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基于智能傳感器的溫/濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 傳感器技術(shù)指標(biāo)

時間:2020-07-30    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     
針對溫/濕度對彈藥儲存的影響和傳統(tǒng)彈藥庫溫,濕度監(jiān)控系統(tǒng)的弊端,采用SHTl5型智能傳感器設(shè)計了一套智能監(jiān)控系統(tǒng).對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理和軟件設(shè)計進(jìn)行了分析。

1引言

彈藥從出廠到部隊作戰(zhàn)或訓(xùn)練使用以前主要存放在倉庫中。在長期的儲存過程中,彈藥雖然處于宏觀靜止?fàn)顟B(tài)。但其質(zhì)量不斷發(fā)生變化。這是因為彈藥主要由金屬和裝藥組成.在長期儲存過程中,由于溫,濕度的影響。金屬會銹蝕.從而使金屬部件的強(qiáng)度降低。表面機(jī)械性能變壞,嚴(yán)重影響彈藥的使用.甚至?xí)斐芍卮笫鹿省?,濕度還會使彈藥裝藥的物理和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化.從而使其失去應(yīng)有的戰(zhàn)技要求。因此,溫,濕度是彈藥質(zhì)量發(fā)生變化的主要矛盾。根據(jù)我軍的倉庫條件、我國的氣候條件和目前倉庫的管理水平.通常規(guī)定最高溫度不超過30℃.最大濕度不超過。70%.即通常所說的“三七”線。

傳統(tǒng)彈藥倉庫的監(jiān)控系統(tǒng)采用的是干,濕球濕度計、毛發(fā)濕度計、濕敏電阻器或由普通的溫,濕度傳感器組成的監(jiān)控系統(tǒng),通常結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜.系統(tǒng)龐大.準(zhǔn)確性差。筆者采用瑞士森斯瑞(Sensirion)公司推出的SHTl5型超小型、自校準(zhǔn)、多功能式智能傳感器.測量相對濕度、溫度和露點等參數(shù),適合彈藥倉庫溫,濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。

2SHTl5的性能和特點

SHT15型傳感器是單片、多用途的智能傳感器,其中不僅包含基于濕敏電容器的微型相對濕度傳感器和基于帶隙電路的微型溫度傳感器,而且還有14位的A/D轉(zhuǎn)換器和2線串行接口。能輸出經(jīng)過校準(zhǔn)的相對濕度和溫度的串行數(shù)據(jù),所以系統(tǒng)中不再使用傳統(tǒng)設(shè)計需要的多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器及信號調(diào)理電路,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較緊湊和簡單,SHTl5能在同一位置測量相對濕度和溫度。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。

SHT15的引腳比較少.使用方便。其引腳排列如圖2所示。引腳功能如表1所示。SHT15型智能傳感器的相對濕度測量范圍是0~100%。分辨率達(dá)0.03%,最高精度為+2%RH,溫度測量范圍是—40℃一十123.8℃.分辨率為0.1℃.電源電壓范圍是+2.5V一+5.5V.響應(yīng)時間小于3s。

3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理

該設(shè)計系統(tǒng)主要由單片機(jī)、傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。采用的是AT89C51型低電壓和高性能的CMOS8位單片機(jī).片內(nèi)含4Kbytes可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器(PEROM)和128bytes的隨機(jī)存取存儲器(RAM),采用ATmel公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn).兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS一51機(jī)指令系統(tǒng),片內(nèi)還有通用8位中央處理器和Flash存儲單元。功能強(qiáng)大的AT89C51微型計算機(jī)提供了高性價比的解決方案。它的主要功能特性如下:

兼容MCS一51指令系統(tǒng);
4K可反復(fù)擦寫f>1000次)FlashROM;
32個雙向I/O口;
可編程UARL通道;
2個16位可編程定時/計數(shù)器;
全靜態(tài)操作0—24MHz;
1個串行中斷;
128x8bit內(nèi)部RAM;
2個外部中斷源;
總共6個中斷源;
可直接驅(qū)動LED;
3級加密位;
低功耗空閑和掉電模式;
軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能。

