其中2.5 V分模拟和数字两路供电,这是模拟控制器常见的保证精度和抗干扰的一种重要手段。处理器的最小系统如图5所示。
2.4 其他电路设计
本文还采用串口接口电路、LED显示电路(以及可选的气压测试电路、电机速度测量和控制电路)来提高系统的性能。图6所示为串口电路。
3 湿度的计算
3.1 利用公式进行湿度计算
这种方法适用于精度较高的场合。在湿度测量中,采用以下方法进行计算[4]。
相对湿度:
e′w 是在气压为p、湿球温度为tw时相对于水面的饱和水汽压,e′i 是在气压为p、湿球温度为ti时相对于冰面的饱和水汽压,
参照的阿斯曼干湿表的计算式可表示为:
水:
3.2 利用拟合和近似方法进行计算
这种方法适用于精度要求一般的场合。
可以上节的公式分析,实际上,湿度的大小主要由干球温度、干湿球温度之差(或湿球温度)来确定。如最简单的查表法,就是最常见的经典方法。
(1)可以采用多元线形拟合的方法来实现。如先考虑标准大气压,就只需把上面的公式的指数用级数展开,依次代入略去高次项就可。对于一般的大气压,把大气压表示为标准大气压与偏差之差,再展开就可得到。
(2)采用通过对湿度、干球温度、干湿球温差三者关系的分析,将曲面问题转化成曲线问题的计算方法来计算[5]。
如需提高精度,可以根据温度T分段处理来实现。
由于AD590具有可以测量点温、不受测量线长度的影响、稳定性较好、产品防护等级高等优点,因此采用它做为电动式干湿球湿度计的温度传感器;另外本文采用了ADUC7060微处理器,依据它设计了测量电路和结构设计,并经验证。
实验证明,本文的设计方法具有一定的借鉴意义。
参考文献
[1] 国家气象局气候监测应用管理司.气象仪器和观测方法指南(第6版)[M].北京:气象出版社,1996.
[2] 中华人民共和国气象行业标准.QX-T 25-2004铂电阻电动通风干湿表传感器[S].中国,2004.
[3] 王成,乔晓军,张云鹤,等.机械通风式干湿球湿度传感器测量误差分析[J].现代科学仪器,2008,18(1):79-81.
[4] 黄晓因,张连根.干湿球法测量相对湿度算法研究及单片机实现[J].云南民族大学学报(自然科学版),2003,12(3):155-157.
[5] 杨泽林,李相白,李建春,等.智能干湿球相对湿度传感器的设计[J].自动化仪表,2010,31(2):17-20.