国际先进研究期刊》的研究在电子、电子、仪表工程
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随着磁性,尖晶石铁氧体具有前途的电气性能,部署的结果到进化的新领域应用的电子传感器材料。电气性能明显依赖于环境成分,它已经暴露。这些传感器材料的电阻变化不仅与气体浓度也与水蒸气浓度的变化。与视图开发基于嵌入式技术的智能传感器模块对湿度测量传感器材料NixZn1-xFe2O4化学合成法和通过XRD和IR表征工具。x射线粉末衍射显示单相尖晶石铁氧体的形成,这也是支持的红外吸收带归因于四面体(A)和八面体(B)网站。采用嵌入式哲学、传感器模块设计是关于AVR ATmega8L单片机湿度测量。的厚膜材料进行调查,由屏幕绘画技术,用于水分子的浓度。模拟系统的一部分对高精密仪表放大器AD620连接。部署芯片的10位ADC的分辨率导致结果的准确性提高。在RH系统校准湿度%。 The data shown by the system under investigation reveals close match with the standard data.
关键字 |
| 多晶铁酸盐、湿度传感器、电阻、质子的传导,嵌入式系统。 |
介绍 |
| 电特性的铁氧体,有趣的传导机制表现出重要的发现。直流电阻率等属性,热电发电,介电常数、介质损耗等[1]显示显著依赖于温度和频率的交流领域的应用。也是敏感的组织,晶界、晶粒尺寸和孔隙度。直流电导率的影响结果表明磁排序,表现出负温度系数的电阻,其值在居里温度突然变化[2]。铁素体组成的电阻,明显随环境气体浓度的变化[3],[6]。此外,它还对湿度敏感,空气中水蒸气,溶解[7]- [10]。传输现象为热电动力和塞贝克系数,使信息类型的电荷载体[10]。色散介电常数和介电损耗与频率的应用交流磁场极化的铁氧体材料的属性。因此,可以说,多晶软铁氧体节目非常有趣的电特性[11][12]。 |
| 发现,锌在NiFe2O4代替,稳定价(+ 2),因此,它不会导致传导机制,成果转化为高电阻率的铁氧体。此外,锌离子在尖晶石铁氧体占据了四面体(A)网站[13]。因此,它不能导致电导率。镍,替代部分占据了四面体和八面体的网站,因此,它在传导过程中贡献[14]。因此,湿度对电阻率的影响锌代替镍铁氧体研究和关于这个调查结果是解释。如今,嵌入式系统设计领域专用的应用越来越普遍的[15]。它发现在不同领域广泛应用的潜力。环境参数的测量和控制的局部面积小时用于农业的需要,工业、医疗、储存植物等领域。嵌入式系统设计等先进的仪器是合适的解决方案。因此,部署多晶铁氧体材料智能传感器模块目的是测量湿度和摘要。 |
二世。实验 |
| 传感器材料的合成:NixZn1-xFe2O4的成分(x = 0.2, 0.4, 0.6和0.8)铁氧体是由共同沉淀用x射线粉末衍射法和特征。计算机x射线粉末衍射仪,CuKA¯¡辐射,(¯¬1 = 1.540 ao和¯¬2 = 1.544 ao)曾与镍过滤器。因此,滤液的KA¯¢行铜的目标。 |
| 组成的直流电阻率测量NixZn1-xFe2O4 (x = 0.20, 0.40, 0.60和0.80)铁氧体进行的温度从室温到500 0 c采用双探针法。自动温度控制电炉温度的用于应用程序。银膏用于实现之间的欧姆接触电极来测量电阻。雷竞技网页版电阻温度依赖是衡量使用高度精确的电感电容电阻测量计模型Aplab 4290。此外,厚膜的电阻,由丝网印刷的方法,是用变量测量湿度从30 RH % 95 RH %通过成分暴露在潮湿的环境中使用高度校准和完全控制湿度室。精密电感电容电阻测量计模型Aplab 4290用于电阻测量。 |
| b设计智能湿度传感器模块:部署多晶NixZn1-xFe2O4 (x = 0.2, 0.4, 0.6和0.8)铁氧体材料、智能湿度传感器模块设计,在AVR ATmega8L芯片资源的利用。它确保硬件和软件的设计。嵌入式系统的硬件设计的原理目前传感器模块是描绘在图1。 |
