自动控制元件及线路.docx

一、传感器的选型传感器作为测量或监测系统的首要环节,是获取准确、可靠信息的重要手段。在智能大棚中, 传感器可以测量温度、湿度、 CO2 ,光照等信息,并将测得的数据送到控制部分,经控制部分分析处理后转化为控制信号后,再驱动电机等进行工作。因此,传感器部分是智能大棚整体结构中的重要环节。下面分别详细地分析讨论智能大棚中各种传感器的选择。 1. 温度传感器的选择温度是影响茄子产量和品质的主要环境因子之一, 在不同的生长时期对温度的要求也不尽相同, 茄子幼苗生长发育所要求的适宜温度较高,一般为 22 30 C??。如果温度高于 33C?或者低于 15C?, 对茄子的幼苗生长发育都是不利的。因此,选择高精度、高性能的温度传感器是我们的一项极为重要任务。温度传感器是指能够感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分,种类繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类,按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。温度传感器有四种主要类型: 热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器和 IC 温度传感器。 IC 温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。为了进行可靠的温度测量,首先就要选择正确的温度仪表,其中最常用的就是以上四种主要类型。下面将详尽阐释几种常见的温度传感器特点及应用,并从中选择合适的传感器用作大棚温度的测量工具。 热敏电阻热敏电阻是用半导体材料制成的热敏元件, 可分为负温度系数热敏电阻(NTC )和正温度系数热敏电阻( PTC ) 。负温度系数热敏电阻的应用较为广泛, 其电阻温度特性曲线可用公式/ B t Rt Ae ?表示,式中 Rt 是温度为 t C ?时的电阻值, A,B 为常数。热敏电阻的温度系数大,灵敏度高;体积小,可以测量点温度;固有电阻大,因此无需考虑延长导线时的误差补偿;热惯性小,适合动态测量;造价低;寿命长。但是,热敏电阻器的精度和长期稳定性都不是很理想,而且非线性严重、互换性差。为了克服热敏电阻器的非线性,往往需要进行线性修正。有研究表明,经过补偿和线性修正后,采用热敏电阻器在大棚的实际温度测量范围内,准确度可以控制在 C ? ?。有的集成电路则可以直接将热敏电阻值转换为温度的数字输出,如MAX 6682 。 热电偶两种不同成分的导体两端相连接合成回路,当接合点的温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的。其中,直接用作测量介质温度的一端叫作工作端(也称为测量端),另一端叫作冷端(也称为补偿端)。冷端与显示仪表连接,显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。热电偶测温电势可用如下关系式表示: 0 0 (T, 0) ( , ) ( , 0) AB AB AB E E T T E T ? ?热电偶输出热电势 0 ( , ) AB E T T 反映的是相对于冷端温度的热端温度, 而我们测量温度的目的是要知道以 0C?为基准的热端温度 T 。这样, 就必须知道 0 ( , 0) AB E T 或冷端温度 0T ,这种通过获取 0 ( , 0) AB E T 或 0T 进而得到热端温度T的过程即为热电偶的冷端温度补偿。由此可知热电偶冷端温度补偿的原因及其重要性。