人工氣候培養(yǎng)箱系統(tǒng)中傳感器的設(shè)計(jì)

     人工氣候培養(yǎng)箱目前主要側(cè)重于溫度、光照、相對(duì)濕度、二氧化碳濃度等參數(shù)的監(jiān)控，主要用溫度傳感器、濕度傳感器、土壤水分傳感器以及光照強(qiáng)度傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其中土壤水分傳感器的設(shè)計(jì)和土壤墑情與旱情管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理一致，在此不多做介紹，主要介紹一下人工氣候培養(yǎng)箱的濕度傳感器，溫度傳感器及二氧化碳濃度傳感器的設(shè)計(jì)。
      人工氣候培養(yǎng)箱的濕度傳感器的濕度檢測(cè)的工作原理是采用電容式相對(duì)濕度傳感器的電容值隨著濕度的變化而線性變化，通過信號(hào)檢測(cè)和轉(zhuǎn)換電路將變化的電容轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的變化的電壓。本系統(tǒng)的濕度傳感器采用高精度的HS11000型電容式濕度傳感器。它采用電容式濕度敏感元件，其特點(diǎn)是尺寸小、響應(yīng)時(shí)間快、線性度好、溫度系數(shù)小、可靠性高和穩(wěn)定性好。在相對(duì)濕度位0％～100％RH范圍內(nèi)，電容量由162PF變化到200PF時(shí)，其誤差不大于±2％RH，而且響應(yīng)時(shí)間小于5s，濕度系數(shù)為0.04PF/oC。可見該濕度傳感器受溫度的影響是很小的。溫度傳感器測(cè)試溫度的傳感器有很多，普遍使用的是熱電偶和熱電阻傳感器。利用電阻隨溫度變的特性制成的傳感器叫做熱電阻傳感器。本系統(tǒng)采用LT/W型溫度傳感器。由鉑電阻構(gòu)成，精度高、穩(wěn)定性好、可靠性高，在0～630.74范圍內(nèi)，鉑電阻與溫度的關(guān)系可以采用下式表示：
　　
       式中R（t)為溫度tC0時(shí)的電阻值；0R為溫度C00時(shí)的電阻值；A、B為常數(shù)。
　　人工氣候培養(yǎng)箱的控制溫度在0～50C0之間，屬于鉑電阻的有效范圍，故溫度傳感器可以采用鉑電阻傳感器。溫度變送器是采用先進(jìn)的電路組成，與不同的溫度傳感器相連接，可適用于不同的溫度測(cè)量。該變送器體積小巧、輕便、安裝方便。該傳感器的特點(diǎn)是：寬溫區(qū)特性好，輸入兩、三線可選，可以克服引線電阻；輸出二線4～20mA，遠(yuǎn)距離傳輸；高精度、可靠性高、安裝方便，抗干擾能力強(qiáng)。光照強(qiáng)度傳感器光照強(qiáng)度傳感器采用LT/G型三線光照強(qiáng)度傳感器。其主要技術(shù)指標(biāo)有：①光照強(qiáng)度范圍：20萬(wàn)LX；②輸出值：4～20mA；0～5V；③準(zhǔn)確性為±5000LX；④電源為12～24VDC。
      人工氣候培養(yǎng)箱的二氧化碳濃度傳感器，本設(shè)計(jì)采用GMW120二氧化碳濃度，性能指標(biāo)如下：①測(cè)量范圍：0～2000ppm；②在20ppm時(shí)的精度：<±20ppm＋讀數(shù)的1.5％；③重復(fù)性：<±20％ppm；④熱漂移：<2ppm/C0；⑤測(cè)量技術(shù)：?jiǎn)问�非發(fā)散性紅外光；⑥取樣方式：無方向性隨機(jī)取樣；⑦長(zhǎng)期穩(wěn)定性：<100ppm/5a；⑧響應(yīng)時(shí)間：<60s（10%～90%響應(yīng)）；⑨輸出信號(hào)：4～20mA或0～5V；⑩電源：24VDC/VAC（0～30V）。