【正文】 絲對敏感體電阻的加熱。移開小瓶過1分鐘左右后，A，B之間電阻恢復(fù)至大于120KΩ。圖3 MQ3靈敏度特性曲線檢測電路如圖4所示，當(dāng)電源開關(guān)S斷開時(shí)，傳感器加熱電流為零，實(shí)測A，B之間電阻大于20MΩ。 MQ3型氣敏傳感器的敏感部分是由金屬氧化物（二氧化錫）的N型半導(dǎo)體微晶燒結(jié)層構(gòu)成。（3）配有人機(jī)接口軟件的中心監(jiān)測和控制系統(tǒng)。毒性氣體傳感器又稱為環(huán)境有毒有害氣體傳感器，主要用于檢測煙氣、尾氣、廢氣等環(huán)境污染氣體，雖然SnO2氣敏傳感器對CO，H2S等有毒有害氣體敏感，但應(yīng)用最多的仍是電解式化學(xué)傳感器。（2）CO和H2氣敏傳感器。報(bào)警模塊是對設(shè)定值提供報(bào)警功能，該功能用發(fā)光二極管顯示。由于單片機(jī)在執(zhí)行程序時(shí)人工是無法控制的，為了能夠調(diào)試程序，檢查硬件、軟件運(yùn)行情況，這就需要借助某種開發(fā)工具模擬用戶實(shí)際的單片機(jī)，并且能隨時(shí)觀察運(yùn)行的中間過程而不改變運(yùn)行中有的數(shù)據(jù)性能和結(jié)果，從而進(jìn)行模擬現(xiàn)場的真實(shí)調(diào)試。在確定軟硬件功能的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)者的工作就開始涉及到具體的問題，如儀器的體積及與具體技術(shù)指標(biāo)相對應(yīng)的硬件實(shí)現(xiàn)方案，軟件的總體規(guī)劃等。工作的重點(diǎn)應(yīng)放在該項(xiàng)目的技術(shù)難度上，此時(shí)可參考這一方面更詳細(xì)、更具體的資料，根據(jù)系統(tǒng)的不同部分和要實(shí)現(xiàn)的功能，參考國內(nèi)外同類產(chǎn)品的性能，提出合理而可行的技術(shù)指標(biāo)，編寫出設(shè)計(jì)任務(wù)書，從而完成系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)。進(jìn)行這方面的工作，可參考國內(nèi)外有關(guān)資料，看是否有人進(jìn)行過類似的工作。用相同容量的塑料瓶配制好不同濃度的酒精溶液后，將它密封并放置一段時(shí)間，待其穩(wěn)定后再測量。一是外界環(huán)境流動(dòng)空氣對傳感器的影響和對氣體樣品的稀釋，二是樣品的穩(wěn)定性對測量帶來的誤差，三是水蒸氣對測量的影響。（2）軟件方面，標(biāo)準(zhǔn)的確定是該部分要做的主要工作。當(dāng)然，最好的辦法是在車內(nèi)安裝這種測試儀，司機(jī)一進(jìn)入車內(nèi)檢測儀就檢測司機(jī)的酒精含量，如果超出允許值，系統(tǒng)控制引擎無法啟動(dòng)，這樣就可從根本上解決酒后駕車問題。隨著攝入酒精量的增加，選擇反應(yīng)錯(cuò)誤率顯著增加，‰增至1‰，發(fā)生車禍的可能性便增加5倍，‰，可能性再增加6倍。氣敏傳感器工作時(shí)，加熱器通電加熱，若無被檢氣體侵入時(shí)，氣敏元件的阻值基本不變當(dāng)氣敏元件表面產(chǎn)生吸附作用，其阻值將隨氣體濃度的變化變化。納米固體材料具有龐大的界面，提供了大量氣體通道，從而大大提高了靈敏度，工作溫度大大降低，大大縮小了傳感器的尺寸。盡管SnO2基傳感材料具有許多優(yōu)點(diǎn)，作為材料也存在一定缺點(diǎn)。用金屬氧化敏感材料制作的半導(dǎo)體式氣敏元件具有靈敏度高，結(jié)構(gòu)簡單，體小質(zhì)輕，堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用，目前仍以SnO2材料為主[3]。摻有催化劑的氣敏元件接觸某些氣體后，活性組分被毒化，將會(huì)改變元件的選擇性，降低其敏感度和穩(wěn)定性，另外催化劑本身也存在著不穩(wěn)定性問題。由于元件電阻和靈敏度隨時(shí)間而不斷變化，漂移大給檢測結(jié)果的可靠性帶來不穩(wěn)定的因素。氣體傳感器是把氣體中的特定成分檢測出來，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的一類器件，用來對有害氣體，易燃易爆氣體等進(jìn)行安全檢測和報(bào)警，對生產(chǎn)生活中需要了解的氣體進(jìn)行檢測，分析，研究等。 displaying the concentration in the digital tube display module.(2)In the Software, linear conversion between the concentration of the alcohol and the voltage and the digital display of the final concentration value.