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| 我)硬件:系统包括硬件,在模拟的部分是关于作为一个仪表放大器AD620连线。读取湿度依赖emf和加强利用信号调整器阶段,然后接受单片机进行进一步处理。传感器,通过丝网印刷技术制作,如前所述,是利用目前的系统(图1)。+ 5伏特的传感器是动力供应和合成emf通过仪表放大器AD620读入系统。信号数字化的10位ADC芯片采用AVR ATmega8L单片机[16]。模拟到数字转换器是通过固件为这个专门的应用程序而设计的。在配置10位ADC的分辨率,严谨的数据显著增加。日立智能液晶形式连接在延时模式,确保数字读出。 |
| (二)软件:固件使用Codevision AVR开发嵌入式C,集成开发环境(IDE)和编程使用Ponyprog到目标设备内存。从数据分析过程获得的经验关系用于数据处理和转换的软件规模相同的湿度(RH %)。因此采用厚膜NiZnFe2O4传感器材料智能传感器模块的设计和实现。 |
三世。结果与讨论 |
| x射线衍射图的多晶粉末成分NixZn1-xFe2O4 (x = 0.2, 0.4, 0.6, 0.8)铁氧体粉末衍射仪获得。衍射图,典型的成分(x = 0.6)图2所示。衍射图有定义良好的反射没有任何歧义,与(311)高反射,这是一个典型的特征结构[17]。这表明立方尖晶石结构的形成成分[18]。定义良好的吸收波段红外光谱仪观察,在400 cm - 1 and600 cm - 1支持单相立方尖晶石铁氧体的形成图3所示。这证实了尖晶石铁氧体的形成 |
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| 温度依赖直流电阻率测量:组成的直流电阻率在调查中使用两个探针方法测量的温度范围从300 K到773 K。图4中给出了实验安排。测井电阻率的图表(日志¯²)对互惠的温度(1000 / T)温度高于80 0 c被绘制,在图5中列出。从这些图表,可以看出不同的日志一个¯²电阻与温度显示负系数服从威尔逊的关系对于温度高于80 0 c [19]。然而,结果对电阻率的变化对温度接近室温下表现出不同的行为。 |
| 日志的图形¯²反对互惠的温度显示强劲增加电阻率与温度的降低,这是由于电荷的导电性由于热激活移动运营商[20]。这种性质的电导率通常是由于多价阳离子之间跳跃的电子位于八面体(B)的网站。 |
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| 这些数据检查,发现对数线性关系的一个¯²对1 / T显示了两个减免x = 0.20, 0.40, 0.60和0.80在温度和Tc。EI Hitti也报道了两个这样的减免代替毫克的锌和镍铁氧体[21]。这表明导电性强烈影响磁排序[21]。经过居里点(Tc),直线的斜率的变化必须发生,这种影响的大小取决于内部和外部交流互动电子[22]- [23]。该地区在居里点是亚铁磁性,而在居里点成分成为顺。第一个打破在日志的情节¯²反对1 / T磁相变有关,而第二个破发在Tc给居里温度。 |
| b .湿度依赖直流电阻测量:在室温下,显示出低电阻和电阻构成温度的增加与增加到一定的温度(图姆)。这意味着作品显示出正温度系数铺平。温度后,铺平,成分是服从威尔逊的方程显示负的电阻温度系数。这种异常行为的导电性可以归因于敏感性的构图大气的相对湿度和光子传导机制[24],而不是电子跳跃机制,否则现有高温。因此,调查也由变量大气的湿度。 |
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| 湿度是影响许多工业和农业部门的环境因素。因此,它是相同的重要监控非常准确。有三组材料用作湿度传感器:电解质、有机、高分子、陶瓷[25]。一般来说,商业发达的湿度传感器主要是由高分子膜和陶瓷[26]。陶瓷的优势更好的机械、热、化学稳定性。先前研究的陶瓷材料包括二氧化钛[27],摘要[28],ZnCr2O4[29],一个¯¡赤铁矿[30]和ZnMn铁氧体[31]。然而,作品在调查NiZn铁氧体也揭示了湿度相关属性。 |
