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數字溫度傳感器在測色系統(tǒng)中的應用

作者: 時間:2009-04-28 來源:網絡 收藏

摘要:光電積分式測色中一般使用硅光電池作為光電探測器,硅光電池的漂移特性會影響測量的穩(wěn)定性。為達到更好的性能指標,需要對測色進行適當的電壓補償。通常采用分時間段對電壓值進行線性補償,實際上待測電壓值并不是嚴格按照時間線性變化的,而是按照線性變化的。使用DSl8820跟蹤實時溫度,分析溫度與待測電壓值的線性關系,獲取溫度補償系數,通過軟件對測色進行電壓補償。當引入溫度后,測色系統(tǒng)的測色色差AE均小于0.15,完全達到了國家計量院規(guī)定的要求,實驗結果表明該方法在測色系統(tǒng)的實際中是切實可行的。
關鍵詞:DSl8820;測色系統(tǒng);溫度漂移;電壓補償

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/163827.htm


在光電積分式測色系統(tǒng)設計中,通常選用硅光電池作為光電探測器,硅光電池能夠把光信息(能量)直接轉化成電信息(能量),便于對被測信號進行處理。由于標準光源照明體燈管壁溫度較高,對探測器內部的溫度影響很大,硅光電池受溫度影響產生電壓漂移,這勢必會影響到測量的精度和穩(wěn)定性。通過研究硅光電池的光電轉換特性隨溫度變化的規(guī)律,設計了使用溫度DSl8820的一種V―T曲線控制補償方法,對測色系統(tǒng)進行適當的電壓補償,使其達到更好的性能指標。


1 硅光電池特性
在測色系統(tǒng)中,經過光電探測器把采集到的被測樣本的光信號轉換為電信號,采集輸出的電信號極其微弱,需要對這些電信號進行轉換和放大處理,在這些環(huán)節(jié)中引起溫度漂移的原因主要有2點:
(1)硅光電池的溫度特性對輸出電壓有很大影響;
(2)在放大電路中,任何參數的變化,如電源電壓的波動、元件的老化、半導體元件參數隨溫度變化而產生的變化,都將產生輸出電壓的漂移。
硅光電池的溫度特性是指開路電壓和短路電流隨溫度變化的情況。由于它關系到光電池的儀器設備的溫度漂移,影響測量精度或控制精度等重要指標,因此溫度特性是硅光電池的重要特性之一。從圖1中可以看出硅光電池開路電壓隨溫度上升而明顯下降,短路電流隨溫度上升卻是緩慢增加的。因此,在采用硅光電池作為檢測元件時,應考慮溫度漂移的影響,并采用相應的補償措施。

2 DSl8820實時溫度采集
DSl8820是DALLAS公司生產的單線式智能溫度傳感器,具有3引腳TO一92小體積封裝形式,其中:DQ為數字信號輸入/輸出端;GND為電源地;VDD為外接供電電源輸入端(在寄生電源接線方式時接地)。DSl8820內部結構主要由4部分組成:64位ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。

DSl8820的測溫原理如圖2所示:每次測量前,首先將一55℃所對應的基數分別置人減法計數器1和溫度寄存器中。減法計數器1對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行減法計數,當減法計數器1的預置值減到0時,溫度寄存器的值將加1,減法計數器l的預置將重新被裝入,減法計數器1重新開始對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行計數,如此循環(huán)直到減法計數器2計數到0時,停止溫度寄存器值的累加,此時溫度寄存器中的數值即為所測溫度。斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性,其輸出用于修正減法計數器的預置值,只要計數門仍未關閉就重復上述過程,直至溫度寄存器值達到被測溫度值。


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