奶粉烘干过程微机控制毕业设计论文 (3)

长春工业大学人文信息学院毕业设计（论文）

由于各通道不同而产生的舍入误差。小于2n的孔隙延迟，允许多片联合，以扩展模拟通道的数目，但是会造成相位误差。

2.3.2 采用ADC0809转换器

ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D模数转换器。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。但是由于本设计中只用到了一个温度传感器和一个湿度传感器，所以用A/D转换器ADC0809即可，而且价格也低于AD7874转换器。

综上所述，选择ADC0809转换器更为合适。

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第3章 系统硬件设计

本设计是基于单片机对数字信号的高敏感和可控性、温湿度传感器可以产生模拟信号，和A/D模拟数字转换芯片的性能，我设计了以AT89S51基本系统为核心的一套检测系统，其中包括A/D转换、单片机、复位电路、温度检测、湿度检测、显示、报警电路、系统软件等部分的设计。系统总体框图如图3—1所示。

AD590温度检测ADC0809A/D转换器单片机HS1101温度检测图3-1 系统总体框图

串行口LED显示报警电路

本设计由信号采集、信号分析和信号处理三个部分组成的。 信号采集：由AD590温度传感器和HS1101湿度传感器组成； 信号分析：由A/D转换器ADC0809、单片机AT89S51基本系统组成； 信号处理：由串行口LED数码管显示器和报警系统等组成。

3.1 信号采集

3.1.1 温度传感器

AD590是美国ANALOG DEVICES公司的单片集成两端感温电流源，其输出电流与绝对温度成比例。

1.主要特性

在4 V至30 V电源电压范围内，该器件可充当一个高阻抗、恒流调节器，调节系数为1 μA/K。片内薄膜电阻经过激光调整，可用于校准器件，使该器件在298.2K (25°C)时输出298.2 μA电流。AD590是电流型温度传感器，通过对电流的测量可得到所需要的温度值。根据特性分挡，AD590的后缀以I，J，K，L，M

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表示。AD590L，AD590M一般用于精密温度测量电路，其电路外形如图3-2所示，它采用金属壳3脚封装，其中1脚为电源正端V＋；2脚为电流输出端I0；3脚为管壳，一般不用。

.A1-+0.AD590.图3-2 集成温度传感器的电路

.

流过器件的电流（μA）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数，即：

I T/T=1μA /K式中：IT—— 流过器件（AD590）的电流，单位μA。 T——热力学温度，单位K。 AD590的测温范围-55℃- +150℃。

AD590的电源电压范围为4V-30V。电源电压可在4V-6V范围变化，电流IT

变化1μA，相当于温度变化1K。AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会损坏。

输出电阻为710MΩ。

精度高。AD590共有I、J、K、L、M五档，其中M档精度最高，在-55℃～+150℃范围内，非线形误差±0.3℃。

2.AD590的工作原理

在被测温度一定时，AD590相当于一个恒流源，把它和5～30V的直流电源相连，并在输出端串接一个1kΩ的恒值电阻，那么，此电阻上流过的电流将和被测温度成正比，此时电阻两端将会有1mV／K的电压信号。

对于AD590，n＝8，这样，电路的总电流将与热力学温度T成正比，将此电流引至负载电阻RL上便可得到与T成正比的输出电压。由于利用了恒流特性，所以输出信号不受电源电压和导线电阻的影响。图3-3中的电阻R是在硅板上形成的薄膜电阻，该电阻已用激光修正了其电阻值，因而在基准温度下可得到1μA／K的I值。

3.基本应用电路

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图3-3是AD590用于测量热力学温度的基本应用电路。因为流过AD590的电流与热力学温度成正比，当电阻R1和电位器R2的电阻之和为1kΩ时，输出电压V0随温度的变化为1mV/K。但由于AD590的增益有偏差，电阻也有偏差，因此应对电路进行调整，调整的方法为：把AD590放于冰水混合物中，调整电位器R2，使V0=273.2+25=298.2（mV）。但这样调整只保证在0℃或25℃附近有较高的精度。

图3-3 AD590应用电路

如图3—4为AD590的温度与电流对应关系表。

表3-4 AD590温度与电流的对应关系表

摄氏温度 （单位：℃） -10 0 10 20 30 40 50 60 100 AD590电流 （单位：uA） 263.2 273.2 283.2 293.2 303.2 313.2 323.2 333.2 373.2 经10KΩ电压 （单位：V） 2.632 2.732 2.832 2.932 3.032 3.132 3.232 3.332 3.732

4.AD590主要特性

1、流过器件的电流(μA) 等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数： Ir/T=1 (1)

式中，Ir—流过器件(AD590) 的电流，单位为μA；T—热力学温度，单位

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为K；

2、AD590的测温范围为- 55℃~+150℃；

3、 AD590的电源电压范围为4～30 V，可以承受44 V正向电压和20 V反向电压，因而器件即使反接也不会被损坏；

4、 输出电阻为710 mΩ；

5、精度高，AD590在- 55℃~+-150℃范围内，非线性误差仅为±0.3℃。 5.摄氏温度测量电路

如图3-3所示，电位器R2用于调整零点，R4用于调整运放LF355的增益。调整方法如下：在0℃时调整R2，使输出V0=0，然后在100℃时调整R4使V0=100mV。如此反复调整多次，直至0℃时，V0=0mV，100℃时V0=100mV为止。最后在室温下进行校验。例如，若室温为25℃，那么V0应为25mV。冰水混合物是0℃环境，沸水为100℃环境。

3.3.2 湿度传感器

测量空气湿度的方式很多，其原理是根据某种物质从其周围的空气吸收水分后引起的物理或化学性质的变化，间接地获得该物质的吸水量及周围空气的湿度。电容式、电阻式和湿涨式湿敏原件分别是根据其高分子材料吸湿后的介电常数、电阻率和体积随之发生变化而进行湿度测量的。下面 介绍HS1101湿度传感器及其应用。

1.特点

不需校准的完全互换性，高可靠性和长期稳定性，快速响应时间，专利设计的固态聚合物结构，由顶端接触（HS1100）和侧面接触（HS1101）两种封装产品，适用于线性电压输出和频率输出两种电路，适宜于制造流水线上的自动插件和自动装配过程等。

图3-5a为湿敏电容工作的温、湿度范围。图3-5b为湿度-电容响应曲线。

10075长期稳定区50250-40-2002040温度 /℃6080100

正常工作区非正常区图3-5a 湿敏电容工作的温、湿度范围

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