數字式測塵儀畢業(yè)設計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　附圖索引III</b></p><p><b>　　附表索引IV</b></p>

2、;<p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p><b>　　1.1 概論1</b></p><p>　　1.2 問題的提出1</p><p>　　1.3 粉塵濃度測量方法的選定2</p><p>　　1.3.1 采樣法2</p><p>

3、　　1.3.2 非取樣法3</p><p>　　1.4 論文的主要內容4</p><p>　　1.5 相關技術發(fā)展狀況4</p><p>　　1.5.1 激光源的發(fā)展狀況4</p><p>　　1.5.2 光電傳感器的發(fā)展狀況5</p><p>　　1.5.3 單片機的發(fā)展狀況6</p>&l

4、t;p>　　第二章 系統(tǒng)設計要求7</p><p>　　2.1 系統(tǒng)分析7</p><p>　　2.2 工業(yè)控制狀況7</p><p>　　2.3 本設計控制系統(tǒng)9</p><p>　　第三章 理論基礎與測量原理10</p><p>　　3.1 粉塵簡介10</p><p>　

5、　3.2 散射理論簡介10</p><p>　　3.3 Mie散射理論簡介13</p><p>　　3.4 光散射法測量粉塵濃度15</p><p>　　第四章 MCS-51單片機硬件和電路圖設計17</p><p>　　4.1 系統(tǒng)方案框圖17</p><p>　　4.2 光學部分17</p>

6、<p>　　4.3 硅光電池傳感器18</p><p>　　4.4 電路部分設計19</p><p>　　4.4.1 光電轉換19</p><p>　　4.4.2 模擬信號轉換19</p><p>　　4.4.3 模擬信號放大20</p><p>　　4.5 模數轉換（A/D）及其與單片機電路接

7、口設計20</p><p>　　4.5.1 A/D轉換器分類21</p><p>　　4.5.2 AD574模數轉換器21</p><p>　　4.5.3 AD1674的性能參數22</p><p>　　4.5.4 AD1674的管腳功能22</p><p>　　4.5.4 AD1674模擬量輸入電路外部連線

8、23</p><p>　　4.5.5 AD1674模擬量單極性輸入電路24</p><p>　　4.5.6 本設計中AD1674模數轉換器與8051單片機接口設計25</p><p>　　4.6 4位液晶（LCD）顯示及其與單片機的接口設計26</p><p>　　4.6.1 LCD的結構示意圖26</p><p

9、>　　4.6.2 LCD的驅動方式27</p><p>　　4.6.3 用CC14543實現對LCD的交流驅動27</p><p>　　4.6.3 本文中液晶顯示器（LCD）與8051單片機的接口設計28</p><p>　　4.7 微型打印機及其與單片機的接口設計30</p><p>　　4.7.1 打印機的分類和工作原理3

10、0</p><p>　　4.7.2 本文中TPμP-16B微型打印機與8051單片機的接口設計31</p><p>　　4.8 撥動開關及其與單片機的接口設計32</p><p>　　4.8.1 撥動開關32</p><p>　　4.9 鍵盤及其與單片機的接口設計33</p><p>　　4.9.1 鍵盤輸入及

11、去抖動34</p><p>　　4.9.2 單片機中的鍵盤35</p><p>　　4.9.3 獨立式按鍵與8051單片機的接口電路35</p><p>　　4.10 8051單片機完整硬件電路圖36</p><p>　　第五章 系統(tǒng)的軟件設計38</p><p>　　5.1 8051單片機38</p

12、><p>　　5.1.1 引腳功能38</p><p>　　5.1.2 匯編指令40</p><p>　　5.2 程序流程圖41</p><p>　　5.2.1 系統(tǒng)主程序流程圖41</p><p>　　5.2.2 A/D轉換子程序流程圖41</p><p>　　5.2.3 4位LCD濃度

13、值顯示子程序流程圖42</p><p>　　5.2.3 打印機中斷子程序流程圖43</p><p>　　5.2.4 設定測定時間中斷子程序流圖43</p><p>　　5.3 系統(tǒng)程序的設計44</p><p><b>　　結束語52</b></p><p><b>　　參考文

14、獻53</b></p><p><b>　　致謝54</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著社會公眾對大氣污染越來越關注，國家加大了對空氣中粉塵的檢測力度，同時粉塵的檢測對煤礦等工業(yè)也有很大的重要性，所以對粉塵的檢測具有極大的意義。本文設計了一套數字式粉塵測塵儀，能過適用

15、于公共場所可吸入顆粒物PM10濃度的快速測定、工礦企業(yè)生產現場勞動衛(wèi)生方面呼吸性粉塵、總粉塵的測定。</p><p>　　本文設計的數字測塵儀基于硅電池的光電傳感器來檢測大氣中的粉塵濃度，并采用MCS-51（8051）單片機來作為測塵儀的控制核心。大氣中的粉塵濃度經過光電傳感器檢測輸出檢測電流信號，并將其轉換為檢測電壓信號送入A/D模數轉換器轉換成數字信號，最終進入單片機控制系統(tǒng)系統(tǒng)進行數據的采集、運算、顯示等過

16、程。本文設計的數字式測塵儀具有實時顯示的功能，且能過手動設定檢測時間、使用專用打印機現場輸出數據以及可存儲一定檢測數據。本文設計的數字式測塵儀具有測定快速、準確、性能穩(wěn)定、檢測靈敏度高等特點。</p><p>　　關鍵詞：粉塵濃度；數字式測塵儀；8051單片機；光電傳感器</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　

17、　Along with the social paying more and more attention to the air polution, the country stepped up efforts in detecting the air’s dust.At the same time, the detection of the dust also have very big the importance in indus

18、trial such as coal mine, so the detection of dust is of great significance. This paper designs a set of digital dust measuring dust instrument which can apply to the fast determination of PM10 in the public, the determin

19、ation of labor health respirable dust and total dust in the i</p><p>　　This paper designed digital measurement instrument based on the dust silicon photoelectric sensors to detect the atmospheric dust concen

20、tration. And the apparatus uses the MCS-51 (8051) single chip microcomputer as its cybermtics core. Photoelectric sensor detection Atmospheric dust concentration after output detect electrical signals, then converts it t

21、o the voltage signal and put it into A/D adc converting it into digital signals.Finally the digital signals is put into the single chip microcom</p><p>　　Keywords: dust concentration; Digital instrument meas

