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量近地面風(fēng)速，測量范圍為 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)過紅光源和紅外探測器所在的水平線上一次。當(dāng)氣候室遮光塊經(jīng)過紅外光源和紅外探測器所在的水平線時(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器上，紅外探測器輸出一個(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。