| 成分的抗性调查以下测量湿度内30 rh % 90 rh %。图6展示了实验安排。图的阻力(R¯)对湿度RH %绘制和显示在图7中。在图7中,检验发现的电阻成分随湿度的增加。的指数特性图显示,一开始,电阻迅速降低,而对于上湿度缓慢减少阻力的范围。从这个可以说图形服从关系的本质 |
| 在A和B是常数取决于材料的组成部分。图的这种性质可以归因于传导机制。除了跳跃机制、铁氧体展品质子的传导机制[32]- [33]。 |
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| 水分子(H2O)被困到毛孔的成分。这些水分子贡献电导。水分子有H +离子和氢氧根离子。H +离子有助于携带电流。因此,随着湿度适用于成分增加,H +离子浓度的增加导致电导。因此,电阻的成分随湿度的增加。图的自然抵抗温度推荐使用的成分,在调查中,湿度传感器模块的开发。 |
| c开发嵌入式系统的湿度测量:厚膜的成分准备采用丝网印刷技术。backelite材料作为底物。如图8所示,这部电影是确保interdigited电极印刷。银膏用于欧姆接触。雷竞技网页版 |
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| 因此准备传感器实现嵌入式系统设计的测量环境的湿度。传感器电阻类型,因此,它在电阻分压器连接配置(图1)。它与稳定的潜在的偏见和生成的emf生成R2 (1 ka¯)提取和测量放大器放大了公元620年。由于湿度补偿电压,产生在室温条件也是补偿。变量系统暴露在湿度从30% RH 95% RH采用高度精确和完全控制湿度箱形式贾亚特里科学、印度和产生的电动势测量。的图观察到emf数据采集系统对应用湿度,在图9所示。从图9中,可以说,图的性质支持多晶铁素体材料的建议开发智能湿度传感器模块。这个图表是用来校准系统。使用这张图,采用标准曲线拟合程序impirical关系(方程)。 |
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| ,VH是依赖于湿度的电压(mV)和RH的应用相对湿度。这个表达式用于固件。因此,生成的emf湿度传感器转换成在RH %和智能液晶上显示,在时间延迟配置模式。因此,系统校准湿度在RH %和标准化的先进设备。 |
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| d .实现智能传感器材料测量湿度:湿度传感器模块、嵌入式设计实现测量环境的湿度。目前系统暴露在湿度从30 rh % 95% rh和恢复观察表1中给出。表1的检查,发现所表现出的湿度读数所表现出的系统调查和湿度室紧密匹配。这支持嵌入式系统的可靠性设计。 |
| 因此,标准化系统也实现了测量不同湿度环境。它是如何实现的 |
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| 因此,标准化系统也实现了测量不同湿度环境。它是实现测量polyhouse环境的湿度。时间依赖数据绘制,如图10所示。从图10中,发现polyhouse环境湿度显示在液晶显示器上。湿度的增加以及减少由于雾化器的冲动。图为狂欢,脚,湿度的变化是本地化的,也是时间的依赖 |
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四。结论 |
| 合成多晶NiZn铁氧体材料的描述揭示了形成单相尖晶石的作品。组成的直流电阻率在调查中显示,负温度系数的电阻的温度高于80摄氏度范围。然而,对室温附近,直流电阻的变化显示了异常行为。它表现出减少阻力和增加湿度。这种行为可以归因于质子的传导机制。部署这些材料theinter数字厚膜传感器是捏造的,用于开发嵌入式系统的测量湿度。从系统获得的数据的检验,可以得出结论:系统提供数据准确性高。 |
引用 |
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