22、ured dust; The single chip microcomputer 8051; Photoelectric sensor</p><p><b>　　附圖索引</b></p><p>　　圖1. 1粉塵濃度測量方法的分類2</p><p>　　圖3. 1塵粒散射示意圖13</p><p>　　圖4. 1

23、系統(tǒng)框圖17</p><p>　　圖4. 2測塵儀光學系統(tǒng)簡示圖18</p><p>　　圖4. 3硅光電池傳感器的測量電路19</p><p>　　圖4. 4光電流信號到電壓信號轉換電路20</p><p>　　圖4. 5電壓信號的放大電路20</p><p>　　圖4. 6 AD1674模擬單級性輸入電路

24、24</p><p>　　圖4. 7 AD1674與8051單片機的借口電路26</p><p>　　圖4. 8 LCD（液晶顯示器）結構示意圖27</p><p>　　圖4. 9 CC1454328</p><p>　　圖4. 10 8051和CC14543及借口電路29</p><p>　　圖4. 11

25、TPμP-16B微型打印機與8051單片機的接口電路31</p><p>　　圖4. 12微型機并行打印時序32</p><p>　　圖4. 13 8線撥動開關33</p><p>　　圖4. 14 撥動開關與單片機的接口電路33</p><p>　　圖4. 15按鍵的抖動信號34</p><p>　　圖4.

26、 16濾波電路34</p><p>　　圖4. 17消抖電路34</p><p>　　圖4. 18鍵盤與8051的接口電路36</p><p>　　圖4. 19基于單片機系統(tǒng)的硬件圖37</p><p>　　圖5. 1 8051引腳圖38</p><p>　　圖5. 2主程序流程圖41</p>

27、<p>　　圖5. 3 A/D轉換子程序流程圖42</p><p>　　圖5. 4 LCD顯示子程序流程圖42</p><p>　　圖5. 5打印機中斷流程圖43</p><p>　　圖5. 6檢測時間設定中斷流程圖43</p><p><b>　　附表索引</b></p><p&

28、gt;　　表4-1 AD1674各控制輸入腳功能23</p><p>　　表4-2 AD1674輸出數碼與輸入電壓間關系24</p><p>　　表4-3輸出數字量與輸入模擬量的關系25</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1概論</b></

29、p><p>　　八十年代以來，隨著現代工業(yè)和科學技術的迅速發(fā)展，在眾多的工業(yè)部門中都會遇到各式各樣的粉塵濃度測量，粉塵濃度的測量已經顯得越來越重要。比如煤礦作業(yè)中就需要測量生產環(huán)境中的粉塵濃度，用以防止粉塵的各種危害。同時國家已加大對大氣中的可吸入顆粒物濃度的測量要求：2011年1月1日開始，環(huán)保部發(fā)布的《環(huán)境空氣PM10和PM2.5的測量重量法》開始實施，該法首次對PM2.5的測量進行了規(guī)范；國務院總理溫家寶201

30、2年2月29日主持召開國務院常務會議，統(tǒng)一發(fā)布修訂的《環(huán)境空氣質量標準》，歷時4年修改后，PM2.5終于寫入“國標”，納入各省市強制檢測范疇。因此空氣粉塵濃度的測量，在環(huán)境保護、消防安全以及工業(yè)生產和科學試驗領域都有重要的領域。</p><p><b>　　1.2 問題的提出</b></p><p>　　隨著工農業(yè)的發(fā)展，特別是工業(yè)的發(fā)展，粉塵的危害也越來越重要了。工

31、業(yè)過程不僅源源不斷地提供人們需要的產品，而且也不斷地產生各種各樣的工業(yè)粉塵。工業(yè)生產、交通運輸和農業(yè)活動，已經產生了大量的粉塵。據統(tǒng)計，農業(yè)粉塵約占粉塵的10%左右，大量的粉塵來源于工業(yè)生產和交通元素。電廠的輸煤系統(tǒng)、煤礦、隧道施工現場，尤其建材工業(yè)，化學工業(yè)，工業(yè)與民用鍋爐產生的粉塵最為重要。</p><p>　　我國礦井較多，其中尤以煤礦粉塵較突出。我國是產煤大國，也是用煤大國，在總的能源構成中煤炭約占75%

32、左右，這一狀況在今后相當長的時間內不會有更本性的改變。煤礦再生產、貯存、運輸及巷道掘進等個個環(huán)節(jié)都會向井下空氣中排放大量的粉塵。尤其在風速較大的作業(yè)場所，粉塵排放量猛增，據資料統(tǒng)計，有的礦區(qū)排向井下空氣的煤塵是煤炭的產量的1.6%以上。</p><p>　　粉塵對人體健康的危害主要有以下幾方面：</p><p>　　大量粉塵在肺泡上沉積下來，可引起肺組織的慢性纖維化，使肺泡的機能下降，導致

33、肺心病、心血管病等一系列病變。</p><p>　　大氣粉塵是多種污染物的“載體”和催化劑“。</p><p>　　粉塵還能散射和吸收陽光，降低能見度。如城市接受的陽光輻射平均比鄉(xiāng)村低20%，且主要是紫外線部分。兒童所受的紫外線照射減少，妨礙了兒童體內維生素D的合成，使腸道吸收鈣、磷的機能減退，使鈣代謝處于平衡狀態(tài)，造成骨骼鈣化不全，成為佝僂病的起因，導致小兒軟骨病。</p>

34、<p>　　進入人體呼吸系統(tǒng)后，其中有毒有害物質很快被肺泡吸收，沒有經過肝臟的轉換就進入血液，對人體健康危害很大。</p><p>　　另外，對于礦井來講，粉塵的爆炸危害主要是指煤塵爆炸，煤塵爆炸造成的人員傷亡和財產損失相當驚人的，對煤礦工人生命和國家財產造成重大損失。</p><p>　　由上所述，粉塵危害日益嚴重，大氣中過大呼吸性粉塵粒子對人體的健康會造成不良的影響，除了呼

35、吸性粉塵對人體的危害外，一些可燃粉塵還具有爆炸性，對粉塵濃度進行監(jiān)控是防止粉塵爆炸的一項措施，也是研究粉塵爆炸規(guī)律時必須測定的參量。對粉塵濃度的測量具有十分重要的意義。</p><p>　　1.3 粉塵濃度測量方法的選定</p><p>　　經過多年來的研究開發(fā)，目前國內外開發(fā)生產的各類測塵儀器及采用的測量方法各種各異，粉塵濃度的表示方法也不一定相同，但是他們大致可以分為兩大類：其原理分別

