基于欧姆龙湿度控制仪原理

大家好，单位发了点东东，其中有一台欧姆龙的计步器，本人用不到。型号HJ-106，价格￥100.00包快递费用。以上图片是计步器的图片，不是我拍的，只是为了让大家看清一下大概模样。东东是全新的，电池的隔膜塑料还在。有意转让给爱好跑步、健身的同志们。有需要者，请与我联系。

欧姆表是多用表的一个单元,用来测量电阻的阻值。欧姆表的原理是高中物理重要内容。1.原理将电池组、电流表和变阻器相串联构成欧姆表的内电路。1）测量态给欧姆表的两表笔之间接上待测电阻，则电池组、电流表和变阻器及待测电阻构成闭合电路，电路中的电流随被测电阻的变化而变化，将电表的电流刻度值改为对应的外电阻刻度值，即可从欧姆表上直接读得待测电阻阻值。Rx=εI-(r+Rg+R)实例 将满偏电流为IG=100μA、内阻为Rg=100(Ω)的灵敏电流表跟电动势为ε=1.5V内阻为r=0.1(Ω)的电池组和总电阻为R=I8KΩ的变阻器相串联并将变阻器调至R=14.9(KΩ)，即组装成一欧姆表。各电流值对应的待测电阻值由上式计算如表：在表盘上各电流刻度处标示出相应的待测电阻值，即可直接读出待测电阻值。2)调零态①机械调零 当两表笔分开时,即待测电阻为无穷大时,由欧姆定律知此时电流强度为零。即当两表笔分开时，万用表电表指针指示的状态应为零电流和无穷大欧姆。但是由于各种原因，当两表笔分开时电表的指针有时并没有指在零电流刻度上，这就需要进行机械调零。用螺旋刀转动机械调零螺丝带动指针转动，使指针指无穷大欧姆刻度处。②欧姆调零当两表笔短接时，由欧姆定律知，可以通过调节滑动变阻器使电流表满偏，即令指针指电流表的满偏电流刻度处，示波器亦即零欧姆刻度处。即当两表笔短接时, 电表指针指示的状态应为满偏电流和零欧姆阻值。否则，调节变阻器使电流表指针指满偏电流刻度处，亦即零欧姆刻度处，即完成欧姆调零。2.内阻1)设计值将欧姆表的两表笔短接,即欧姆表处于调零态,由欧姆定律得:欧姆表的内阻等于欧姆表中的电源的电动势与欧姆表中的电流表的满偏电流之比RΩ=ε/IG.所以用来组装欧姆表的灵敏电流表和电池选定后，组装成的欧姆表的内阻也就确定了。2)实际值欧姆表的实际内阻由电源的内阻、电流表的内阻和调零变阻器的电阻串联构成，其总阻值应等于设计值。RΩ=r+RG+R.我们应合理选择滑动变阻器的总阻值，以满足欧姆表内阻设计值的要求。3)刻度值当被测电阻的阻值恰等于欧姆表的内阻RΩ时，整个测量电路的总电阻等于欧姆表的内阻的二倍则测量电流为电流表满偏电流的一半，即指针指在刻度板的中值R?渍上。即欧姆表的中值刻度指示出欧姆表的内阻值R?渍=RΩ。3.误差1）电源误差欧姆表长期使用后,电池的电动势减小、内阻增大，进行欧姆调零时虽然做到了电流表满偏，但这种变化使读得的电阻值大于被测电阻真实值。欧姆表的内阻的设计标准值由新电池的电动势和电流表的满偏电流决定:RΩ=ε/IG;电阻刻度与电流的对应关系由新电池电动势和欧姆表内阻的标准值确定：RX*=ε/I-RΩ;装有旧电池时进行欧姆调零后欧姆表实际内阻值小于标准内阻值:RΩ*=ε`/IG;旧电池时电源电动势和万用表欧姆表内阻及被测电阻实际值决定表中测量电流I=ε`/（ RΩ+ RX）,以上四式联立解得RX=εε'RX可见，随着电源电动势逐渐减小，电阻的测量值成反比的逐渐增大。实例 一欧姆表的电池的电动势为1.5v,经长期使用后,电动势降为1.2v,用它测量一电阻,测量值为500Ω,求该电阻的实际值为多少?解: Rx=(ε`/ε) RX*=1.2÷1.5×500=400Ω2）读数误差由于人的观察能力有限，读数时总存在着几何误差。设指针实际位置处的电流刻度为I, 对应欧姆刻度为RΩ,观察到的指针位置处的电流刻度为I`,对应欧姆刻度为RΩ`.则由RX=εI-RΩ和R'X=εI'-RΩ得ΔRx=εI-εI'=-I-I'I·I'-ε=εI2·ΔI即δ=ΔRxRx=εI2·ΔIεI-εIG=IGI（IG-I）·ΔI即δ=Θθ（Θ-θ）Δθ可知分母两因子之和为一定数，即最大偏转角度，从而分母两因子相等时其积最大读数误差最小。即当θ=Θ2时δ=δmin=4·ΔθΘ从而在刻度弧线的几何中点，几何视差引起的欧姆误差最小。应选取恰当的档位，令表针指示值尽量接近面板中值，使读数误差最小。

