热电堆太阳辐射计的设计

论文总字数：15715字

目 录

中文摘要、关键词………………………………………………1

英文摘要、关键词………………………………………………2

1引言……………………………………………………………3

2概述……………………………………………………………3

2.1国内外研究现状………………………………………………………………3

2.1.1国内研究现状…………………………………………………………3

2.1.2国外研究现状…………………………………………………………4

3元件简介……………………………………………………….4

3.1单片机STM32F103C8T6………………………………………………………4

3.2 AD7887模数转换器……………………………………………………………5

3.3 运算放大器AD8538……………………………………………………………6

4 系统设计

4.1 系统硬件设计…………………………………………………………………7

4.2 电源模块………………………………………………………………………7

4.3热电堆温度传感器模块TPS334L55简介……………………………………8

4.4菲涅尔镜片……………………………………………………………………8

4.5 数据采集模块…………………………………………………………………9

4.6 串行接口………………………………………………………………………9

4.7 硬件电路测试…………………………………………………………………11

5 系统软件设计

5.1太阳辐射计软件流程…………………………………………………………12

5.2上位机软件设计………………………………………………………………12

6 数据处理……………………………………………………14

结束语……………………………………………………………15

结论………………………………………………………………15

致谢………………………………………………………………15

参考文献…………………………………………………………15

热电堆太阳辐射计的设计

潘健

,China

Abstract: Radiation is a way of transmitting energy in the form of electromagnetic waves，The main source of heat on the surface of the Earth is solar radiation，It is also a form of heat exchange between the Earth’s surface and the atmosphere. There are several kinds of solar radiation, including total radiation, reflected radiation, direct radiation, diffuse radiation, and net radiation. This article mainly describes how to measure solar radiation using thermopiles formed in series with thermocouples. This design mainly uses STM32 microcontroller as the main control module, Increased solar radiation temperature using thermopile infrared temperature sensor module TPS334L5.5_SPI, Programmable Gain Amplifier Using the Analog-to-Digital Converter AD7887 to Amplify a Weak Thermoelectric Signal, The AD conversion value is obtained to find the thermal emf E in the circuit. Thus, the temperature difference of the sensor probe due to absorption of solar radiation is obtained. Solar radiation is measured using the relationship between solar radiation, temperature difference and ambient temperature.

Key words: Thermoelectric reactor，STM32Thermoelectric reactor，Temperature sensor，solar radiation.

1引言

辐射是以一种通过发射粒子跟电磁波的形式来传输能量的方法，在我们的生活中，无时无刻都有着辐射的存在。辐射也拥有无线电波的波状特性，同时还具有微粒特性。在我们的日常生活中，只要物体的温度在绝对0度以上都发射跟吸收着辐射。发射体的定义就是发射辐射的物体。对其强度的大小及其变化过程的分析有其自身的基本单位和维度。世界气象组织给人们提供了测量气象辐射相对来说比较具有权威的单位和维度。辐射通量的基本单位是J / m 2，辐照度的基本单位是W/m ²。

大气物理学中一个非常重要的组成部分就是气象中的辐射跟它的物理过程，同时，辐射及其物理过程也是环境科学、生物科学里面至关重要的一部分。因此，人们如何科学地测量气象辐射的价值是当前科学领域的重要组成部分。现在获得气象辐射的唯一方法是通过人工使用气象辐射观测器观测气象辐射。

太阳辐射计是用于测量直接太阳辐射，地面反辐射，散射天空辐射或全部太阳辐射的仪器[1]。撞击地面的太阳辐射是直接太阳辐射和太阳散射的总和。在表面辐射的相互交换中，它是辐射能量的收入部分。这对太阳辐射在能量转换跟地面辐射平衡这两个方面都起着决定性的作用。目前国内测量太阳辐射的方法只能停留在人造的直接测量上。

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