温度检测，湿度检测，毕业论文 - 图文

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经过计算的：R=（5-1.5）/10=0.35K?=350 ?。 三极管发射极电流

IE=IB+IC (3-2)

??IC/IB (3-3)

其中IB为基极电流，IC为集电极电流，IB较小，变化也较小，但会引起IC的较大变化，这就是三极管的放大原理，蜂鸣器驱动也正是利用此原理。

其工作情况是，当接收到的数据不在范围内时，给控制口低电平，则发光二极管被点亮，蜂鸣器响起。为了区分温度超值还是湿度超值，所以需要两个发光二极管来区分，若红灯亮则温度超值，绿灯亮湿度超值。根据以上情况，选择三个I/O口作为控制口，用三极管驱动蜂鸣器。报警模块的具体设计图，如图3-9所示。

图3-9 报警电路设计

图3-9中，9012是电子电路中常用到的小功率PNP型普通硅晶体三极管。很多放大电路中都要用到它，它具有低电压、大电流、小信号是它的特点，如图3-10所示：

图3-10 9012三极管

图3-10中的引脚中，1是发射极，2是基极，3是集电极。 9012的参数如下：

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（1） 集电极-基极电压Vcbo:-40V； （2） 工作温度：-55度 to +150度； （3） 和8050（NPN）相对； （4） Pcm=1W；Icm=1.5A； （5） 集电极反向击穿电压100V； （6） 集电极电流：1A。 主要用途： （1） 开关应用； （2） 射频放大。

3．6 控制模块硬件设计

空气的减湿方法很多，可以将室内空气温度升高，则空气的相对湿度便能降低， 可见单纯的加热空气也可以起到降低相对湿度的作用，然而这种方法并不能减少空气的含湿量，并不是一种根本的减湿方法。结合高压风柜的组成特点，我们采取了冷却减湿法，用表冷器处理空气，当表冷器的表面温度低于空气的露点温度，空气中的水蒸气将凝结为水，从而降低空气中的绝对湿度，使空气减湿。当空气经过表冷器后，尽管达到了除湿的目的。但是送风温度也相应的降低，需要经过电加热加热后，才能够达到要求的送风温湿度。可以看出，温度和湿度的控制采取的是两种相对立的控制方式。因此需要针对不同的温湿度环境，采取不同的空气处理方式。 ", 送风温湿度控制主要有以下三种控制方式：

( 1) 通过电动三通调节阀控制表冷器冷却水的进回水比例，从而对送风温湿度的粗调。

( 2) 通过I 组电加热和II 组电加热的控制，进行送风温度的粗调。 ( 3) 通过可调电加热的控制，进行送风温度的细调。 常规的控制流程和存在的问题

在高压风柜的送风温湿度的控制中，经常采取的控制思路是：为了解决除湿问题，首先采取湿度优先的方法，通过温湿度传感器检测送风湿度，当湿度过高时，控制电动三通调节阀的开度, 增大进入表冷器的冷却水, 此时送风温湿度都会同时降低, 然后通过固定电加热进行加热，使温湿度能够达到所要求的值。这样的做法虽然能够满足设计的要求, 但是在相当多的时候电动三通调节阀与固定电加热会使产生的能量相互抵消，造成能源的浪费。

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高压风柜的温湿度控制是一个多变量的控制对象，温度控制与湿度控制相互影响，且受外界干扰影响较大，温度与湿度的关联性比较强, 要想达到稳定的温湿度精度难度比较高。我们采用了串级控制与分程控制相结合的方法，尽量让温湿度达到比较满意的精度，同时避免能源的浪费。串级控制系统的引入能够给整个控制系统带来5 个方面的改善：

(1) 迅速克服进入副回路的扰动。 (2) 改善了主控制器的广义对象的特性。

(3) 容许副回路内各环节的特性在一定范围内变动而不影响整个系统的控制品质，也可以减少控制阀流量特性不合适带来的效应。 (4) 得以更精确的控制操作变量的流量。

(5) 得以实现更灵活的控制方式，主控制器在必要时可以切除。

与简单控制系统相比，串级控制系统增加了一个检测元件、一个变送器和一个控制器，对于高压风柜而言，在原来系统的基础上增加了一个回风温度检测点、一个温度传感器、一个PID 控制器，从而构成了以送风温度和回风温度为控制对象的温度串级控制系统,当电子设备的发热量发生变化时，回风温度传感器可比送风温湿度传感器更快的觉察到这一变化，结果是使送风温湿度能减少进入副回路的扰动的影响。进入副回路的2 次扰动，会使回风温度的输出有所变化，它推动了副PID 控制器动作，这样可以减少回风温度输出的波动，也就可以使送风温度的输出更加的平稳，副回路起迅速的粗调作主回路起进一步的细调作用。对高压风柜的串级控制方案出了优越性，控制作用比简单控系统更为及时，输出更为平稳。虑到节能的需求，避免电动三通调节阀的制冷与电加热的加热过程同时进行，造成能源的浪费，因此对三通阀与电加热的控制采用分程控制的方法。

分程控制系统的引入使控制手段更加的丰富，针对不同的工况可以采取不同的控制手段，并且扩大控制阀的可调范围，使得在小流量时有更精确的控制。我们把高压风柜的温湿度控制的特点与分程控制系统的原理相结合，形成了高压风柜的温湿度分程控制系系统。

3．7 电源模块设计

该系统采用的LM317芯片构成稳压可调电源模块。LM317是可调节的3端正电压稳压器，此稳压器非常易于使用，此芯片具有内部限流、热关断和安全工作区补

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偿的功能，使之基本能防止烧断保险丝，对电路起到了很好的保护作用。LM317的基准电压为1.25V，据此设计电源模块，如图3-11所示。

图3-11 电源模块设计

通过调节R2电位器，改变R2/R1的值，从而改变输出电压。设计中取R1=220?，R2=10K。使得输出电压的范围为1.25V-15V。此系统需要两个这样的模块，分别调至输出电压+5V和+3.5V。

4 硬件电路的制作和调试

4.1 电路原理图的设计

电路原理图的设计主要是protel99 se的原理图设计系统（Advanced Schematic）来绘制一张电路原理图。在这一过程中，要充分利用protel 99 se所提供的各种原理图绘图工具、各种编辑功能，来实现我们的目的，即得到一张正确、精美的电路原理图。

网络表是电路原理图设计（SCH）与印制电路板设计（PCB）之间的一座桥梁，它是电路板自动的灵魂。网络表可以从电路原理图中获得，也可从印制电路板中提取出来。

印制电路板的设计主要是针对protel 99 se的另外一个重要的部分PCB而言的，在这个过程中，我们借助protel 99 se提供的强大功能实现电路板的版面设计，完成高难度的等工作。 原理图设计过程： 一、设计图纸大小