摘 要：介绍了一种智能温湿度控制器的设计方法及应用，最多实现三路温湿度的测量与控制；结合RS485总线技术及上位机软件，可实现数据及状态信息远传，满足低压配电智能化及网络化发展的需求。关键字：SHT11，STC89C58RD+，温湿度控制，RS4850　 引言　　随着电力系统规模越来越大、电压等级越来越高，供电可靠性也要求更加严格。供配电设备环境的温度、湿度是影响设备运行的重要因素。温度过高会加速仪器设备元器件老化，缩短其使用寿命，甚至直接导致设备损坏；低温、潮湿，设备表面产生凝露则有可能发生爬电、闪络等事故。　　基于以上考虑，在中高压开关柜、箱变、端子箱等供配电设备中进行温度、湿度控制是十分必要的。本文将介绍一种WHD型智能温湿度控制器的设计方法，最多实现三路温度、湿度的测量与控制；结合RS485总线技术及上位机软件，可实现数据及状态信息远传，满足低压配电智能化及网络化发展的需求。1　 硬件电路设计1.1 硬件设计的总体思路　　硬件系统以单片机为核心，按功能可划分为：电源供电、温湿度测量、控制输出、人机对话以及通讯五个部分，如图1所示。　　电源供电电路将AC220V或其他类型辅助电源转化为系统工作所需的直流电源。单片机将传感器测得的温湿度值进行比较、处理，确定输出控制部分继电器的工作状态，并显示和发送温湿度数值及输出控制部分的工作状态信息。人机对话部分具有按键信息录入功能，用户可根据实际情况，通过按键编程设置系统的工作参数。1.2 硬件的具体电路及原理　　核心器件单片机选用STC公司的STC89C58RD+型单片机，它是一款兼容51内核的增强型8位机，片上资源丰富，抗干扰能力突出。STC89C58RD+（D版本）支持6时钟/机器周期，内含32K字节用户程序空间，片上集成1280字节RAM，16K字节EEPROM空间；支持ISP/IAP功能，无须专用编程器；片上还集成了看门狗电路及MAX810专用复位电路。　　温湿度的测量选用SENSIRION公司开发的数字式温湿度一体传感器芯片SHT11。该传感器可同时测温度、湿度，并提供全程标定的数据输出，所以使用该传感器既可以降低硬件成本，又方便了整机测试。其技术参数如下表所示：　　温度参数：　　 参数条件典型单位分辨率0.01℃精度0～60±1℃量程范围-40～120℃　　湿度参数：　参数条件典型单位分辨率0.03％RH精度20％～80％±3％RH量程范围0～100％RH　　该传感器与CPU之间的通讯采用二线制方式，即DATA（数据）线和CLK（同步时钟脉冲）线。测量三路温度、湿度时，CPU与传感器的连接电路如图2所示。CPU通用I/O口中的P1.0和P1.1，P1.2和P1.3，P1.4和P1.5分别与三路温湿度传感器SHT11连接，其中P1.0、P1.2、P1.4分别作为各路通讯的DATA（数据）线，P1.1、P1.3、P1.5分别作为各路通讯的CLK（同步时钟）线，DATA线需外加10KΩ的上拉电阻将信号提高至高电平（详情请参考SHT11数据手册）。实际使用时，传感器与控制器之间（即图中虚线部分）以屏蔽线连接，经验证，CPU与传感器之间的最大通讯距离为10米。如果使用74HC245或其他芯片提高I/O口的驱动能力，可增加通讯距离，但会降低系统的抗干扰性能，因此不予采纳。　　系统采用LED数码管显示温度、湿度值，界面简洁明了。三路传感器测得的温度、湿度值以循环方式依次显示，显示部分共有7位数码管，其中4位用于显示温度值（显示范围：-40.0～100.0），并在编程状态下显示菜单及参数，2位用于显示湿度值（显示范围：0～99），1位用于显示当前显示或操作对应的传感器的编号（1～3）。数码管显示采用动态扫描方式，其驱动电路由集成电路74HC595及74HC164构成。74HC595是一款带有输出门锁功能的8位串行输入、并行输出（或串行输出）的移位寄存器，用于数码管的段驱动；74HC164的串行输入、并行输出功能用于扫描显示每一位数码管，如图3所示。　　系统采用继电器或可控硅作为控制输出，电源部分采用开关电源方案，通讯部分采用RS485接口，具体电路设计请参考相关书籍，此处不予赘述。2　 软件设计方法　　系统软件设计包括以下四个部分：主程序、测量控制模块、显示模块及通讯模块。　　主程序完成上电或复位初始化，复位看门狗，查询按键信息等功能，程序设计流程如图4所示。　　程序初始化包括配置CPU的SFR，设置I/O口初始状态，从EEPROM读取工作参数，设置看门狗定时器的复位时间等。需要注意的是，一般只在主程序中喂狗，看门狗的复位时间时要设置的比测量程序中可能出现的最长等待时间还要长。以下给出主程序的部分C语言源代码。　　void Main ()　　{　　WDT_CONTR = 0x00;//关闭看门狗　　InitialEeprom();//读EEPROM　　InitialIO();//初始化I/O状态　　InitialSFR();//设置SFR