36、基于取樣法和非取樣法。圖1.1列出了這些方法。</p><p>　　圖1.1粉塵濃度測量方法的分類</p><p><b>　　1.3.1 采樣法</b></p><p>　　取樣法，即從待測區(qū)域中抽出部分具有代表性的含塵氣樣并送入隨后的分析測量系統(tǒng)來測量粉塵的濃度與粒徑的方法。其基本工作原理是：從含塵區(qū)域采集一定體積的粉塵式樣，過濾或分離其中

37、所含塵粒，根據集塵質量和體積等計算出氣體的含塵濃度，同時將過濾下來的塵樣利用各類粒度測量及其它分析測試一起進行測量分析，便可進一步獲得塵粒的平均粒徑、粒徑分布及其物理特性、化學組成等。</p><p>　　取樣法從原理上最基本和最簡單，這種方法的關鍵在于所取塵樣是否具有代表性。由于在使用良好的情況下，它可以得到比較可靠的結果，因此，包括我國在內的一些國家至今尚把它作為標準方法。但是它的缺點也很明顯，主要包括：&l

38、t;/p><p>　　對采樣操作要求高，如果不能做到等速采樣就會給測量結果帶來誤差，即使?jié)M足了等速采樣的條件，含塵氣體在輸送過程中也可能會發(fā)生損失，使測量結果不正確。</p><p>　　該采樣法為點測量，每次只能檢測某一點處的氣樣，為了獲得整個含塵區(qū)域粉塵的平均濃度值，就需要采用在多點處進行測量并加以平均的做法，這樣無疑會大大增加測量工作量。</p><p>　　需要

39、手工進行操作，影響測量精度的因數較多，且操作程序繁雜、占用房間和設備較多、采樣時間較長、儀器維修量大、花費成本較高等等。由于該方法自動化程度低，因而只能定期進行監(jiān)測，很難用于實時在線監(jiān)測。</p><p>　　為了充分發(fā)揮取樣法測量原理簡單可靠的優(yōu)點，彌補它測量時間長、自動化程度低、難以用于在線監(jiān)測等特點。雖然目前人們開發(fā)了自動取樣裝置，用以提高取樣的自動化程度，同時還把β射線、壓電振動機超聲衰減等新測試技術應用

40、到取樣后級測量系統(tǒng)中，提高了取樣法測量的實時性，拓寬了它在工業(yè)上應用的前景。但是還是難克服要采樣以及采樣過程中帶來的費時費力、實時性差等各種不足。</p><p><b>　　1.3.2非取樣法</b></p><p>　　非取樣法就是測量是不用取樣，而是利用粉塵的物理、光學等特性直接測量粉塵排放濃度計粒徑大小的方法，主要有：</p><p>

41、　　黑度法，它是視覺觀察煤煙，并將其黑度與林格黑度表相比較來確定煙氣濃度。</p><p>　　散射法，它是通過測量顆粒受光照射后所發(fā)出的散射光信號大小來測量北城顆粒的重量濃度。</p><p>　　消光法，它是利用光線通過粉塵介質時由于顆粒對光線的散射和吸收，使光強發(fā)生衰減的原理來測量粉塵濃度。</p><p>　　MESA測量法結合了透消光法和壓電振動法兩種方法

42、，利用壓電振動法測量粉塵的質量濃度后，然后根據消光法理論，求的粉塵的濃度與平均粒徑。</p><p>　　目前來看，一些非取樣法尚存在的不足：黑度法測量結果可信性不高，受各種主客觀因素影響較大；消光法儀器靈敏度低，不適用低濃度粉塵濃度的測量；MESA測量裝置結構復雜，由于原理上的局限性，測量誤差大。但非取樣法能實現在線測量粉塵濃度，其中一些可以自動、連續(xù)監(jiān)測粉塵排放；另一些能同時給出粉塵的濃度與粒徑。特別是光散射

43、法具有不改變浮游粉塵的物理化學性質，測量精度高，能夠實時監(jiān)測出空氣中含塵濃度等優(yōu)點，因此該類方法前景較為廣闊，故本次畢業(yè)論文采用基于光散射法的粉塵濃度測量設計方案。</p><p>　　1.4 論文的主要內容</p><p>　　從目前國內發(fā)展情況來看，我國目前現有的各類檢測儀器和手段，除了取樣法應用的較為普及，并被列入我國粉塵排放測試方法國家標準外，其余各種方法的儀器目前在這方面還停留在

44、比較落后的水平上，難以滿足日益增長的環(huán)境保護和安全生產在線監(jiān)測的要求，從另一側面也反映這方面研究工作的迫切性和重要性。</p><p>　　本次畢業(yè)設計的系統(tǒng)采用基于光散射法理論來測量大氣中的粉塵濃度，主要由激光源、光電傳感器以及單片機組成。系統(tǒng)利用激光源通過大氣中的粉塵照射到光電傳感器之上來檢測出粉塵的濃度，并通過單片機進行控制以及數據的采集、處理與顯示。</p><p>　　1.5 相

45、關技術發(fā)展狀況</p><p>　　1.5.1 激光源的發(fā)展狀況</p><p>　　激光器的種類很多，其中半導體激光器是以半導體材料（主要是化合物半導體）作為工作物質，主要以電流注入作為激勵方式的一種激光器。最簡單的半導體激光器是由一個P-N結構成的。由于能在室溫下獲得連續(xù)震蕩而實用化以來，已經過了1/4世紀。二十多年來，半導體激光器得到了飛速的發(fā)展，現在已經廣泛用做各種儀器設備系統(tǒng)中。

46、</p><p>　　近十幾年來，半導體激光器已成為世界上發(fā)展最快的一門激光技術。由于其獨特的性能，使得它目前在國民經濟中展現出了一些列的優(yōu)點，包括測塵領域。其中有電流注入而激勵的半導體激光器稱為激光二極管。激光二極管作為重要的光源之一，具有以下幾個優(yōu)點：</p><p>　　1.體積小，重量輕，光功率密度高。</p><p>　　2.效率高，調制簡單，工作壽命長。

47、</p><p>　　3.可集成，機械強度高。</p><p>　　4.光譜范圍寬，可與常用探測器相匹配。</p><p>　　5.成本低，可批量生產。</p><p>　　此外，半導體激光器還具有耐輻射，可靠性高，傳遞信息速度快等特點。</p><p>　　可見在許多方面激光二極管的性能已經優(yōu)于一些其他的典型激光器件

