專利名稱：干濕球法濕度直接顯示及控制儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)新型屬于應(yīng)用干球溫度，濕球溫度測量濕度的直接顯示和控制技術(shù)。
眾所周知，測量大氣以及某特定工作環(huán)境下的空氣濕度的方法是干濕球溫度查表法。即將一水銀或其它普通溫度計(jì)測出被測環(huán)境的溫度值即干球溫度；再將一水銀或其它普通溫度計(jì)用棉鈔包住溫度計(jì)底端，并把棉紗浸在同一環(huán)境下的盛有水的容器內(nèi)。測出此時(shí)溫度即濕球溫度。然后根據(jù)干球溫度，以及干球溫度和濕球溫度的差值，這兩個(gè)數(shù)據(jù)，查找《相對濕度對照表》得出相對濕度值。它具有一定的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性的特點(diǎn)，因此一直沿用到現(xiàn)在，但也存在如下一些缺點(diǎn)。
1.溫度計(jì)的溫度數(shù)值要靠我們的肉眼去觀察，并讀出記錄下來。不同的人就相同的溫度可能讀出不同的溫度值，特別是對于溫度值精確到十分之一，或百分之一時(shí)，讀數(shù)誤差更大。既使是同一個(gè)人先后讀的數(shù)值都可能不同。而查表確定濕度就靠溫度值及兩個(gè)溫度的差值，兩個(gè)數(shù)值都存在誤差，那么查出的濕度值誤差將會更大。
2.查表本身就是個(gè)很麻煩和低效率的工作，人為地造成誤差或錯(cuò)誤的可能性相當(dāng)高。
3.濕度數(shù)值顯示慢，不直觀，更無法及時(shí)去調(diào)整或控制環(huán)境的濕度。
本實(shí)用新型的目的在于克服原來以干濕球溫度通過查表確定相對濕度值的誤差大、效率低、不直觀以及無法實(shí)現(xiàn)及時(shí)調(diào)整或控制環(huán)境濕度的缺點(diǎn)，提供一種干濕球法濕度直接顯示及控制儀表，確定濕度值，并進(jìn)行顯示和控制。
本實(shí)用新型主要靠如下結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
它由溫度傳感輸入器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)Ic1、輸出驅(qū)動器和鍵盤設(shè)定顯示器組成。溫度傳感輸入器為熱敏電阻，通過電子開關(guān)K分別輸入到放大電路A的輸入端，其輸出端接A/D轉(zhuǎn)換器的IN端，從DS、Q端輸出接單片機(jī)IC1的P1口；單片機(jī)IC1的P3口接電子開關(guān)K的A、B端，P0口接輸出驅(qū)動器IC3，P0口接存貯器IC2，P0口接鍵盤設(shè)定顯示器。
上述的干濕球法濕度直接顯示及控制儀表，其A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端DS.Q接光電隔離GL后輸入到單片機(jī)IC1的P1口。單片機(jī)IC1的P3口接光電隔離GL后再接到電子開關(guān)K的A、B端。其溫度傳感器的熱敏電阻由濕球熱敏電阻Rt1、干球熱敏電阻Rt2和溫度熱敏電阻Rt3組成。
采用本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的濕度直接顯示、控制儀表從根本上克服了原來依干濕球溫度通過查《溫度濕度對照表》來確定溫度的讀取濕度數(shù)值誤差大、效率低、不直觀及無法實(shí)現(xiàn)及時(shí)調(diào)整和控制濕度的缺點(diǎn)。另外，本濕度直接顯示、控制儀表的前級即溫度傳感輸入的信號使用電子開關(guān)切換方法，將所有的幾種信號均使用同一輸入電路和A/D轉(zhuǎn)換器，這樣如果輸入電路或A/D轉(zhuǎn)換器存在誤差或產(chǎn)生漂移，此誤差或漂移也會同時(shí)加在輸入信號上，而對于干濕球溫度來講仍保持不變，致使?jié)穸戎档臏y量一直非常準(zhǔn)確和穩(wěn)定。
以下結(jié)合附圖
詳細(xì)說明。
附圖是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。在附圖中Rt1——濕球傳感熱敏元件，Rt2——干球傳感熱敏元件，Rt3——溫度傳感熱敏元件，K——電子開關(guān)，A——放大電路，A/D——模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，GL——光電隔離器，Ic1——單片機(jī)，Ic2——存貯器，Ic3——輸出驅(qū)動芯片，Ic4——鍵盤輸入顯示接口芯片。
如附圖所示，本實(shí)用新型由溫度傳感輸入器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)Ic1、輸出驅(qū)動器和鍵盤設(shè)定顯示器組成。溫度傳感輸入是將濕球溫度傳感的熱敏元件Rt1、干球溫度傳感的熱敏元件Rt2，通過電子開關(guān)K分別輸入到放大電路A及A/D轉(zhuǎn)換器內(nèi)。溫度傳感輸入的控制是通過單片機(jī)Ic1的P3口輸出的控制信號使電子開關(guān)K的y0與Y接通(A＝0，B＝0)，將濕球溫度輸入到單片機(jī)Ic1的P1口，并暫存。然后單片機(jī)Ic1的P3口改變電子開關(guān)控制信號(A＝1，B＝0)使Y1與Y接通，將干球溫度直接輸入到單片機(jī)Ic1的P1口。通過如下公式計(jì)算相對濕度值U。U=etw-AP(t-tw)ew×100%-----(1)]]>其中ew——干球溫度t所對應(yīng)的飽和水氣壓。