AT89C51和SHT15之間通過串行總線進(jìn)行通信.執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由電機(jī)控制的降溫機(jī)、升溫機(jī)、降濕機(jī)、增濕機(jī)等組成。彈藥倉庫的溫/濕度監(jiān)控系統(tǒng)如圖3所示。

AT89C51循環(huán)實時選通多個SHTl5,使其檢測溫度值和相對濕度值.然后讀出數(shù)據(jù)值并顯示此時的數(shù)據(jù)值.當(dāng)相對濕度超過70%時,單片機(jī)控制降濕機(jī)開始工作.若相對濕度低于40%,則增濕機(jī)開始工作;當(dāng)溫度超過30℃時,降溫機(jī)開始工作,當(dāng)溫度低于一12℃時,升溫機(jī)開始工作,每循環(huán)3次,打印1次溫,濕度值報表。

4系統(tǒng)的程序設(shè)計

系統(tǒng)軟件采用MCS一51匯編語言編寫.采用模塊化的程序設(shè)計方法.主要包括初始化模塊、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、顯示、報警、打印等模塊。系統(tǒng)的程序框圖如圖4所示。

由于SHTl5中含有存儲器,所以設(shè)置初始化程序主要是對單片機(jī)和SHTl5的存儲器中的一些數(shù)據(jù)置初值,同時對單片機(jī)的初態(tài)進(jìn)行初始化。該系統(tǒng)是多通道的測量系統(tǒng).SHTl5上電后經(jīng)過10ms時間就進(jìn)入休眠狀態(tài),只有當(dāng)單片機(jī)發(fā)出測量命令后,SHTl5才被“喚醒”而進(jìn)行工作,所以.單片機(jī)循環(huán)對各個傳感器發(fā)出溫,濕度測量命令,實現(xiàn)多通道的溫,濕度測量。SHTl5的命令集如表2所列。

由于SHT15輸出的數(shù)據(jù)與被測值呈非線性關(guān)系,因而,為了獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),必須對讀數(shù)值進(jìn)行非線性補(bǔ)償。對濕度進(jìn)行非線性補(bǔ)償,8位數(shù)據(jù)通常采用下式進(jìn)行補(bǔ)償:

RH=(1.43N一5.127),256(0≤Ⅳ≤107)(1)

RH=(1.11N一28.93)/256(108≤N≤255)(2)

對于溫度傳感器,通常采用下式進(jìn)行非線性補(bǔ)償:

T=d+d2M(3)

式中的N和M分別為相對濕度傳感器與溫度傳感器的輸出值,d1和d2為常數(shù),根據(jù)電源電壓和溫度數(shù)據(jù)位數(shù)來確定。

每次測得的數(shù)據(jù)要和規(guī)定值進(jìn)行比較,如果在允許的范圍內(nèi),則程序進(jìn)行下一步操作,如果不滿足要求.則應(yīng)報警并將此刻的數(shù)據(jù)值顯示出來,在每次循環(huán)結(jié)束后。要經(jīng)過1個小時(可以靈活選用)的延時.這主要是因為彈藥倉庫里有很多木制結(jié)構(gòu),揮發(fā)和吸收水分都有一個過程,經(jīng)過一定延時再進(jìn)行測量.可以避免傳感器長時間的工作和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的反復(fù)啟停,節(jié)約資源,同時可以延長系統(tǒng)的使用壽命。每經(jīng)過3次(根據(jù)需要可以適當(dāng)選擇)循環(huán)測量后,單片機(jī)控制打印機(jī)將3次測量的溫/濕度數(shù)據(jù)打印出來,便于報表和存檔。

5結(jié)束語

筆者設(shè)計的彈藥倉庫溫,濕度監(jiān)控系統(tǒng)是基于SHTl5型智能傳感器完成的,SHT15是全新的基于智能傳感器設(shè)計理念的新型傳感器,實現(xiàn)了溫,濕度傳感器的數(shù)字式輸出,且具有免調(diào)試、免標(biāo)定、無外圍電路等特點,極大地方便了在嵌入式測控領(lǐng)域的應(yīng)用.它是今后傳感器發(fā)展的方向。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較簡單.體積比較小,精度高,克服了傳統(tǒng)彈藥倉庫溫/濕度測量系統(tǒng)的不足。