48、，它不僅具有重量輕、體積小的優(yōu)點，而且具有相干性高、功率高、可靠性高、結構簡單，價格便宜及工作速度高的等特點，因此本文設計的數字式測塵儀選用激光二極管作為光源器件。</p><p>　　1.5.2 光電傳感器的發(fā)展狀況</p><p>　　光電傳感器都有一個光敏表面，當一定頻率范圍的光信號照射到光敏表面時，由于光電效應，即轉換相同頻率的電信號輸出，電信號的大小與入射光強度成正比。微量光電傳

49、感器主要性能的參數有兩個：一個是響應時間，一個是暗電流。響應時間越短，說明傳感器能測量的頻率越高，暗電流越小，噪聲也就越小，則傳感器的性能越好。</p><p>　　最常見的光電轉換器件有半導體光電二極管、光電三極管、光電池和光電倍增管等。</p><p>　　光電倍增管是目前靈敏度最高的觀點傳感器件，但它是真空器件，不耐沖擊、振動，體積也較大，又需要高壓電源供電，成本較高，用于戶外測試儀

50、器極不方便。</p><p>　　光電二極管與光電池都是P-N結光伏器件，它們差別在于摻雜濃度不同，內阻不一樣，響應速度不一樣。</p><p>　　光電三極管的特點是體積小，響應速度快，從接受光信號的觀點來看，采用它是比較有利的，但它的光敏面積小，產生的信號比較弱，故亦不采用。</p><p>　　硅光伏傳感器也稱硅光電池，是目前用得最廣泛的一種器件。由于它的優(yōu)良

51、的性能已經逐漸取代了硒光電池。硅光電池價格便宜，光電轉換效率高，性能穩(wěn)定，作為光電轉換元件在許多濃度計，比色溫度計及其它分析儀表中被廣泛應用。本文的數字式測塵儀所采用的傳感器也正是光電池。它是由本征硅材料參入濃度約為1016~1019個/cm3雜質原子制成的。硅光電池按基片材料不同可分為2DR型和2CR型兩種。</p><p>　　2DR型硅光電池是以P型硅為基片的，在基片上擴散磷形成N型薄層（厚</p&g

52、t;<p>　　約0.5~1um），構成P-N結，2CR型是以N型硅為基片，在基片上擴散硼形成P型薄層 ，構成P-N結，在經過各種處理后，加上電極而成。</p><p>　　1.5.3 單片機的發(fā)展狀況</p><p>　　1971年intel公司研制出世界上第一個4位的微處理器；Intel公司的霍夫研制成功世界上第一塊4位微處理器芯片Intel 4004，標志著第一代微處理

53、器問世，微處理器和微機時代從此開始。因發(fā)明微處理器，霍夫被英國《經濟學家》雜志列為“二戰(zhàn)以來最有影響力的7位科學家”之一。 </p><p>　　1971年11月，Intel推出MCS-4微型計算機系統(tǒng)（包括4001 ROM芯片、4002 RAM芯片、4003移位寄存器芯片和4004微處理器 ）其中4004包含2300個晶體管，尺寸規(guī)格為3mm×4mm，計算性能遠遠超過當年的ENIAC，最初售價為200

54、美元。 </p><p>　　1972年4月，霍夫等人開發(fā)出第一個8位微處理器Intel 8008。由于8008采用的是P溝道MOS微處理器，因此仍屬第一代微處理器。 </p><p>　　1973年intel公司研制出8位的微處理器8080；1973年8月，霍夫等人研制出8位微處理器Intel 8080，以N溝道MOS電路取代了P溝道，第二代微處理器就此誕生。 </p>&

55、lt;p>　　主頻2MHz的8080芯片運算速度比8008快10倍，可存取64KB存儲器，使用了基于6微米技術的6000個晶體管，處理速度為0.64MIPS（Million Instructions Per Second ）。 </p><p>　　1975年4月，MITS發(fā)布第一個通用型Altair 8800，售價375美元，帶有1KB存儲器。這是世界上第一臺微型計算機。 </p><

56、p>　　1976年intel公司研制出MCS-48系列8位的單片機，這也是單片機的問世。 </p><p>　　Zilog公司于1976年開發(fā)的Z80微處理器，廣泛用于微型計算機和工業(yè)自動控制設備。當時，Zilog、Motorola和Intel在微處理器領域三足鼎立。 </p><p>　　20世紀80年代初，Intel公司在MCS-48系列單片機的基礎上，推出了MCS-51系列8位

57、高檔單片機。MCS-51系列單片機無論是片內RAM容量，I/O口功能，系統(tǒng)擴展方面都有了很大的提高。</p><p>　　第二章 系統(tǒng)設計要求</p><p><b>　　2.1 系統(tǒng)分析</b></p><p><b>　　基本功能：</b></p><p>　　適用于可吸入顆粒物PM10濃度的快

58、速測定、工礦企業(yè)生產現場勞動衛(wèi)生方面呼吸性粉塵、總粉塵的測定。</p><p><b>　　主要性能：</b></p><p>　　測量速度快、準確，性能穩(wěn)定，適合各種復雜環(huán)境，檢測靈敏度高。</p><p><b>　　技術指標：</b></p><p>　　檢測靈敏度 0.01mg/m3；&l

59、t;/p><p>　　測定范圍 0.01-100mg/m3；</p><p>　　重復性誤差 ≤±2%；</p><p>　　測量精度 ±10%；</p><p>　　測定時間 0.1m、1m、3m、5m、10m、15m以及手動任意時間；</p><p>　　輸出方式 4位液晶顯示，可直讀CP

60、M值以及質量濃度值mg/m3，亦可</p><p>　　連接專用打印機現場輸出數據；</p><p>　　存儲功能 可存儲60組測量數據；</p><p>　　環(huán)境溫度 0-40℃；</p><p>　　電 源 12V。</p><p>　　同時，設計的儀器應符合衛(wèi)生部WS/T206-2001《公共場所空氣

61、中可吸入顆粒物（PM10）測定法-光散射法》標準、勞動部LD98-1996《空氣中粉塵濃度的光散射式測定法》標準以及鐵道部TB/T2323-92《鐵路作業(yè)場所粉塵測定相對質量濃度與質量濃度的轉換方法》等行業(yè)標準。 </p><p>　　2.2 工業(yè)控制狀況</p><p>　　2.2.1 基于單片機的控制及其優(yōu)缺點</p><p>　　單片微型計算機(Single

