温度传感器是检测温度的器件,其种类最多,应用最广,发展最快。目前市场上主要有热敏电阻、双金属片、集成化半导体温度传感器和热电偶四大类。
·热敏电阻(其中分正温度和负温度特性两类),其根据电阻材料随温度的变化而影响材料的电阻率随之相应变化的原理实现温度传感的,其特点是工作温度范围广,成本低、但线性差,误差较大,适用于温控精度要求不高的场合。
本次设计的系统,仅用了一个温度传感器和湿度传感器,显然不能满足实际的运用。现实中应该测量多点的温度和湿度,因此应该多设计几个传感器。这样才能投入到正常的应用中去。
在通信机房安装空调设备和进出口源自文库风机设备,当条件适宜的时候,打开进出口的风机,在机房内形成通风气流,对设备进行降温;否则,使用空调进行降温和排湿。
·PLC专为在工业环境下应用而设,可靠性高,编程容易,功能完善,扩展灵活,安装调试方便。
·工控机是一种面向工业控制、采用标准总线技术和开放式体系结构的计算,配有丰富的外围接口,具有可靠性高,可维修性好,环境适应力强,控制实时性强,输入输出通道完善等优点。
对于通信数据中心来说,最佳的运行环境是22~24度,相对湿度在35%~50%之间,温度与湿度的大幅变化可能导致敏感设备不可靠工作,急剧的温湿度变化甚至可能导致设备的损坏。因而,保持适宜的温湿度的环境对保证设备的可靠工作是非常重要的。
一般来说,通信机房内的温度由于电器设备的长期运行发热而升温,温度控制主要是降温处理;适度的要求是不能过高,当室内的适度较大时,则要考虑采用排湿处理。这两种出处理方法主要是选用空调设备。如果一年四季均用空调来保持站内的温度和湿度,则冬、春、秋三季及夏季的早晚时段的室外低温便可散热降温的有利条件被忽视,从而导致电能的无畏浪费。因而可以根据室内外温度的不同,采用空调系统和风机系统的自动综合使用来保持湿度,同时节省了电能,降低了成本。
通信机房是设备安装和运行的重要场所,提供各种设备长期可靠运行的外部环境。这些环境因素主要包括建筑、供电和温湿度的环境等。对于通信数据中心设备来说,最佳的运行环境是22~24℃,相对湿度在35%~50%之间,温度和湿度的大幅度变化可能导致敏感设备不能正常工作,急剧的温湿度变化甚至可能导致设备的破坏。
湿度传感器,分为电阻式和电容式两种,产品的基本形式都为在基片上涂有感湿的材料形成一层膜。空气中的水蒸汽吸附在材料上后,元件的阻抗、介质常数发生很大的变化,从而制成湿敏元件。国内外各厂家的湿度传感器产品水平不一,质量价格都相差较大,用户如何选择性能价格比最优的理想产品确有一定难度,需要在这方面作深入的了解。湿度传感器具有如下特点:
随着电信业的告诉发展,众多的通信枢纽、中继站和基站的建设想雨后春笋一样在各地出现。通信机房是设备安装和运行的重要场所,提供各种设备长期可靠运行的外部条件。这些环境因素主要包括建筑、供电和温湿度的环境等。供电是设备运行安全的首要因素,受到人们的关注;产生和保持适于设备工作的温湿度的环境的重要性和技术方法经常被人们忽视。
考虑成本、开发周期、应用等方面,在本次设计中采用单片机来作为控制系统主机。目前市场上主流的单片机有Intel公司的MCS系列、Motorola公司的M68HC系列、Microchip公司的PIC系列、以及Philips、Atmel、NEC、STC等公司的产品。
本次设计选择的是Atmel公司的AT89S52,是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容,片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元,功能强大AT89C52单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。