巴士德壓力傳感器安裝接線方法

巴士德壓力傳感器安裝接線方法一向是客戶采購過程咨詢得較多的問題之一,很多客戶都不知道傳感器如何連線,其實各種傳感器的接線方式基本都是一樣的,壓力傳感器一般有兩線制、三線制、四線制,有的還有五線制的。

  巴士德壓力傳感器兩線制比較簡單,一般客戶都知道怎么接線,一根線連接電源正極,另一個線也就是信號線經(jīng)過儀器連接到電源負(fù)極,這種是較簡單的,壓力傳感器三線制是在兩線制基礎(chǔ)上加了一個線,這根線直接連接到電源的負(fù)極,較兩線制麻煩一點。四線制壓力傳感器肯定是兩個電源輸入端,另外兩個是信號輸出端。四線制的多半是電壓輸出而不是4~20mA輸出,4~20mA的叫壓力變送器,多數(shù)做成兩線制的。壓力傳感器的信號輸出有些是沒有經(jīng)過放大的,滿量程輸出只有幾十毫伏,而有些壓力傳感器在內(nèi)部有放大電路,滿量程輸出為0~2V。至于怎么接到顯示儀表,要看儀表的量程是多大,如果有和輸出信號相適應(yīng)的檔位,就可以直接測量,否則要加信號調(diào)整電路。五線制壓力傳感器與四線制相差不大,市面上五線制的傳感器也比較少。

巴士德壓力傳感器是能感受壓力信號,并能按照一定的規(guī)律將壓力信號轉(zhuǎn)換成可用的輸出的電信號的器件或裝置。通常由壓力敏感元件和信號處理單元組成。 是使用較為廣泛的一種傳感器。傳統(tǒng)的壓力傳感器以機(jī)械結(jié)構(gòu)型的器件為主,以彈性元件的形變指示壓力,但這種結(jié)構(gòu)尺寸大、質(zhì)量重,不能提供電學(xué)輸出。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,半導(dǎo)體壓力傳感器也應(yīng)運(yùn)而生。其特點是體積小、質(zhì)量輕、準(zhǔn)確度高、溫度特性好。

主要應(yīng)用于:增壓缸、增壓器、氣液增壓缸、氣液增壓器、壓力機(jī),壓縮機(jī),空調(diào)制冷設(shè)備等領(lǐng)域。

1、應(yīng)用于液壓系統(tǒng)

壓力傳感器在液壓系統(tǒng)中主要是來完成力的閉環(huán)控制。當(dāng)控制閥芯突然移動時,在極短的時間內(nèi)會形成幾倍于系統(tǒng)工作壓力的尖峰壓力。在典型的行走機(jī)械和工業(yè)液壓中,如果設(shè)計時沒有考慮到這樣的極端工況,任何壓力傳感器很快就會被破壞。需要使用抗沖擊的壓力傳感器,壓力傳感器實現(xiàn)抗沖擊主要有2種方法,一種是換應(yīng)變式芯片,另一種方法是外接盤管,一般在液壓系統(tǒng)中采用*種方法,主要是因為安裝方便。此外還有一個原因是壓力傳感器還要承受來自液壓泵不間斷的壓力脈動。

2.應(yīng)用于安全控制系統(tǒng)