62、Chip Microcomputer)的特點是用于自行開發(fā)控制系統(tǒng)，方便、靈活、成本低，可用低級語言、也可用高級語言編程。</p><p><b>　　與微機相比其特點：</b></p><p>　　1、集成度高、功能強，在一個芯片上，集成有計算機的5部分功能。</p><p>　　2、結構合理，為哈佛（Harvard）結構，即數據存儲器與程序

63、存儲器相互獨立。1）容量大（16位地址線時，有64K的程序存儲器和64K的數據存儲器）、2）速度快（可達40MHz及以上）。</p><p>　　3、抗干擾能力強、可靠性高、體積小、功耗低</p><p>　　4、指令豐富，有數據傳送、算術運算、邏輯運算、控制轉移、位指令等。</p><p>　　2.2.2基于可編程控制器（PLC）的控制及其優(yōu)缺點</p>

64、;<p>　　可編程邏輯控制器（Programmable Logical Controller）簡稱為PLC。是繼電器邏輯控制系統(tǒng)與微機相結合的產物。在工廠自動化中有廣泛應用。</p><p><b>　　PLC的功能：</b></p><p>　　條件控制、定時控制、計數控制、順序控制、數據處理、通信與連網功能等。</p><p

65、><b>　　PLC的特點：</b></p><p>　　可靠性高、編程容易、組合靈活、輸入/輸出功能模塊齊全、安裝方便、運行速度快等。</p><p>　　PLC廣泛用于工廠自動化系統(tǒng)，由于其成本低，性能可靠，目前是工廠里應用最廣泛的邏輯器件。單片機顧名思義實際上就是一個一片IC就是一個最簡單的計算機，自己可以往里寫程序，用途也非常廣泛，主要用于一些智能化的儀

66、表，家電等，體積小。DCS是前幾年比較流行的計算機離散控制系統(tǒng)，主要用于過程控制，比如化工冶金等行業(yè)，近幾年時髦起來的FCS叫現場總線，說是DCS的替代，但是有的地方還不是很成熟，在相當一段時間里這兩種系統(tǒng)會共存。</p><p>　　2.2.3 基于工控機的控制及其優(yōu)缺點</p><p>　　工業(yè)控制計算機是工業(yè)自動化設備和信息產業(yè)基礎設備的核心。傳統(tǒng)意義上，將用于工業(yè)生產過程的測量、控

67、制和管理的計算機統(tǒng)稱為工業(yè)控制計算機，包括計算機和過程輸入/輸出通道兩部分。 </p><p><b>　　工控機特點：</b></p><p>　　工控機通俗的說就是專門為工業(yè)現場而設計的計算機，而工業(yè)現場一般具有強烈的震動，灰塵特別多，另有很高的電磁場力干擾等特點，且一般工廠均是連續(xù)作業(yè)即一年中一般沒有休息。因此，工控機與普通計算機相比必須具有以下特點： <

68、/p><p>　　機箱采用鋼結構，有較高的防磁、防塵、防沖擊的能力。</p><p>　　機箱內有專用底板，底板上有PCI和ISA插槽。</p><p>　　機箱內有專門電源，電源有較強的抗干擾能力。 </p><p>　　要求具有連續(xù)長時間工作能力。</p><p>　　注：除了以上的特點外，其余基本相同。另外，由于以上

69、的專業(yè)特點，同層次的工控機在價格上要比普通計算機偏貴，但一般不會相差太多。 </p><p>　　2.3 本設計控制系統(tǒng)</p><p>　　本設計的產品較小，不屬于大中型的控制系統(tǒng)，是一種便攜式可移動的小型控制系統(tǒng)。其系統(tǒng)的復雜程度不高，要求的方便、可靠、有效，有支持簡單計算即可。通過上面的分析，基于單片機的控制系統(tǒng)正好滿足本設計的技術與性能要求，故本文采用基于單片機控制的測塵儀系統(tǒng)的設

70、計與研發(fā)。本文使用的單片機的型號是MCS-51單片機，該單片機的功能足夠滿足數字式測塵儀的設計要求。</p><p>　　第三章 理論基礎與測量原理</p><p><b>　　3.1粉塵簡介</b></p><p>　　在接受理論之前，先介紹粉塵的一些基本概念，如粉塵的概念，粉塵的分類等等。</p><p>　　何謂粉

71、塵？粉塵（也稱為“空氣中的懸浮顆粒物”）指的就是生產過程中產生的，能較長時間懸浮于氣體中的固體顆粒，其大小在100um一下。</p><p>　　依照粉塵的不同特征，有不同的分類方法：</p><p>　　按粉塵的形狀大小分類</p><p>　　粒徑在10um以上的容易沉降到地面的叫工業(yè)粉塵，他們在靜止空氣中可加速沉降。由于它們是用眼睛可以分辨的粉塵，又叫可見粉塵

72、；粒徑在10um到0.1um的稱為飄塵，又稱為顯微粉塵，它們在靜止空氣中可等速沉降，普通顯微鏡可觀測到；粒徑小于0.1um的粉塵則稱超顯微粉塵，它們在靜止空氣中不沉降，僅隨空氣分子無規(guī)則的運動，要借助高倍顯微鏡才能觀測到。</p><p>　　按粉塵的理化性質分類</p><p>　　按粉塵的理化性質分類，分為無機粉塵、有機粉塵、混合型粉塵。</p><p>　　無

73、機粉塵，包括礦物性粉塵（如石英、石棉、煤粉、滑石粉等）、金屬粉塵（如鐵、錫、鋁、錳、鈹及其氧化物）和人工無機粉塵（如金剛砂、水泥、耐火材料等）。</p><p>　　有機粉塵，包括植物性粉塵（如棉、麻、谷物、煙草等）、動物性粉塵（如毛發(fā)、角質、骨質等）和人工有機粉塵（如有機染料、炸藥等）。</p><p>　　混合型粉塵，為各種粉塵的混合物。大氣中的粉塵一般都是混合型粉塵。</p&g

74、t;<p>　　粉塵濃度它是指的單位體積空氣的粉塵含量，通常每立方米的空氣所含粉塵的毫克數（mg/m3）或者克數（g/m3）來表示。這種表示方法又稱為質量濃度。除了常用的質量濃度（mg/m3），還有數量濃度（粒子數/cm）以及體積濃度等。</p><p>　　3.2 散射理論簡介</p><p>　　當光波通過不均勻媒質時，與媒質會發(fā)生相互作用，光強要發(fā)生衰減，稱之為消光作用

