人工氣候室風(fēng)速風(fēng)向傳感器與信號(hào)調(diào)理電路
人工氣候室風(fēng)速傳感器與信號(hào)調(diào)理電路
人工氣候室風(fēng)速反映了大氣的流動(dòng)程度,具有很大的隨機(jī)性。人工氣候室常用于測(cè)量近地面風(fēng)速,測(cè)量范圍為 1~ 60 m/s,分辨率為 0. 5 m/s,精度為 ±5 %。根據(jù)風(fēng)速測(cè)量的特點(diǎn)和要求,本文選用了紅外光電開關(guān)式風(fēng)速傳感器和脈沖幅值穩(wěn)定調(diào)理電路來(lái)實(shí)現(xiàn)把風(fēng)速轉(zhuǎn)換成單位時(shí)間脈沖輸出個(gè)數(shù)的任務(wù),原理圖如圖 2 所示。在距離風(fēng)輪中心為 r 的位置刻有一個(gè)遮光塊,在風(fēng)帶動(dòng)風(fēng)輪以中心軸線為中心旋轉(zhuǎn)時(shí),風(fēng)輪每旋轉(zhuǎn)一周,遮光塊經(jīng)過(guò)紅光源和紅外探測(cè)器所在的水平線上一次。當(dāng)氣候室遮光塊經(jīng)過(guò)紅外光源和紅外探測(cè)器所在的水平線時(shí),紅外光源發(fā)出的光被遮光塊阻擋,不能照射在紅外探測(cè)器上,紅外探測(cè)器輸出一個(gè)脈沖電流,風(fēng)速 v 與單位時(shí)間內(nèi)電流脈沖個(gè)數(shù) N 呈正比關(guān)系。
人工氣候室信號(hào)調(diào)理電路把紅外探測(cè)器輸出的微弱電流進(jìn)行放大后進(jìn)行 I/V 變換,然后,再對(duì)氣候室電壓脈沖的幅值進(jìn)行穩(wěn)幅處理后送入 DSP 系統(tǒng),進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
人工氣候室風(fēng)向傳感器與信號(hào)調(diào)理電路
在人工氣候室風(fēng)向測(cè)量中,采用了精密電位器式傳感器把風(fēng)向變化轉(zhuǎn)換成電阻變化,電阻與風(fēng)向滿足正比例關(guān)系,然后,經(jīng)過(guò)直流四臂電橋轉(zhuǎn)換電路再把電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓變化,由于電壓比較小,所以,還需要利用放大電路放大到 A/D轉(zhuǎn)換器所能分辨的電壓范圍,然后,經(jīng)多路選擇器后進(jìn)入A / D 轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換后的結(jié)果進(jìn)入 DSP 系統(tǒng)。
本設(shè)計(jì)選用了 Met one 公司的 020C 型電位器式風(fēng)向傳感器,該人工氣候室傳感器的測(cè)量范圍為0°~360°,精度為 ±2°,分辨率為 ±0. 2°。020C 型電位器式風(fēng)向傳感器有一個(gè)自重很輕的機(jī)翼形風(fēng)向標(biāo),它直接和一個(gè)精密電位器相連,對(duì)應(yīng)于0°~ 360°的風(fēng)向,輸出電壓為 0~ 5 V,經(jīng)電壓調(diào)理電路之后,可直接進(jìn)入 DSP 系統(tǒng)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。