最近我們在開發(fā)臭氧發(fā)生器時光敏二極管,需要監(jiān)測生成的臭氧的濃度,于是想到使用光度計來測量。因為不同濃度的臭氧對管的吸收作用是不相同的,于是檢測光照強度的變化就可以得到相應(yīng)的濃度數(shù)據(jù)。
1、硬件設(shè)計
此次光照度檢測我們選用了S1336-5BQ光電點二極管,其光譜響應(yīng)范圍為:190~1100nm范圍。而我們的光源波長則在254nm最顯著,包括其它600nm以內(nèi)的光波,這個好處于測量范圍之內(nèi)。
根據(jù)相關(guān)的資料,光電點二極管S1336-5BQ的每100lx的光照對應(yīng)有5μA的電流。于是我們可以據(jù)此設(shè)計一個電路,將電流的變化改變?yōu)殡妷鹤兓?,具體原理圖設(shè)計如下:
上圖中我們采用5V電源,為了檢測方便調(diào)零,我們將基準電壓上抬到2.5V(圖中的Vmid)。這樣我們根據(jù)測量范圍的要求將R5的值更換為精確的值就好了,讓輸出范圍在2.5V到5V之間。這樣我們就可以將其作為輸入信號接入到ADC中。在ADC前端加一些必要的保護就可以了,具體如下圖所示:
上圖知識對輸入信號做了保護光敏二極管,如果需要也可以放大縮小等處理,從而符合ADC輸入的要求。
2、軟件設(shè)計
前面我們描述了硬件電路,該電路在要求不高時是非常方便的。接下來我們根據(jù)上述電路來分析并設(shè)計軟件。根據(jù)上面的電爐我們可以得出輸出電壓的變化公式為:Vout=Isc*R5+Vmid。
而Vmid正好為Vcc的一半,Vout可以通過ADC測量出來,于是公式就可以變化為:Isc=(Vout-Vcc/2)/R5。
而對于該光電二極管的特性是5μA/100lx,于是計算得到光照強度,公式可修改為:光照強度lux=((Vout-Vcc/2)/R5)*2*107。據(jù)此公式來編寫軟件就非常容易了。
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