(3) The designed sensor is calibrated. The design of gas sensor is responsive to the alcohol, can measure concentration in the effective range of its concentration. And in the low concentration of alcohol in the test the error is small with the maximum error %, meeting requirements of the design. The characteristics of the thesis are to determine the standard. The solutions and verification methods are proposed about the flow of air samples, the sample stability and water vapor. The conversion between voltage and concentration in different range is treated as linear relationship. The design of sensor can detect different the alcohol gas with different concentration. It plays an important role to solve the drunkdriving accidents and alcohol testing for special occasions after improvement.Key Words: Gas sensor, A/D conversion, Singlechip Microputer1 緒論 設(shè)計(jì)背景 我國傳感器市場的增長率超過15%，2003年銷售額為186億元人民幣，2006年銷售額為283億元人民幣，預(yù)計(jì)2007年為325億元人民幣，2008年為374億元人民幣。設(shè)計(jì)的傳感器可以檢測不同濃度的酒精氣體，改進(jìn)之后對解決酒后駕車事故和特殊場合酒精檢測都可以使用。并且在檢測低濃度酒精時(shí)誤差較小，%滿足設(shè)計(jì)要求。論文主要研究了（1）硬件方面，MQ3氣體傳感器技術(shù)參數(shù)的檢測和將它接入到酒精濃度檢測模塊中；將模擬電壓信號(hào)放大驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管點(diǎn)亮報(bào)警；將采集到的模擬電壓信號(hào)通過單片機(jī)控制經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字電壓信號(hào)；用于顯示濃度的數(shù)碼管顯示模塊。第16周：完成并修改畢業(yè)論文。第46周：畫出流程圖，編寫程序。變化的電壓值送LM3914放大比較，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的發(fā)光二極管發(fā)光，顯示酒精濃度的高低。ADC0809為8路8位的A/D轉(zhuǎn)換器，具有轉(zhuǎn)換起停控制端，轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs，模擬輸入電壓值范圍是0～+5V，+5V電壓供電。選用的開發(fā)平臺(tái)為MedWin單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境。32條雙向輸入輸出線，每條均可以單獨(dú)做I/O的控制。由于這種變化是可逆的，所以能重復(fù)使用。目前，氣敏傳感器已有較高的精度，可達(dá)萬分之一以上。本設(shè)計(jì)所選用的MQ3氣敏傳感器的敏感部分是由二氧化錫的N型半導(dǎo)體微晶燒結(jié)層構(gòu)成，靈敏度高，響應(yīng)速度快，可靠性好。酒精濃度探測儀在生產(chǎn)中也有重要的應(yīng)用，比如，在一些環(huán)境要求嚴(yán)格的生產(chǎn)車間，用這種酒精濃度探測儀，可隨時(shí)檢測車間內(nèi)的酒精氣體濃度，當(dāng)酒精氣體濃度高于允許限定值時(shí)要及時(shí)通風(fēng)換氣，做到安全生產(chǎn)。氣體與人類的日常生活密切相關(guān)，檢測氣體是保護(hù)和改善我們居住環(huán)境的必要工作，要檢測氣體就少不了用到氣體傳感器。完成不少于5000字的英文文獻(xiàn)翻譯。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日武漢理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書學(xué)生姓名 黃制兵 專業(yè)班級 電子信息科學(xué)與技術(shù)0502指導(dǎo)教師 徐曉英 易迎彥 工作單位 理學(xué)院物理系設(shè)計(jì)（論文）題目：基于AT89S51單片機(jī)酒精濃度探測儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容：要求設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于AT89S51單片機(jī)的酒精濃度探測儀系統(tǒng)，其中酒精傳感器采用MQ3型，利用該傳感器將酒精氣體濃度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，選擇適當(dāng)?shù)姆糯笃鞣糯笃潆妷盒盘?hào)，驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管顯示酒精濃度的高度，同時(shí)利用模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，并由單片機(jī)控制，最后用數(shù)碼管顯示。