长;(2)受温度的影响小;(3)线性重复性好,灵敏度高,迟滞回差小,响应速度快;(4)小型,易于制作和安装,且互换性好。
2.3 湿度传感器的分类湿度传感器的种类很多,据不完全统计,湿度传感器系列、类型分为物性型、结构型和其他形式,而物性型有分为电解质系、半导体及陶瓷系和有机高分子聚合物系。
所以,其种类繁多可见一斑。
在此处,仅将部分列举如下:(1)电解质型:以氯化锂为例,它在绝缘基板上制作一对电极,涂上氯化锂盐胶膜。
氯化锂极易潮解,并产生离子导电,随湿度升高而电阻减小。
(2)陶瓷型:一般以金属氧化物为原料,通过陶瓷工艺,制成一种多孔陶瓷。
利用多孔陶瓷的阻值对空气中水蒸气的敏感特性而制成。
(3)高分子型:先在玻璃等绝缘基板上蒸发梳状电极,通过浸渍或涂覆,使其在基板上附着一层有机高分子感湿膜。