[发明专利]特殊实验室温湿度测控装置及方法

说明书

技术领域

本发明属电子技术领域。

背景技术

实验室设备都有各自的温度、湿度要求，特别是一些精密仪器或特殊行业，他们的实验室对温湿度要求更高，例如在根纺织、印染行业中，检测环境温度、湿度的变化对纺织品的各项技术指标均有很大的影响。对这些特殊实验室温湿度测控是特殊要求实验室进行科学实验等必须的工作，传统的测试与控制是以单片机为核心，根据不同的湿度要求，通过硬件设定不同的调节终态，可以将实验空间的湿度调节到设定值。通常是使用温度计、湿度表等仪表和输出模拟量的电测控仪表来测控数据，是由人工读取和记录模拟仪表上的温湿度值。这种方法测控与控制精度低，往往会加入外界和人为因素的影响，误差大，观测不方便，实时性差，效率低下。随着传感器技术和测控测试技术的发展，为了更好地了解特殊要求实验室的温湿度变化规律，传统的测控方法和装置已经不能适应实验室的需要，需要研究新的测控装置。

发明内容

为了克服现有技术误差大、测不方便、实时性差、效率低下等不足，本发明提供一种特殊实验室温湿度测控装置，能够适应特殊要求实验室的需要，更好地了解实验室的温湿度变化规律，精确控制实验室的温湿度。同时，使得测控和控制更准确，结果显示更形象直观，操作更方便，并易于实现功能扩展。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括计算机、温湿度感知模块、信号调理电路、多功能数据采集卡、控制输出电路和执行装置。温湿度感知模块包括温度传感器和湿度传感器，主要完成实验室温湿度的感知，并将温湿度信号转换成电信号传输至信号调理电路；信号调理电路通过整形、滤波，将传感器的电信号变换成多功能数据采集卡输入范围内的电信号；多功能数据采集卡将经过滤波去噪后的传感器数据通过模/数转换采集进计算机；计算机将采集来得温湿度值的电信号滤波后，变换成相应的温湿度值，然后在显示器上通过虚拟仪器技术构建的多个虚拟仪器，显示相应的图线，并将数据存入硬盘，同时根据设定的温湿度值由带死区的PID控制算法生成控制信号；控制信号再经由多功能数据采集卡的数/模转换，送给控制输出电路；控制输出电路将不同的命令输出给相应的执行机构，包括风扇、电吹风和加湿器，这其中风扇用来排气，可以降低实验环境的温湿度，加湿器用来增加实验环境的湿度，电吹风用于提高实验环境的温度。

本发明还提供了一种特殊实验室温湿度的测控方法，包括如下步骤：

a)设定实验室的温湿度值；

b)由温度传感器和湿度传感器采集实验室温湿度，并转换成相应的电信号；

c)多功能数据采集卡将经过信号调理电路调理后的实验室的温湿度电信号采集到计算机中；

d)计算机通过滤波将温湿度电信号转换成相应的温湿度值，在仪器显示界面上显示和存入硬盘，同时根据设定的温湿度值由带死区的PID控制算法生成控制信号；

e)控制信号经由控制输出电路送达执行机构——风扇、电吹风和加湿器；

f)执行机构根据控制命令，完成相应的温湿度调节控制的动作；

g)经过调节后的实验室温湿度情况通过温度传感器和湿度传感器感知，被再次送入计算机；

h)通过多次以上闭环自动控制过程，使得实验室的温湿度达到设定值。

本发明的有益效果是：本发明能够采用虚拟仪器技术，利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。灵活高效的软件能创建完全自定义的用户界面，模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成。该装置充分展现了虚拟仪器技术性能高、开发时间少的优势，并为装置的扩展提供了最小成本的途径。因此，可以说该装置具有成本低、测控方法简单、精度高、易于操作和实现的优点，同时测控结果通过计算机屏幕显示形象直观，软件实现各种传统测试仪器使操作更方便，并且还可以较容易地实现功能扩展。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式