75、。消光作用又可以看作吸收和散射共同作用造成的。光的一部分被介質散射，偏離了原來的傳播方向，剩下的一部分被介質吸收，光仍按原來的傳播方向通過介質。既是，散射體除將照射光的部分能量散射外，與此同時往往還吸收部分照射光的部分能量，并將其轉換為熱能等其它形式，這也即是吸收作用。而吸收作用于散射，正式光電法測量粉塵所要利用的基本原理。</p><p>　　光學上定義了散射截面σs，它是假想的一個界面，散射體向四面八方輻射的

76、總的散射功率可以表示為散射面與照射光強的乘積。散射截面是表征散射體散射能力的一個等效截面。</p><p>　　同理也有吸收截面σa，散射體吸收照射光的功率，等于吸收截面與光強的乘積，能量全部被吸收，并轉換。吸收截面表征了散射體吸收能力。</p><p>　　同理消光截面σe,它也是一個假象的截面，散射體對照射光的消光功率可以表示為消光截面與照射光強的乘積。已經知道消光過程為散射和吸收共同

77、效果的總效果，即：</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　他們與散射體集合截面之比分別稱為散射系數Qs、吸收系數Qa、消光系數Qe可以得到：</p><p><b>　　(3-2)</b></p><p>　　下面詳細介紹一些關于散射的基本知識。光的散射是光在不均勻媒質

78、中傳播時發(fā)生的現象。例如一束光通過含有灰塵的空氣，由于灰塵微粒使光波向四周散射，才能從側面看到一個“光柱”。</p><p>　　使得媒質均勻的原因主要有兩種，一種是在均勻媒質中無規(guī)則地散布著一些其它物質的懸浮顆粒，如氣體中的塵埃、煙（固體微粒）、霧（液體微粒），液體中的雜質、懸浮顆粒、氣泡，固體中雜質缺陷等。這樣的媒質稱作渾濁媒質。另一種原因是媒質雖很干凈，沒有雜質，但是由于分子的熱運動造成了媒質密度的局部漲落

79、（各向異性媒質還有各向異性漲落，這是由于部分分子的取向與均勻一致的方向有偏離，從而使媒質的極化率發(fā)生了漲落），破壞例如媒質的均勻性，由于這種原因引起的散射稱作分子散射。主要介紹的是前一種媒質的散射。光散射現象是一種極其復雜的光學現象。媒質不均勻性引起的光散射，其原因可用經典振子模型來說明。在入射光的激勵下，媒質分子中的電子作受迫振動。振動的電子可以看作是向周圍發(fā)射子波的波源。由于不均勻媒質中懸浮微粒毫無規(guī)則的排列，或者由于密度的無規(guī)則漲

80、落，破壞了子波源之間的確定位相關系，它們發(fā)出的子波疊加而成的光波傳播這便是散射光。宏觀看來就是其中一部分光偏離原來的主要傳播方向的現象。</p><p>　　按照散射光的波長的特點，散射可分為兩類：一類是波長不變的散射，即散射光波長等于入射光波長（如瑞利散射）。在這類散射過程中媒質分子本身的能態(tài)不發(fā)生變化，子波源作受迫振動的頻率等于入射光的激勵頻率。另一類是散射光波長和入射光波長不相等的散射（如拉曼散射）。這種散

81、射過程中分子的能態(tài)也要發(fā)生變化。同樣只介紹前一種。</p><p>　　對于前一種散射，如果粒子的大小比入射光的波長小得多，通常產生瑞利散射。散射光的信號強度與d2/λ2成正比。其中，d是粒子的直徑，λ是入射光的波長。當粒子的大小可以與光的波長相比時，散射理論變得較為復雜。這時我們稱散射為Mie散射。</p><p>　　Mie散射與瑞利散射的區(qū)別在于散射微粒較大，可與光波長相比。1908

82、年，Mie從求解電磁波的麥克斯韋方程組出發(fā)，解出了一個關于光散射的嚴格數學解，得出了各方向同性均勻粒子的光散射規(guī)律，建立了微粒的光散射理論—Mie理論。1957年，H.C.Van de Hulst出版了關于微小粒子光散射現象的專著，總結了粒子散射的普遍規(guī)律，這本書被認為是光散射理論領域的經典文獻。1969年，C.F.Bohren，O.R.Huffman綜合前人的成果，又發(fā)表了關于微小粒子的光散射及吸收的一般規(guī)律，更全面地解釋了光的各種散

83、射現象。至此，微粒的光散射理論完全建立起來了。</p><p>　　目前，各種光散射測粒技術其基本原理主要是基于經典的光散射理論（Mie散射理論）及其近似結論。根據Mie散射理論，介質中的微小顆粒對入射光的散射特性與散射顆粒的粒徑大小及其相對折射率有關，反映其散射特性的物理量有強度函數、散射系數、吸收系數以及消光系數等。各種激光散射測粒儀正是根據對顆粒散射光的不同物理量進行測量而計算出顆粒的大小、分布等參數。在激

84、光散射測量粉塵濃度中，首要的問題是要從理論上精確地計算出光散射的有關物理量。</p><p>　　光散射物理量與散射顆粒的大小及光學特性密切相關，散射顆粒的大小通常以無因次顆粒粒徑參數α=пd/λb表示，其中d和λ分別是待測顆粒的直徑和入射光波長。</p><p>　　至于顆粒的光學特性，指的是待測顆粒對介質的相對折射率。它的定義為： 介質的折射率等于光在真空中的速度c與光在該介質中的速度

85、v之比。由于待測顆粒及其所處介質的不同，其相對折射率會有不同的數值。</p><p>　　(3-3) </p><p>　　其中，ε0，ε分別為真空下和介質內的介電常數；μ0，μ分別為真空下和介質內的磁導率；εr和μr為相對介電常數和相對磁導率。對于一般非磁物質，μr≈1，因此有m≈.</p><p>　　根據電磁理論，當介質處于頻率為ω的單色光波中

86、時，物質的折射率m可以表示為：</p><p><b>　　(3-4)</b></p><p>　　式中，ω為入射光波的角頻率，ω-2?π,i為虛數單位。</p><p>　　可見，折射率出現虛部是電導率σ不等于零的結果（在入射光頻率不接近介質共振頻率時，ε近似為實數）。物質折射率的公式還可簡寫為：</p><p>&l