·双金属片通常是将两片不同的金属叠在一起,根据不同金属的热膨胀率的差异,导致双金属机构产生于温度变化相对应的形变的原理做成的,其特点的温度范围大,但精度极低。
·集成化半导体温度传感器是由硅二极管和运算放大器组成的,是三端器件,其根据硅二极管正向压降随温度的升高而线性降低的原理,由于线性降低的线性精度虽然良好,但变化值微小,所以要通过运算放大器线性放大,另外,通过改变运算放大器的负反馈电阻的值,实现输出不同电压变化范围的各规格产品,以适应不同设备的要求。其特点是精度高,热惯性小,响应快,输出负载能力大(抗电磁干扰能力强),成本较高,温度适用范围小。
•湿度传感器的温度系数湿敏元件除对环境湿度敏感外,对温度亦十分敏感,其温度系数一般在0.2~0.8%RH/℃范围内,而且有的湿敏元件在不同的相对湿度下,其温度系数又有差别。温漂非线性,这需要在电路上加温度补偿式。采用单片机软件补偿,或无温度补偿的湿度传感器是保证不了全范围的精度的,湿度传感器温漂曲线的线性化直接影响到补偿的效果,非线性的温漂补偿不出较好的效果,只有采用硬件温度跟随性补偿才会获得真实的补偿效果。湿度传感器工作的温度范围也是重要参数。多数湿敏元件难以在40℃以上正常工作。
自动温湿度控制系统基于51系列的单片机AT98S52,该系统要求通过键盘设置把温度和湿度控制在一个恒定的值,且实时显示温度和湿度这两个参数值。系统采用单片机作为主控芯片,首先通过传感器对温度和湿度进行检测;经过A/D转换将采样到的数据送到单片机内部进行处理后,根据算法得到相应的控制量。如果欠温度,启动加热器加热;如果过温度,控制吹风机冷却。同理,湿度有加湿和去湿装置控制。
·DSP采用改进型的哈佛结构,具有专门的硬件乘法器,广泛采用流水线操作,提供特殊指令,可以用来快速地实现各种数字信号处理。
·智能调节器是一种数字化的智能仪表,以为处理器或单片微型计算机为核心,具有数据通信功能,能完成生产过程1~4个回路直接数字控制任务,在DCS的分散过程控制级中得到广泛应用。
自动温湿度控制系统是人们长期研究的对象,尤其是基于单片机的温度控制系统,已经达到非常成熟的地步了。而对于湿度控制系统的研究则相对来说没有这么透彻,因此湿度部分的研究比较的困难。本设计介绍一个通信机房的自动温湿度控制系统研制的实例。该系统主要是基于单片机的,运用最新的数字温度和湿度传感器对温度和湿度进行测量,并且最终根据系统控制的原则来控制空调和风机的开启或者关闭。值得一提的是,本系统采用友好的人机接口实现灵活的机房温湿度的自动控制,具有良好的可靠性和实用性,推广价值较大。
•精度和长期稳定性湿度传感器的精度应达到±2%~±5%RH,达不到这个水平很难作为计量器具使用,湿度传感器要达到±2%~±3%RH的精度是比较困难的,通常产品资料中给出的特性是在常温(20℃±10℃)和洁净的气体中测量的。在实际使用中,由于尘土、油污及有害气体的影响,使用时间一长,会产生老化,精度下降,湿度传感器的精度水平要结合其长期稳定性去判断,一般说来,长期稳定性和使用寿命是影响湿度传感器质量的头等问题,年漂移量控制在1%RH水平的产品很少,一般都在±2%左右,甚至更高。
·热电偶是根据两个不同导体或半导体在不同的温度之间产生电动势的所谓的温差发电效应产生的传感器,其并非真正意义上的温度传感器,但它对温差敏感。
本次设计中采用的是集成化半导体温度传感器DS18B20。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。LD乐动 乐动体育LD乐动 乐动体育LD乐动 乐动体育乐动体育乐动体育LD乐动体育LD乐动体育LD乐动体育