壓力傳感器在安全控制系統(tǒng)中經(jīng)常應(yīng)用,主要針對的領(lǐng)域是空壓機(jī)自身的安全管理系統(tǒng)。在安全控制領(lǐng)域有很多傳感器應(yīng)用,壓力傳感器作為一種非常常見的傳感器,在安全控制系統(tǒng)中應(yīng)用也不足為奇。
在安全控制領(lǐng)域應(yīng)用一般從性能方面來考慮,從價格上的考慮,還有從實際操作的安全性方便性來考慮,實際證明選擇壓力傳感器的效果非常好。壓力傳感器利用機(jī)械設(shè)備的加工技術(shù)將一些元件以及信號調(diào)節(jié)器等裝置安裝在一塊很小的芯片上面。所以體積小也是它的優(yōu)點之一,除此之外,價格便宜也是它的另一大優(yōu)點。在一定程度上它能夠提高系統(tǒng)測試的準(zhǔn)確度。在安全控制系統(tǒng)中,通過在出氣口的管道設(shè)備中安裝壓力傳感器來在一定程度上控制壓縮機(jī)帶來的壓力,這算是一定的保護(hù)措施,也是非常有效的控制系統(tǒng)。當(dāng)壓縮機(jī)正常啟動后,如果壓力值未達(dá)到上限,那么控制器就會打開進(jìn)氣口通過調(diào)整來使得設(shè)備達(dá)到最大功率。

3.應(yīng)用于注塑模具

壓力傳感器在注塑模具中有著重要的作用。壓力傳感器可被安裝在注塑機(jī)的噴嘴、熱流道系統(tǒng)、冷流道系統(tǒng)和模具的模腔內(nèi),它能夠測量出塑料在注模、充模、保壓和冷卻過程中從注塑機(jī)的噴嘴到模腔之間某處的塑料壓力。
4.應(yīng)用于監(jiān)測礦山壓力

傳感器技術(shù)作為礦山壓力監(jiān)控的關(guān)鍵性技術(shù)之一。一方面,我們應(yīng)該正確應(yīng)用已有的各種傳感器來為采礦行業(yè)服務(wù);另一方面,作為傳感器廠家還要研制和開發(fā)新型壓力傳感器來適應(yīng)更多的采礦行業(yè)應(yīng)用。壓力傳感器有多種,而基于礦山壓力監(jiān)測的特殊環(huán)境,礦用壓力傳感器主要有:振弦式壓力傳感器、半導(dǎo)體壓阻式壓力傳感器、金屬應(yīng)變片式壓力傳感器、差動變壓器式壓力傳感器等。這些傳感器在礦產(chǎn)行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用,具體使用哪種傳感器還有根據(jù)具體的采礦環(huán)境進(jìn)行選擇。

巴士德壓力傳感器上?,F(xiàn)貨庫存:

9681X-1CC-3 | 壓力開關(guān)
9692X-1CC-3-S1381 | 壓力開關(guān)
9692X-1CC-5 | 壓力開關(guān)
9AC1TV | 壓力開關(guān)
A9675-3 | 壓力開關(guān)
B1T-A12SS | 壓力開關(guān)
B1T-H32SS-S0355 | 壓力開關(guān)
B2S-H12SS | 壓力開關(guān)
B2S-H32SS | 壓力開關(guān)
B2S-H48SS | 壓力開關(guān)

BPS32GVM0250B | 電子式壓力開關(guān)
BPS32GVM0400B | 電子式壓力開關(guān)
BPS32GVM0400BP | 電子式壓力開關(guān)
BPS32GVM0600BP | 電子式壓力開關(guān)
BPS33GVM0010B | 電子式壓力開關(guān)
BPS33GVM0200B | 電子式壓力開關(guān)
BPS33GVM0400B | 電子式壓力開關(guān)
BPS342VM0020BP | 電子式壓力開關(guān)
BPS34GEM-1.0BVPQ1 | 電子式壓力開關(guān)
BPS34GVM00.2BP | 電子式壓力開關(guān)
BPS34GVM0005BVP | 電子式壓力開關(guān)
BPS34GVM0010B | 電子式壓力開關(guān)
B2T-A48SS-P5 | 壓力開關(guān)
B2T-H32SS | 壓力開關(guān)
B2T-H32SS-CS | 壓力開關(guān)
B2T-M12SS | 壓力開關(guān)

ML1H-H351 | 溫度開關(guān)
MT1H-H251 | 溫度開關(guān)
T2H-M251S-A | 溫度開關(guān)
0631-017 | 溫度傳感器
0631-054 | 溫度傳感器



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