集成系統(tǒng)設(shè)計

MEMS溫濕度傳感器集成系統(tǒng)包括三個傳感器配件部分：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溫濕度信號進(jìn)行測量，處理器將測量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲與處理。三、溫度控制電路設(shè)計基于傳輸過程達(dá)到對電爐的控制，建立電爐時基于了相應(yīng)性的數(shù)學(xué)模型。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。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測量造成影響。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，在實際測量中，一般將電阻值轉(zhuǎn)換成電壓或電流等模擬信號的變化，再將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號， 后交由微處理器轉(zhuǎn)換成實際的溫度值。

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。外界環(huán)境中的相對濕度對應(yīng)了空氣中的水分子的含量，當(dāng)待測環(huán)境中的相對濕度發(fā)生變化時，空氣中的水汽分子含量也會發(fā)生相應(yīng)的變化。因此，各國專家都在針對性的競爭研發(fā)各種新型溫度傳感器及特殊的實用丈量技術(shù)。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)的相對介電常數(shù)與待測環(huán)境中的相對濕度相對應(yīng)。

傳感器外殼特別是能夠適應(yīng)高壓開關(guān)柜等電力系統(tǒng)測溫對耐高低溫、絕緣等的要求。傳感器外殼由上蓋和底座兩部分組成，均使用聚四氟乙烯作為材料加工。上蓋頂部有一通孔用于現(xiàn)場安裝，底座有一傳感器放置孔，孔的形狀和大小根據(jù)傳感器的具體尺寸不同而不同。本實用新型可在260攝氏度高溫下連續(xù)正常工作，零下100攝氏度下不老化、脆化，高頻特性好，且絕緣性好，阻燃，耐腐蝕，不易碎。因此適合用作高壓開關(guān)柜等電力系統(tǒng)以及較嚴(yán)酷環(huán)境下無源無線測溫傳感器的外殼本外觀設(shè)計產(chǎn)品的名稱：傳感器外殼。數(shù)字輸出IC溫度傳感器帶有一個內(nèi)置參考源，它們的響應(yīng)速度也相當(dāng)慢(100ms數(shù)量級)。2．本外觀設(shè)計產(chǎn)品的用途：本外觀設(shè)計產(chǎn)品用于固定傳感器在開關(guān)設(shè)備母牌上的使用。本外觀設(shè)計產(chǎn)品的設(shè)計要點：在于主視圖。

溫度傳感器信號檢測

電路和系統(tǒng)調(diào)試

首先，使點火開關(guān)擋打到OFF處，將環(huán)境空氣溫度的線束連接器斷開。使點火開關(guān)擋打到OFF處，觀測搭鐵與低電平的參考電壓端子間電阻值是否低于5歐。如果高于電阻值的范圍，此時，需觀測低電平參考電壓電路有沒有處于開路狀態(tài)或電阻值過大。三、A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計一般采用的是8位，12位，16位的模擬轉(zhuǎn)換器。如果電路測試是正常的，則及時替換組合儀表。

其次，使點火開關(guān)擋打到ON處，被測信號端子與搭鐵間的電壓變換范圍是4.8~5.2伏。如果高于變換范圍，需調(diào)試信號端子的電壓是否短路。如果電路測試是正常的，則及時替換組合儀表。如果低于變換范圍，需觀測信號電路有沒有處于開路狀態(tài)或電阻值過大。使點火開關(guān)擋打到OFF處，觀測搭鐵與低電平的參考電壓端子間電阻值是否低于5歐。如果電路測試是正常的，則及時替換組合儀表。

后，將所有的電路測試完畢如為正常，則需調(diào)試或替換環(huán)境空氣溫度。

紅外線傳感器依動作可分為：(1) 將紅外線一部份變換為熱，藉熱取出電阻值變化及電動勢等輸出信號之熱型。(2) 利用半導(dǎo)體遷徙現(xiàn)象吸收能量差之光電效果及利用因PN 接合之光電動勢效果的型。熱型的現(xiàn)象俗稱為焦熱效應(yīng)，其中代表性者有測輻射熱器 (THERMAL BOLOMETER)，熱電堆(THERMOPILE)及熱電(PYROELECTRIC)元件。軟件編寫過程中結(jié)合實測傳感器溫度曲線對數(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，最后將調(diào)試成功的軟件程序?qū)懭雴纹嬎銠C(jī)。熱型的優(yōu)點有：可常溫動作下操作，波長依存性(波長不同感度有很大之變化者)并不存在，造價便宜；