基于單片機(jī)的多功能冰箱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)論(編輯修改稿)
2025-06-12 19:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 就可以轉(zhuǎn)變成我們需要的電壓信號(hào)。 10 20 30 40 50102030400 60 705060R s/kΩC /pp m 圖 4 氣敏傳感器的特性曲線 Fig4Characteristic curve of gas sensitive sensor 該氣敏傳感器的主要性能參數(shù)如下： （ 1）電阻 0R 和 SR ： 氣敏元件 在正常環(huán)境情況 下 的 固有電阻 用 0R 表示；氣敏元件在 具有不同 濃度的 被 檢測(cè)氣體中的阻值 用 sR 表示 。 通過實(shí)驗(yàn)了解到 ，電阻 sR 與 不同被 檢測(cè)氣體 的濃度 C 有如下的函數(shù)關(guān)系 ： log logSR m C n=+ (31) 式中， m、 n 是 常數(shù) ， 由 被檢測(cè)氣體的類別和傳感器本身傳感器等不同要素影響的 ，且 m=1。 基于安保的多功能冰箱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 （ 2）靈敏度： 在特定濃度的被測(cè)量氣體中，氣敏元件的此時(shí)的阻值與在正常壞境空氣中 的阻值之比即為該 氣敏元件的靈敏度 k，表示如下： 0/Sk R R= (32) （ 3）響應(yīng)時(shí)間 rest ： 響應(yīng)時(shí)間即氣敏元件與特定濃度的檢測(cè)氣體接觸時(shí)到該器件的阻值在該氣體中趨于穩(wěn)定的時(shí)間。 （ 4）恢復(fù)時(shí)間 rect ： 恢復(fù)時(shí)間既氣敏元件從特定 氣體 濃度的檢測(cè)中離開到該器件的阻值在正常壞境中趨于穩(wěn)定的時(shí)間。 如圖 5 所示 為氣敏元件 MQN7 的供電電路 ，其采用的是單電源 供電 。其中，dV 是加熱絲加熱電壓， hV 是工作電壓， sR 是氣敏元件的體電阻， 1R 是負(fù)載電阻，1V 是傳感器的輸出電壓。 VdRsR1V1Vh 圖 5 單電源供電電路圖 Fig5 Single power supply circuit diagram 由于 MQN7 型氣敏元件輸出的電壓信號(hào)非常下，且該電壓信號(hào)值與被檢測(cè)氣體濃度 并非呈現(xiàn)出線性關(guān)系，僅僅只有上述的簡(jiǎn)單電路時(shí)完全不夠的，所以，應(yīng)對(duì)采集到的電壓信號(hào)進(jìn)行放大和補(bǔ)償線性化處理，利用常用的放大電路和補(bǔ)償線性化電路來實(shí)現(xiàn)處理。 設(shè)線性化電路的輸出電壓為 2V ，整機(jī)靈敏度 為 S ，則根據(jù)線性化要求，氣體濃度 C 與輸出電壓 2V 的關(guān)系為： 2=V S C180。 (33) 式（ 31）也可以轉(zhuǎn)化為下式： 基于安保的多功能冰箱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 5 10=nmR C (34) 設(shè) LSRR ，則測(cè)量電路的輸出電壓為： ( )1 1 1 1/ / 10= mnh S hV V R R R V R C+? (35) 由 式（ 33）和（ 35）可以得到線性化電路的 輸入 輸出 關(guān)系 為： 21bV aV= (36) 上式為乘方運(yùn)算關(guān)系，也就是說，若線性化電路具有上式的傳遞函數(shù)即可獲得濃度與電壓的線性關(guān)系。 本電路測(cè)得的實(shí)際輸出值 2V 如圖 7 所示。 R124kR247kRwKa Kb KcV1VzVyV x= 1VV 2= S C4302126711 121325kV c c+ 15V 圖 6 氣敏傳感器的線性化電路 Fig6 Linearization circuit of gas sensor 10 20 30 40 50 60 70 80 90V1V2C /pp mV 圖 7 2V 與氣體濃度的關(guān)系 Fig7 The relationship between 2V and concentration of gas 基于安保的多功能冰箱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 雖然 減少了 放大電路的 負(fù)反饋 的放大倍數(shù)，可是它在其性能方面有了很大的改善 ：放大倍數(shù)的 性能提高 ， 改良 放大電路的非線性失真， 增加 放大電路的通頻帶， 影響輸入、輸出電阻 。此處使用了同相放大電路。其原理圖如圖 8 所示。 R1R2AUiUoUU+ii++ 15VRw 圖 8 同相電壓放大電路 Fig8 Inphase voltage amplification circuit 信號(hào) iu 經(jīng)過電阻 2R 接至同相輸入端，反相輸入端經(jīng)電阻 1R 接地， wR 使電路引入了一個(gè)電壓串聯(lián)負(fù)反饋，保證線性放大。 由虛短和虛斷原則 uu+= ， 0ii+==可得： iu u u+== (37) 1 01 wRuuRR = + (38) 由式 37 和 38 計(jì)算所得： (39) 即閉環(huán)電壓增益為： 011wufiuRA = = +
研究報(bào)告相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1