87、t;b>　　(3-5)</b></p><p><b>　　(3-6)</b></p><p><b>　　(3-7)</b></p><p>　　其中折射率的實部n表示顆粒的散射特性，它反映了散射場的空間分布；虛部η表示顆粒的吸收特性，它表述了電磁波在進入散射物質后的衰減。其虛部η為零時，表示顆粒對入射

88、光僅僅散射而無吸收，顆粒的相對折射率m為一實數。而有吸收時，虛部η越大，吸收性越強。</p><p>　　3.3 Mie散射理論簡介</p><p>　　Mie散射理論討論的是各向同性的均勻球形顆粒的光散射問題，并給出了具有適當邊界的麥克斯韋方程組的解。</p><p>　　根據Mie理論，當直徑為d的球形粒子受到一強度為I0，波長為λ的入射光照時，在與散射體相距r

89、，與光軸z成θ角的觀測點P處的散射光強，是由垂直于散射體和平行于散射體的散射光強為Ir、Il的綜合效應引起的：</p><p><b>　　(3-8)</b></p><p>　　而散射面則為觀測點與 z軸所構成的平面，如圖2.1所示：</p><p>　　圖2.1 塵粒散射示意圖</p><p>　　由Mie理論，散射

90、光強Ir、Il可表示為：</p><p><b>　　(3-9)</b></p><p>　　(3-10)式中，φ為入射光的偏振角。I1，I2為強度函數，它們表達式為：</p><p><b>　　(3-11) </b></p><p>　　(3-12)

91、 </p><p>　　其中，S1，S2為振幅函數，它們是由貝塞爾（Bessel）函數和勒讓德（Legendre）函數組成的無窮級數：</p><p><b>　　(3-13)</b></p><p><b>　　(3-14)</b></p><p>　　式中，πl(wèi),τl為

92、散射角度函數，它只與散射角θ有關。al，bl是Mie系數，它是散射體的相對率m和粒徑參數=πd/r的函數。</p><p>　　顆粒的散射截面σs可由下式給出：</p><p><b>　　(3-15)</b></p><p>　　其中Fs為顆粒的總散射光。該式意味著，總的散射光Fs等于在σs上的總入射光。前面介紹過有σe=σs+σa，于是可以

93、推出散射系數Qs、吸收系數Qa、消光系數Qe為：</p><p><b>　　(3-16)</b></p><p><b>　　(3-17)</b></p><p><b>　　(3-18)</b></p><p>　　3.4 光散射法測量粉塵濃度</p><

94、;p>　　對于Mie散射的基本原理前面已經介紹過了，只要測量出塵粒的散射光強，選擇合理的散射接收角和光源波長，則可以直接檢測空氣中的浮游粉塵濃度，它的測量原理如下：</p><p>　　對于單個粒子，設入射光強度為I0，距離粒子r處的的散射光強度為I，k為波數（k=2π/λ）則有：</p><p><b>　　(3-19)</b></p><

95、p><b>　　根據前面的介紹：</b></p><p><b>　　(3-20)</b></p><p>　　對于單一粒徑顆粒群，顆?？倲禐镹，散射光強度I為：</p><p><b>　　(3-21)</b></p><p>　　實際粉塵顆粒是具有一定尺寸分布的，而不

96、同粒徑的粒子的不同。對于獨立散射粒子系，有：</p><p><b>　　(3-22)</b></p><p><b>　　則有：</b></p><p><b>　　(3-23)</b></p><p>　　上式中的V含塵氣流的空氣。</p><p>

97、　　設nr(D)為粒子的歸一化頻數分布函數，即可以推出粉塵的顆粒的粒子數濃度：</p><p><b>　　(3-24)</b></p><p><b>　　換算成質量濃度：</b></p><p><b>　　(3-25)</b></p><p>　　同樣由上面的推導可以知道

98、，在知道了顆粒的粒徑分布及散射光強和入射光強的比以及算出Mie散射參數后，就可以求出顆粒的濃度。</p><p>　　要注意的是在上面的討論中，都是假定散射為非相干散射，既是假定個散射粒子是相互獨立的，于是個粒子的偶極子輻射是不相干的，所以各獨立粒子的輻射波強度相加而得總散射光強。</p><p>　　第四章 MCS-51單片機硬件和電路圖設計</p><p>　　

99、4.1 系統(tǒng)方案框圖</p><p>　　在介紹單片機的硬件控制系統(tǒng)時，先簡要介紹下該測量系統(tǒng)的結構原理。</p><p>　　本次設計的數字式測塵儀系統(tǒng)是一種基于MCS-51型單片機控制光電轉換的測量裝置，它主要由以下兩個部分組成:1光學部分，2后續(xù)部分即數據處理與顯示部分。如下圖4.1所示。</p><p><b>　　圖4.1系統(tǒng)框圖</b&g

100、t;</p><p>　　該系統(tǒng)的測量原理的簡要的講為：數字式測塵儀中的粉塵粒子在散射腔中心光敏感區(qū)的恒定光強照射下，其表面就散射出相應的微弱光通量，光通量的一部分作用到光電激光器進行光電轉換、放大，轉換為輸出幅度與粉塵粒子成一定比例的電脈沖信號，粒徑大的粒子散射的光通量大，光電激光器輸出的電脈沖信號幅值也大，電脈沖信號經前置放大、A/D轉換、單片機處理，輸出并顯示所測環(huán)境的粉塵粒子的濃度。</p>

101、<p><b>　　4.2 光學部分</b></p><p>　　光學部分包含了光源、光路、光電傳感器等部分，圖4.2顯示的是數字式測塵儀的光學部分系統(tǒng)簡示圖。</p><p>　　首先光源方面用激光光源。激光光源與普通光源相比單色性好，方向性好，光功率密度高，光束的分散度小，光強集中，有利于接受系統(tǒng)的接受，損耗低，發(fā)熱小，更適合測量。</p>

102、<p>　　圖4.2 測塵儀光學系統(tǒng)簡示圖</p><p>　　接收器也即是光電傳感器，本光電轉換系統(tǒng)中的原始信號是光信號，為了將它轉換成電信號，便于觀察或進行實時處理，選擇合適的光電傳感器件是十分必要的?？梢哉f，它是接收系統(tǒng)中的核心部件，接收系統(tǒng)的探測能力及探測精度，在很大尺度上依賴于光電傳感器的性能。經過前面的介紹，本文選擇的光電傳遞器為硅光電池，在0.4um~1.1um波長范圍內，測量量程從1