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。本學(xué)位論文屬于保密囗，在 年解密后適用本授權(quán)書不保密囗 。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。（請?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√”）作者簽名： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。要求完成的主要任務(wù)：查閱不少于15篇的相關(guān)資料，其中英文文獻(xiàn)不少于2篇，完成開題報(bào)告。完成不少于12000字的畢業(yè)論文。本設(shè)計(jì)基于AT89S51單片機(jī)設(shè)計(jì)的酒精濃度探測儀，可用來檢測酒精氣體濃度，最主要的用途是檢測司機(jī)的酒精含量。當(dāng)然，依照同樣的原理也可設(shè)計(jì)檢測其他氣體的探測儀，與我們的生活息息相關(guān)的是檢測有毒氣體。也有選擇以其他氧化物為基本材料制成的傳感器，如選二氧化鈦?zhàn)鳛闅怏w傳感材料。隨著新材料發(fā)展和新加工技術(shù)的提高，有了高可靠性和低功耗的氣體傳感器。MQ3型氣敏傳感器靈敏度高，響應(yīng)速度快。5個(gè)中斷向量源。發(fā)光二極管顯示選用集成驅(qū)動(dòng)器LM3914。三位數(shù)碼管顯示具體數(shù)值。單片機(jī)不斷采集經(jīng)ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換后的變化的電壓值，經(jīng)數(shù)據(jù)處理交數(shù)碼管顯示。第710周：建立系統(tǒng)模型，畫出電路圖，并對軟件進(jìn)行仿真調(diào)試。第17周：準(zhǔn)備論文答辯。（2）軟件方面，主要研究了電壓到濃度的線性轉(zhuǎn)換和最終濃度值的數(shù)碼管顯示。本文的特色在于標(biāo)準(zhǔn)的確定。關(guān)鍵詞：氣體傳感器，模數(shù)轉(zhuǎn)換，單片機(jī)42AbstractDifferent concentrations of alcohol solution are detected and showed in the design. The design can be used to the detection of drunk driving through improvement. In this thesis, the concentration of alcohol can be measured and displayed by using the gas sensor based on AT89S51 MCU and MQ3. At the same time the concentration is displayed by LED, and the system allow to alarm in the certain value. In the thesis Major researches are three points. (1) In the hardware, detecting the technology parameters MQ3 gas sensor, and connecting it to a testing part of the alcohol gas concentration。我國傳感器4大類中，%。近年來，我國氣敏傳感器產(chǎn)業(yè)有了較快的發(fā)展，但與國外相比，從技術(shù)水平，產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用等領(lǐng)域均存在著不小的差距。二是選擇性差。靈敏度問題。SnO2是一種廣普型的氣敏材料，圍繞SnO2為基體材料的氣敏材料的制備及其氣敏元件制備的研究課題十分活躍。通過控制氣敏材料微粒大小，顆粒納米化，摻雜其它添加劑或催化劑，利用過濾設(shè)備或透氣膜來獲得選擇性，控制工作溫度及環(huán)境濕度影響，改進(jìn)制備等方法可以改善SnO2傳感器的氣敏性能[4]。當(dāng)然，在己獲得明顯進(jìn)展的納米傳感領(lǐng)域中尚存在很多問題，從敏感材料到制作技術(shù)都很不成熟，其性能也有不盡人意的地方[5]。當(dāng)被檢氣體濃度增大到一定值時(shí)，氣敏元件的阻值將隨之下降到某一值，使電壓比較器的狀態(tài)發(fā)生變化，輸出控制信號(hào)經(jīng)電流放大后，控制繼電器或雙向晶閘管接通電動(dòng)機(jī)電源使吸排油煙機(jī)工作[7]。機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)藛T“酒后駕車” 及“醉酒駕車”極易發(fā)生道路交通事故, 嚴(yán)重危害了道路交通安全和人民生命財(cái)產(chǎn)安全。 酒精氣體濃度探測儀在生產(chǎn)生活中也有重要的應(yīng)用，比如，在一些環(huán)境要求嚴(yán)格的生產(chǎn)車間，用這種酒精濃度探測儀，可隨時(shí)檢測車間內(nèi)的酒精氣體濃度，當(dāng)酒精氣體濃度高于允許限定值時(shí)，發(fā)出警報(bào)，提醒人們及時(shí)通風(fēng)換氣，做到安全生產(chǎn)。因?yàn)樵嫉牟蓸又凳且粋€(gè)間接的負(fù)載分壓值，需要將它轉(zhuǎn)化為被測酒精濃度值。針對這3個(gè)主要問題提出