etw——濕球溫度t所對應(yīng)的飽和水氣壓。
A——干濕表系數(shù)P——?dú)鈮?t—tw)——干濕球溫度差ew或etw由下式計(jì)算lg ew＝10.79574(l－Tl/T)－5.0281gT/Tl＋1.50475·10-4〔l－10-8.2969(T/Tl－l)〕＋0.42873·10-3〔104.76955(1－T/T1)—1〕－0.21386(2)T1＝273.15T2＝273.15＋t為了簡化運(yùn)算過程或減少運(yùn)算時(shí)間，可預(yù)先將各溫度t下的飽和水氣ew和etw計(jì)算出，并以表格的形式存入存貯器Ic2內(nèi)。上述溫度t的取得可以是精確到個(gè)位或十分之一位、百分之一位。這樣當(dāng)干濕球溫度分別輸入到單片機(jī)Ic1的P1口后，再從存貯器Ic2內(nèi)讀取所對應(yīng)的飽和水氣壓ew和etw數(shù)值，代入公式(1)經(jīng)運(yùn)算得出相對濕度值U。當(dāng)要求濕度值精確度很高時(shí)，或沒有從存貯器Ic2內(nèi)讀取出相對應(yīng)的飽和水氣壓ew或etw值，可從公式(2)計(jì)算出ew或etw后，再代入公式(1)計(jì)算出相對濕度值U。
在相對濕度要求精度不高或?yàn)楸M快顯示出濕度值，可預(yù)先按照公式(2)算ew和etw再代入公式(1)算出濕度值，列成表格存入存貯器Ic2內(nèi)，根據(jù)單片機(jī)Ic1的指令直接讀取出相對濕度值。
此時(shí)的相對濕度值通過顯示接口芯片IC4直接顯示，同時(shí)與鍵盤輸入的設(shè)定值比較，當(dāng)直接顯示的濕度值偏離了設(shè)定值，通過輸出驅(qū)動芯片Ic3輸出驅(qū)動力，調(diào)整或控制環(huán)境溫度或其它參數(shù)。
此外，本實(shí)用新型的濕度顯示控制儀表，因?yàn)橐詼囟葏?shù)作為主要控制對象，所以在傳感輸入器上再加一溫度傳感熱敏元件Rt3可起到溫度控制作用。即當(dāng)溫度傳感熱敏元件Rt3通過單片機(jī)IclP3口控制，使Y3與Y接通后，Rt3的溫度參數(shù)經(jīng)放大器A、A/D轉(zhuǎn)換器和光電隔離器輸入到單片機(jī)Ic1的P1口，此時(shí)不需從Ic2內(nèi)讀取任何數(shù)據(jù)，也不需經(jīng)計(jì)算直接與Ic4的設(shè)定溫度值比較，它不與設(shè)定值相同時(shí)，驅(qū)動輸出驅(qū)動芯片Ic3有信號輸出，調(diào)整溫度。
為保證本實(shí)用新型的儀表不受外界交流、直流、電、磁的干擾在單片機(jī)Ic1的P3口輸出到電子開關(guān)K的信號之間、在A/D轉(zhuǎn)換器傳送到單片機(jī)Ic1的P1口之間以及輸出驅(qū)動芯片Ic3之后，加一個(gè)光電隔離器GL。
例如，本實(shí)用新型在應(yīng)用于溫度實(shí)驗(yàn)箱、空調(diào)房間及需要控制溫濕的封閉空間時(shí)，熱敏元件Rt采用鉑電阻Pt100，電子開關(guān)K選用CD4052，放大器A選用TL062，A/D轉(zhuǎn)換選用5G14433，單片機(jī)選用8013，存貯器選用27128，輸出驅(qū)動為74LS377，鍵盤設(shè)定顯示為8155。光電隔離為TLP521—4。
權(quán)利要求1.干濕球法濕度直接顯示及控制儀表，由溫度傳感輸入器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)Ic1、輸出驅(qū)動器和鍵盤設(shè)定顯示器組成，其特征在于溫度傳感輸入器為熱敏電阻通過電子開關(guān)K分別輸入到放大電路A的輸入端，其輸出端接A/D轉(zhuǎn)換器的IN端，從DS、Q端輸出接單片機(jī)IC1的P1口；單片機(jī)IC1的P3口接電子開關(guān)K的A、B端，P0口接輸出驅(qū)動器IC3，P0口接存貯器IC2，P0口接鍵盤設(shè)定顯示器。
2.如權(quán)利要求1所述的控制儀表其特征在于A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端DS.Q接光電隔離GL后輸入到單片機(jī)IC1的P1口。
3.如權(quán)利要求1所述的控制儀表，其特征在于單片機(jī)IC1的P3口接光電隔離GL后接到電子開關(guān)K的A、B端。
4.如權(quán)利要求1所述的控制儀表，其特征在于溫度傳感的熱敏電阻，由濕球熱敏電阻Rt1、干球熱敏電阻Rt2和溫度熱敏電阻Rt3組成。
專利摘要一種干濕球法濕度直接顯示及控制儀表，由溫度傳感器，A/D轉(zhuǎn)換器，單片機(jī)IC
文檔編號G01N19/00GK2234092SQ95213629
公開日1996年8月28日 申請日期1995年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月31日
發(fā)明者辛占羅 申請人:辛占羅