[发明专利]一种用于石英谐振式露点传感器的自动测试与控制系统

摘要

一种用于石英谐振式露点传感器的自动测试与控制系统，是一种由传感器探测模块、敏感电路模块、处理器模块、温度测量模块及温度控制模块构成；传感器探测模块中的石英晶片与敏感电路模块相连实现对被测物理量的感知，并转换为被处理器采集的电信号；温度测量模块首先跟传感器探测模块里的铂热电阻相连，然后温度测量模块的信号输出端与处理器的温度输入端相连；敏感电路的信号输出端与处理器的信号采集端口相连；处理器的电压信号输出端与温度控制模块的电压信号输入端相连以实现电压与电流转换；温度控制模块的电流输出端与传感器探测模块中的半导体制冷器相连对其进行温度控制；本发明具有稳定性好、硬件成本低、抗外界干扰性强等特点。

主权项

1.一种用于石英谐振式露点传感器的自动测试与控制系统，其特征在于：它是一种由传感器探测模块、敏感电路模块、处理器模块、温度测量模块以及温度控制模块构成的自动测试与控制系统；它们之间的关系是：传感器探测模块中的石英晶片与敏感电路模块相连实现对被测物理量的感知，并转换为被处理器模块采集的电信号；温度测量模块首先跟传感器探测模块里的铂热电阻相连，然后温度测量模块的信号输出端与处理器模块的温度测量模块输入端相连；敏感电路模块的信号输出端与处理器模块的信号采集端口相连；处理器模块的电压信号输出端与温度控制模块的电压信号输入端相连以实现比例为1：1的电压与电流转换；温度控制模块的电流输出端与传感器探测模块中的半导体制冷器相连对其进行温度控制；所述的传感器探测模块，是由半导体制冷器、石英晶片、铂热电阻组成；它的作用是主动制造和识别露点，为后端的敏感电路模块提供物理量反馈；所述的敏感电路模块，其作用是给传感器探测模块结构中的石英晶片提供驱动，并且根据石英晶片电极表面的结露情况给后端的温度测量模块以及温度控制模块提供反馈量；该敏感电路模块输出的信号特征是当石英晶片电极表面处于干燥状态，电路会输出一个高电平信号，当石英晶片电极表面有结露产生，电路就会输出一个低电平信号；所述的处理器模块，是由STM32F103RET6单片机芯片组成；该模块具有采集和控制的功能，在整个测控系统中充当控制器的功能；该芯片中，管脚14和管脚16与敏感电路模块相连接；管脚55、56和57和温度测量模块的输出相连；管脚20与温度控制模块的输入相连；管脚1、32、48、64、19和13与电源正极相连；管脚31、47、63、18、12和60与电路接地端相连，其中管脚60与电路接地端之间接入电阻R5；所述的温度测量模块，由ADS1248IPWR芯片和铂热电阻以及外围电路组成；该铂热电阻与该芯片的管脚5＇、11＇和12＇相连；管脚5＇和管脚6＇之间串联一个电阻R3然后和电路接地端相连；管脚24＇、3＇、9＇、10＇、21＇和2＇都与电路接地端相连，其中管脚24＇与接地端串联一个电阻R4，管脚9＇与接地端之间串联一个电容C1；管脚1＇、4＇、22＇和23＇与电源正极相连，其中管脚4＇与电源正极之间串联一个电阻R2，管脚23＇与电源正极之间串联一个电阻R1；管脚26＇、27＇和28＇分别与处理器模块中的芯片的输入端相连；所述的温度控制模块，由一个功率放大芯片PA02与半导体制冷器以及外围电路组成；该芯片PA02的管脚1＂和管脚2＂与直流稳压电源相连，其中管脚1＂与直流稳压电源之间串联一个电阻R7；管脚7＂和管脚8＂与直流稳压电源相连，其中管脚8＂与直流稳压电源之间串联一个电阻R6；管脚6＂与处理器模块中的芯片的电压输出端相连；管脚3＂和管脚4＂相连之后作为半导体制冷器的电源正极与半导体制冷器相连；管脚5＂与电路接地端相连并且中间串联一个电阻R9；管脚5＂作为半导体制冷器电源的负极与半导体制冷器相连。