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热敏风速传感器

时间:2017-12-14 来源:敏创电子编辑:热敏电阻厂家浏览:

在这个ADCunit和静态压力图中你可以看到这些趋势线,曲线上端的曲线稍微偏离。我使用皮托管的静压数据以及湿度和温度数据将皮托管数据转换成风速。然后我建立一个回归,并得出一个匹配传感器曲线的方程。

我做了回归,解决了输出电压而不是风速,因为我可能应该这样做。当回归完成时,我不得不考虑最终方程,求解风速(MPH),而不是电压,这是传感器输出的。如果我以相反的方式做了倒退的话,那么这会导致数学的清晰度略微下降。我离Excel专家很远,但是知道如何在Excel中使用“Solver”让我觉得至少我可以在电视上播放一个,也许在清理和刮脸之后。

求解器!

为了让我能向你展示Excel Solver的灵感,请看左边的数据。左边的两列表示一列中的实际测量电压值,另一列表示所产生的等式中的计算值。最右边的第三列是两列之间的差,平方,以消除任何负号。正如你所看到的,两列非常接近,确认了这个公式生成的曲线非常接近实际生成的曲线。数据中的风速范围从零到约50 MPH。

 

顺便说一句,这些错误是如何解算器实际工作。求解器在下面的公式中操纵常量,以尽量减小所有温度序列的总和误差(有4个温度数据点跨越7.7C)。

当然,总是有可能的是,在更广泛的数据范围内,我的等式的形式将会崩溃,曲线将开始偏离实际测量的数据。在这种情况下,我将不得不引入更多条款的方程,以获得更全面的能力,以捕捉所有数据的实际形状。


以下是Rev P风传感器的回归方程式。

WS_MPH =(((Volts-ZeroWind_V)/(3.038517 *(Temp_C ^ 0.115157)))/ 0.087288)^ 3.009364

条款是:
WS_MPH:以每小时英里为单位的风速
电压:在“输出”引脚处的风传感器Rev. P的输出,以伏特为单位
Temp_C:以摄氏度为单位的温度
ZeroWind_V:零风电压 -传感器尖端(环路等)上的玻璃桌边缘。让传感器稳定40秒左右,当电压停止下降稳定时,记录电压。

您可以用1.3692代替零风电项,这是我用于回归的数字,或者测量您自己的传感器的零风电压并使用该电压。1.3692伏是我从原始测量得到的零风的数据。我测量了我们当前的风力传感器的零风电压的8个,结果如下图所示。

1.336伏
1.332 
1.341 
1.337 
1.327 
1.356 
1.380 
1.361

平均为1.346。使用上述技术进行测量时,或者您的传感器发生故障时,您应该会看到类似的电压。这也是在25摄氏度左右的室温。看来,我们目前的产量比这个旧的数据略低一些。我们使用Rev.P风速传感器对生产进行了一些小的改动,以移动到选定部件的0.1%电阻。0.1%的电阻器在每个数值中都没有少量存储,所以我们必须调整一些值,保持比例尽可能接近。

您需要用C语言编写代码。大多数人将使用带有ADC的微控制器,因此您需要输入微控制器的参考电压和ADC的位深度。例如,如果Arduino UNO或Mega运行在5.0伏特,具有10位ADC,则可以用下面的表达式替换“Volts”(float)analogRead(A0)* 5.0 / 1023.0“

板上的温度传感器是Microchip MCP9701AT。数据表明转移方程为

VOUT = TC×TA + V0℃。

其中:
TA =环境温度
VOUT =传感器输出电压
V0°C = 0°C时的传感器输出电压
TC =温度系数

我们将需要重新安排这一点,因为Vout是已知的,Tambient是我们希望解决的问题。

所以重新安排我们

Tambient =(Vout-V0°C)/ TC

检查数据表
TC,温度系数为19.5 mV /°C 
V0°C,零度电压为400 mV

所以我们的等式变成:

Tambient =(Vout-0.400)/0.0195

为了进行理智的检查,我检查了几个传感器,并通过公式计算出了这些值,结果在25.0 C和25.7 C - 在一个舒适的空调办公室里,在8月的晴天。足够接近,相对准确。您可以在上面的回归中将此表达式替换为TempC值。您将需要读取您的ADC,然后将其转换为伏特,类似于上面“伏特”输出的表达式。

注意事项:
什么是没有一些“如果”的生活?我做了回归的温度数据仅包含了7.7摄氏度的温度范围,而34温度范围也是如此之高。所以在较低的温度下,回归肯定会有些不准确。幸运的是,温度不会影响输出,所以它可能不会影响传感器的有用性。但是,正如我上面所说的那样,自从原始数据被采集以后,传感器可能会有轻微的修改,导致其他可能的不准确。理想情况下,人们希望更宽的温度范围和更宽的风速范围。回归的数据上升到约50 MPH。曲线数据中可能有足够的信息来扩展测量.



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