系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)理念概述


系統(tǒng)中要檢測溫度和相對濕度兩個(gè)物理量。檢測電路中，測量環(huán)境試驗(yàn)箱內(nèi)空氣和相對濕度的敏感元件的性能十分關(guān)鍵。
需要從儀表的度，靈敏度。穩(wěn)定性，滯后以及線性度幾個(gè)方面考慮。由于高精度，數(shù)字化的要求，選用了鉑熱電阻信號調(diào)理器和濕敏電容相對濕度測量儀作為系統(tǒng)的傳感器，并根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)了壓頻轉(zhuǎn)換，光電隔離電路，從而構(gòu)成了完整的前向通道，將溫度和相對濕度的微小變化量轉(zhuǎn)化為頻率信號。下面分別介紹溫度和相對濕度檢測電路
一、鉑熱電阻信號調(diào)理器及其工作原理
鉑熱電阻的英文縮寫為PRTD，簡稱鉑電阻。它具有電阻率高，電阻溫度系數(shù)大，線性度好，測量范圍寬，長期穩(wěn)定性好，不易氧化等優(yōu)點(diǎn)。鉑熱電阻的電阻值與溫度的關(guān)系可以。
二、‘隔離放大器
由于環(huán)境試驗(yàn)箱的工作環(huán)境十分惡劣，因此輸入通道的各個(gè)環(huán)節(jié)中存在各種電磁干擾以及共模干擾等不良因素，會造成測量信號嚴(yán)重失真，系統(tǒng)不穩(wěn)定等后果。特別是存在強(qiáng)電干擾時(shí)會直接影響系統(tǒng)的安全。為此，在輸入通道中常常采用信號隔離措施。常用的方法是采用隔離放大器。這是因?yàn)楦綦x放大器的線性和穩(wěn)定性好，隔離電壓和共模抑制比高，應(yīng)用電路簡單，頻帶較寬等。本設(shè)計(jì)中采用了ISO100光耦合隔離放大器保證前向通道的信號傳輸質(zhì)量ISO100 是一種小型廉價(jià)的光耦合隔離放大器。其工作電源為±18V，隔離電壓2500V，輸入電流為±1mA，頻帶寬達(dá)60kHz，為18 引腳DIP 組件。引腳圖如圖5-4 所示：


ISO100 是利用一個(gè)發(fā)光二極管（LED）和兩個(gè)光敏二極管耦合，使輸入信號與輸出信號隔離開來。這樣可將發(fā)光二極管（LED）的光反向送回輸入端，正向送至輸出端，從而提高放大器的精度，線性度和時(shí)間溫度穩(wěn)定性。利用一個(gè)外接電阻可實(shí)現(xiàn)將電流輸入轉(zhuǎn)化為電壓輸入。ISO100 中有兩個(gè)精密電流源用于雙極性操作，本系統(tǒng)中輸入為單極性所以可直接供外部使用。利用ISO100 進(jìn)行設(shè)計(jì)只需要外接少量元件，非常方便，加之其成本低，體積小，隔離效果好，頻帶寬，偏移電壓低，漂移小及漏電流小等特點(diǎn)，因而特別適用于各種模擬輸入通道的隔離和放大。
系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)理念結(jié)合了中西方的優(yōu)良傳統(tǒng)，融合客戶的需求程度，產(chǎn)品在不斷完善、改進(jìn)，正航儀器著。