103、nw~20mw，足以滿足本次設計的測塵儀的精度要求，同時留有精度提升的空間。</p><p>　　4.3 硅光電池傳感器</p><p>　　硅光電池是一種直接把光能轉換成電能的半導體器件。它的結構很簡單，核心部分是一個大面積的PN 結，把一只透明玻璃外殼的點接觸型二極管與一塊微安表接成閉合回路，當二極管的管芯(PN結)受到光照時，你就會看到微安表的表針發(fā)生偏轉，顯示出回路里有電流，這個現

104、象稱為光生伏特效應。硅光電池的PN結面積要比二極管的PN結大得多，所以受到光照時產生的電動勢和電流也大得多。</p><p>　　圖4.3所示的光電池傳感器的測量電路，由光電池控制施密特電路。該電路在輸入信號變化十分緩慢的時候，也能確保迅速轉換。由于電池即使在強光照射下輸出電壓也僅為0.6V，不足以使Vt1管有較大的電池輸出，故將硅光電池接在管基極上，用二極管2AP產生正向壓降0.3V。這樣當光電池受到光照射時產

105、生的電壓與2AP正向壓降疊加，便使Vt1管的e、b極間的電壓大于0.7V，從而使Vt2管導通、繼電器便動作。為了減小晶體管基極電路的阻抗變化，同時為了盡量降低光電池在為受光照射時所承受的反壓，所以在電路中給光電池并聯一個電阻。</p><p>　　圖4.3 硅光電池傳感器的測量電路</p><p>　　4.4 電路部分設計</p><p>　　儀器的電路設計主要包括

106、光電轉換、模擬信號轉換、模擬信號放大，以下作以介紹。</p><p>　　4.4.1 光電轉換</p><p>　　光電轉換的基本原理是利用光電轉換器件講光信號轉換成電信號?；驹硎钱敱粶y光照射到光傳感器上時，產生響應的光電流，將光信號轉換成電信號。前面已經介紹過，本文選用硅光電池來進行光電轉換。</p><p>　　4.4.2 模擬信號轉換</p>

107、<p>　　光電轉換后得到的電信號經過模擬信號處理送到單片機接口，最后送入單片機。由于光電轉換后得到的是電流信號，在模擬信號處理中用運算放大器將其轉換成電壓信號。圖4.4所示的是光電傳感器的測量的電流信號轉換為電壓信號的電路圖,圖中使用ICL7650反相放大，采用ICL7650最基本的反相放大法，完成光電流電壓的轉換。</p><p>　　圖4.4 光電流信號到電壓信號轉換電路</p>

108、<p>　　4.4.3 模擬信號放大</p><p>　　測量放大電路是電路部分的核心部分，由于輸入信號為uV級，為了保證微弱信號不被環(huán)境和固有噪聲所淹沒，要求前置級增益高、低噪聲、頻帶寬、抗干擾能力強。通常放大器的噪聲與寬帶幾乎成正比，增益與帶寬也是矛盾的，當然，前置級要求低噪聲是主要矛盾，為此應選擇低噪聲器件。圖4.5所示的是電壓信號的放大電路圖。這里的放大電路采用的中LM307N集成運算放大器，根

109、據A/D轉換的需要而設計，R1與R2相同，從而構成兩倍放大電路，電容是為了改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。</p><p>　　圖4.5 電壓信號的放大電路</p><p>　　4.5 模數轉換（A/D）及其與單片機電路接口設計</p><p>　　經過前面的幾步模擬信號處理后得到的+12左右的電壓信號被送入模數轉換器（ADC）轉換成數字信號，然后經由單片機控制系統(tǒng)來進行數據處理

110、。</p><p>　　4.5.1 A/D轉換器分類</p><p>　　A/D轉換器是把模擬量轉換為數字量的器件，簡寫為ADC。ADC的品種繁多。按工作原理分。ADC有：</p><p>　　1．并行式和并/串式ADC</p><p>　　并行式ADC速度高，但電路復雜，一般是8位以下。除要求轉換速度特別高的場合外，一般較少使用。并/串式A

111、DC是并行與串行相結合的ADC。它的速度也很高，但比并行慢一些，電路也比并行式簡單些，價格也低一些，是速度與電路復雜程度的一個較好的折衷，用得比較多。</p><p><b>　　逐次逼近式ADC</b></p><p>　　這種ADC轉換速度中，精度高，但抗干擾能力不強，價格不高，是工業(yè)控制中用得最多的一種。</p><p>　　3. 雙積分

112、式ADC</p><p>　　這種ADC轉換速度慢，精度高，抗干擾能力強，價格低，適用于要求抗干擾能力強，對速度要求不高的場合，如數字電壓表或參數變化緩慢的控制系統(tǒng)和參數（比如熱電偶）。</p><p>　　4．計算比較式ADC</p><p>　　這種ADC也稱為反饋比較式、跟蹤比較式、隨動系統(tǒng)或計數式ADC。</p><p>　　計數式A

113、DC電路簡單，價格低廉，但它的速度慢（比雙積分式快一些），精度不高，抗干擾能力差，因此很少使用。</p><p>　　各種ADC中，以并行式速度最高，轉換時間可小到數十毫微妙，以雙積分式最慢，轉換時間約200ms?？垢蓴_能力以雙積分式最慢，共模仰制比可達140db。抗干擾能力差的是計數式，成本以并行式最高，雙積分式較低。雙積分式和逼近比較式可達到較高的精度?？偲饋砜矗鸫伪平捷^好地兼顧了性能與成本，因此在控制系

114、統(tǒng)中得到廣泛地應用。</p><p>　　在時鐘頻率固定時，逐次逼近式ＡＤＣ的轉換時間一定，但雙積分式ＡＤＣ的轉換時間輸入模擬量（待轉換的模擬量）的增大而加長。</p><p>　　還可以按其他方法分類，如按精度不同分成高精度、中等精度和低精度。</p><p>　　4.5.2 AD574模數轉換器</p><p>　　A/D轉換器件AD5

115、74系列包括AD574，AD574A，AD674A，AD674B，AD774B，AD1674這六個型號。所有型號的外封裝和引腳排列均相同，新型號是舊型號的改進，新型號可以直接代替舊型號。其中AD574早已停產。AD574A是AD574的改進產品，生產量大，是保留產品，但不久也要停產。AD674A是1988年推出的AD574A的改進產品，其速度比AD574A更高。AD674B保留了AD674A的功能和性能，但增加了封裝型式。AD774B是