温度传感器在称重衡器中的应用

  Baike ·  2011-09-13 09:08  ·  14422 次点击
我们都知道现在的电子衡器之所以能比较精确的测量出重物的重量,就是由于其配备了压力传感器的作用。但是我们在使用的过程中往往遇到高温或是低温,这些都影响到了衡器的准确度,因此就需要为衡器设计一个温控系统,说简单点就是加装一个温度传感器,温度过低时就升温,温度过高时就降温,从而保证衡器的准确度。
在微电子器件领域,针对SiC器件的研究较多,已经取得了较大进展,而在MEMS领域针对SiC器件的研究仍有许多问题亟待解决。在国内,SiCMEMS的研究非常少,因而进行SiC高温MEMS压力传感器的研究具有开创意义。碳化硅(SiC)具有优良的耐高温,抗腐蚀,抗辐射性能,因而使用SiC来制作压力传感器,能够克服Si器件高温下电学、机械、化学性能下降的缺陷,稳定工作于高温环境,具有光明的应用前景。
1硬件系统
用放置在腔体内的温度传感器测量恒温箱内的温度,产生的信号经过放大后输出反馈信号,再用单片机进行采样,由液晶显示恒温箱内的温度,并通过温度控制算法控制加热装置。所使用的单片机为STCl25408AD,自带A/D转换、EPROM功能,内部集成MAX810专用复位电路(外部晶振20MHz以下时,可省外部复位电路),ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程),无需专用编程器可通过串口(P3.0/P3.1)直接下载用户程序,数秒即可完成一片。硬件结构框图如下图所示。
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2系统的控制模型
电加热装置是一个具有自平衡能力的对象,可用一阶惯性环节描述温控对象的数学模型。
G(S)=K/(t's+1)(1)
式中:K为对象的静增益;t’为对象的时间常数。
目前工程上常用的方法是对过程对象施加阶跃输入信号,测取过程对象的阶跃响应,然后由阶跃响应曲线确定过程的近似传递函数。具体用科恩-库恩(cohen-coon)公式确定近似传递函数。
cohn-coon公式如下:
k=△C/△M
t’=1.5(t0.632-t0.28)
式中:△M为系统阶跃输入;△C为系统的输出响应;t0.28为对象上升曲线为O.28△C时的时间(单位:min);t0.632为对象上升曲线为O.632△C时的时间(单位:min);从而求得K=O.96,t’=747s。所以恒温箱模型为:
G(S)=0.96/(747S+1)(2)

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