集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)

MEMS溫濕度傳感器集成系統(tǒng)包括三個(gè)傳感器配件部分：處理器芯片、溫濕度傳感器以及封裝結(jié)構(gòu)。其中溫濕度傳感器對(duì)溫濕度信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，處理器將測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與處理。能夠快速地檢測(cè)物理、化學(xué)、生物等方面的測(cè)量量，通過(guò)測(cè)量的結(jié)果再根據(jù)其體的要求對(duì)測(cè)量的信息做出處理，用要求的形式將該信息輸出，這就是傳感器的整個(gè)工作過(guò)程。溫濕度傳感器集成系統(tǒng)使用MEMS鉑電阻溫度傳感器和電容式濕度傳感器分別采樣待測(cè)環(huán)境的溫濕度。

1)MEMS溫度傳感器

MEMS微加工工藝制備的薄膜結(jié)構(gòu)鉑電阻傳感器。由于鉑的電阻率較高，靈敏度較好，因此經(jīng)常作為溫度傳感器的感溫材料。目前，已被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域來(lái)預(yù)防和減少因“過(guò)熱”引起的事故和損失。鉑電阻溫度傳感器利用金屬鉑(PT)的電阻值隨溫度的變化而變化的物理特性制成溫度傳感器，在實(shí)際測(cè)量中，一般將電阻值轉(zhuǎn)換成電壓或電流等模擬信號(hào)的變化，再將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)， 后交由微處理器轉(zhuǎn)換成實(shí)際的溫度值。

2)MEMS濕度傳感器采用的濕度傳感器為電容濕度傳感器。兩側(cè)電極構(gòu)成電容極板，中間的電介質(zhì)采用濕度敏感材料。對(duì)于汽車來(lái)說(shuō)這些傳感器配件就是它的“鼻子”、“眼睛”、“耳朵”和“皮膚”，傳感器將幫助其實(shí)現(xiàn)與用戶的信息交流，為用戶后續(xù)的操作提供強(qiáng)有力的信息支持。外界環(huán)境中的相對(duì)濕度對(duì)應(yīng)了空氣中的水分子的含量，當(dāng)待測(cè)環(huán)境中的相對(duì)濕度發(fā)生變化時(shí)，空氣中的水汽分子含量也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。濕度敏感材料吸收水分子后的混合物的介電常數(shù)由于空氣中的水汽分子含量不同而變化，即混合介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)與待測(cè)環(huán)境中的相對(duì)濕度相對(duì)應(yīng)。

基于數(shù)字溫度傳感器的多功能電子溫度計(jì)，應(yīng)是數(shù)字溫度傳感器在藥行業(yè)中開發(fā)較早的應(yīng)用，并且研究工作還在不斷深化。近日有研究者開發(fā)了一種旨在可以測(cè)量多種物體溫度、操作簡(jiǎn)便、便于攜帶且價(jià)格低廉的新型多功能數(shù)字電子溫度計(jì)，該溫度計(jì)配有專用探頭，可以準(zhǔn)確、方便地測(cè)量體溫、食物溫度、室內(nèi)外溫度、冰箱溫度等，克服了傳統(tǒng)數(shù)字溫度計(jì)價(jià)格昂貴，測(cè)量功能單一、誤差偏大等問(wèn)題，使用效果良好，有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。該多功能數(shù)字電子溫度計(jì)的硬件電路主要由數(shù)字溫度傳感器、單片計(jì)算機(jī)、液晶顯 示器、電源電路、音響警報(bào)電路五部分組成，使用Porte199SE設(shè)計(jì)制作電路板；軟件部分利用C語(yǔ)言編寫?？煽毓璧碾妷涸?v時(shí)，當(dāng)發(fā)射極反向偏置時(shí)，這時(shí)可控硅就輸通了，形成了對(duì)應(yīng)的交流通路，使電阻爐得以正常運(yùn)行。軟件編寫過(guò)程中結(jié)合實(shí)測(cè)傳感器溫度曲線對(duì)數(shù)字溫度傳感器進(jìn)行軟件校正，編寫完畢的程序在單片機(jī)f真系統(tǒng)上調(diào)試， 后將調(diào)試成功的軟件程序?qū)懭雴纹?jì)算機(jī)。制作出了具有測(cè)溫定時(shí)、溫度記憶、音響提示、背光顯 示、自動(dòng)關(guān)機(jī)等多項(xiàng)功能的數(shù)字電子溫度計(jì)，該溫度計(jì)的測(cè)溫誤差僅為±0.1℃，其準(zhǔn)確度可以和溫度計(jì)相比擬。

溫度檢測(cè)的研發(fā)與應(yīng)用

對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候一般都采用熱電耦傳感器作為傳感器配件，不但價(jià)格比較低，而且檢測(cè)的精 準(zhǔn)度非常高，還具有反應(yīng)迅速的良好優(yōu) 勢(shì)。不過(guò)目前所使用的熱電耦傳感器輸出了較為微弱的電壓信號(hào)，識(shí)別過(guò)程只有幾十毫伏內(nèi)的電壓，轉(zhuǎn)換AID時(shí)一定要進(jìn)行信號(hào)的調(diào)節(jié)，再將電路的倍數(shù)放大到AID的轉(zhuǎn)換器上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。金屬外殼具有很好的防沖擊效果，而且還有優(yōu)良的抗干擾效果，防止外界電磁干擾對(duì)測(cè)量造成影響。通常情況下，可以采用熱電耦的調(diào)節(jié)模板進(jìn)行操作，此過(guò)程非常便捷、簡(jiǎn)單。與此同時(shí)還需要關(guān)注熱電耦傳感器的冷端補(bǔ)償辦法。即是說(shuō)，熱電耦不在0℃時(shí)，通過(guò)熱電耦傳感器輸出的溫度數(shù)值偏離了0℃，在此種狀態(tài)下，就需要進(jìn)行冷端補(bǔ)償，將異常情況得以解決和處理，使溫度保持恒定不變。

深度剖析傳感器外殼的性能和運(yùn)用

傳感器外殼兩根長(zhǎng)度相同、電阻溫度系數(shù)相同的導(dǎo)線分別連接到相鄰臂上。溫度引起的電阻變化是相同的。根據(jù)差動(dòng)電橋的原理，電橋的輸出不會(huì)受到影響。連接電源回路或電流計(jì)的第三根電線，沖擊。該電路的缺點(diǎn)是零電阻串在橋臂中，接觸電阻可能導(dǎo)致電橋的零點(diǎn)。

傳感器外殼二十一世紀(jì)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械和設(shè)備，當(dāng)然，智能農(nóng)業(yè)裝備不能沒(méi)有現(xiàn)代的電子、通信和計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，沒(méi)有電子通訊和先進(jìn)的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的支持，如智慧農(nóng)業(yè)機(jī)械水源。近百年來(lái)，溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器(含敏感元件)。傳感器外殼生產(chǎn)商稱日趨智能化的農(nóng)業(yè)機(jī)械在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的地位越來(lái)越重要，不僅能大大降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。