【文章內(nèi)容簡介】 Port BPort CPort DPort ESerial Port ARAMMisc IO 等具體如圖所示 圖 RCM5700 模塊端口說明 表 131 表 141 表 151 23 傳感器的選擇 對于煤氣報警器的實現(xiàn)感應(yīng)器的選擇也相當(dāng)?shù)闹匾窍到y(tǒng)重要的組成部分之一其性能對于系統(tǒng)的精確度和實現(xiàn)范圍有這相當(dāng)大的影響也是體現(xiàn)煤氣監(jiān)控發(fā)展現(xiàn)狀的標(biāo)志 一氧化碳傳感器的選擇 市面上的煤氣感應(yīng)器多種多樣特性價格也各有不同根據(jù)實際應(yīng)用和成本性價比本氧化碳?xì)怏w傳感器選擇了 NGCO001 型電化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器NGCO001 型電化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器屬工業(yè)級別產(chǎn)品通過成熟的電極制備處理技術(shù)及傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計使其具有長壽命高靈敏度液體密閉性良好等技術(shù)特點傳感器與外部電路連接部位通過 接插元件完成利于傳感器與電子線路的兼容與互換產(chǎn)品組裝工藝簡化有利的降低了產(chǎn)品成本用途工廠一氧化碳濃度檢測儀器氣體計量器具空氣質(zhì)量監(jiān)測器氣體變送器便攜式儀器配套元件等等 NGCO001 電化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器基本原理 電化學(xué)氣體傳感器由工作電極參比電極對電極構(gòu)成根據(jù)外部恒電位電路傳感器工作電極保持一個穩(wěn)定的工作電位一氧化碳?xì)怏w傳感器基本工作原理如下面公式所示 UCTURE 工作電極 COH2O CO22H2e 對電極 O24H4e 2H2O 總反應(yīng) 2COO2 2CO2 這樣電化學(xué)氣體傳感器根據(jù)電化學(xué) 反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移從而定性并定量的檢測出被測氣體參比電極主要作用是保持工作電極維持電化學(xué)反應(yīng)的穩(wěn)定工作電壓工作電極與對電極之間因電化學(xué)反應(yīng)形成的電流與被測氣體濃度成線性關(guān)系此傳感器屬于三電極方式具有檢出信號穩(wěn)定和線性關(guān)系良好等優(yōu)越性在一般工業(yè)得到較為廣泛的應(yīng)用 圖 171 電化學(xué)傳感器原理 2 傳感器基本結(jié)構(gòu) 氣體傳感器由工作電極對電極參比電極電解質(zhì)液體保持材料過濾干擾氣體物質(zhì)貴金屬引線接線柱等組成使用的典型電極材料包括鉑金銀銠碳釕鈀等傳感器信號通過引線傳導(dǎo)到外部電路通過放大等處理進(jìn)行顯示為了提高對被測氣體的選擇性通常在 傳感器通氣孔位置設(shè)置過濾劑以消除干擾氣體造成的不準(zhǔn)確信號 電化學(xué)氣體傳感器典型構(gòu)造 3 電化學(xué)氣體傳感器優(yōu)點 對于氣體的濃度能夠線形輸出信號重現(xiàn)性好 對被測氣體具有良好選擇性不受溫濕度的影響 空氣中的輸出值漂移小可以獲得穩(wěn)定的輸出信號 功耗低電池即可驅(qū)動器工作 體積小重量輕作為便攜式儀器首選 本質(zhì)安全結(jié)構(gòu)機(jī)械性能穩(wěn)定 4 電化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器基本特點 本質(zhì)特征 NGCO001 型電化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器屬工業(yè)級別產(chǎn)品通過成熟的電極制備處理技術(shù)及傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計使其具有長壽命高靈敏度液體密閉性良好等技術(shù)特點傳感器 與外部電路連接部位通過接插元件完成利于傳感器與電子線路的兼容與互換產(chǎn)品組裝工藝簡化有利的降低了產(chǎn)品成本 用途工廠一氧化碳濃度檢測儀器氣體計量器具空氣質(zhì)量監(jiān)測器氣體變送器便攜式儀器配套元件等等 工作及保存條件 工作溫度 2050℃ 工作濕度 1590RH 保存環(huán)境溫度 020℃ 工作氣壓 1atm 177。 10 保存期限 6 個月以內(nèi)密閉容器 檢知對象氣體一氧化碳 測定范圍 01000ppm 輸出電流 40177。 10nAppm 重復(fù)性誤差 177。 2 響應(yīng)時間 t90 30 秒 基準(zhǔn)線位移 2050 100ppm 氫氣 傳感器的選擇 TGS822TF 傳感器因裝有活性炭過濾器消除了雜質(zhì)氣體的影響對有機(jī)溶劑或其他揮發(fā)性氣體的靈敏度低而對氫氣和一氧化碳的靈敏度高非常適合用于檢測人工煤制氣在這里我們主要他對對氫氣的檢測功能能 右圖是典型的靈敏度特性全部是在標(biāo)準(zhǔn)試驗條件下得出的結(jié)果 縱坐標(biāo)以傳感器電阻比 RsRo 表示 RsRo 的定義如下 Rs ＝不同濃度氣體中的電阻值 Ro ＝ 1000ppm 一氧化碳中的電阻值 基本測試回路 此傳感器需要施加 2 個電壓加熱器電壓 VH和回路電壓 VC這個 VH用于維持敏感素子處于與對象氣體相適應(yīng)的特定溫度而施加在集成的加熱器上 VC 則是用于測定與傳感器串聯(lián)的負(fù)載電阻 RL 上的兩端電壓 VRL 這種傳感器具有極性所以VC 需用直流電源只要能滿足傳感器的電性要求 VC 和 VH 可以共用同一個電源電 路為了將判定值水平最佳化并使敏感素子的功耗 PS低于 15mW的限度值需要選擇RL 的值 管腳連接 1 或 3 傳感器 4 或 6 傳感器 2 加熱器 5 加熱器 圖 201 烷類傳感器的選擇 TGS813 傳感器對甲烷丙烷丁烷的靈敏度高對天然氣液化氣的監(jiān)視也很理想這種傳感器可檢知多種 可燃?xì)怏w所以是對各種應(yīng)用方式都很優(yōu)越的低成本傳感器這里我們主要利用他對烷類氣體的檢測 右圖是典型的靈敏度特性全部是在標(biāo)準(zhǔn)試驗條件下得出的結(jié)果 縱坐標(biāo)以傳感器電阻比 RsRo 表示 RsRo 的定義如下 Rs ＝不同濃度氣體中的電阻值 Ro ＝ 1000ppm 甲烷中的電阻值 基本測試回路與上面的氫氣傳感器類似 圖 211 24 儀表放大器的選擇 AD623 是一個集成單電源儀表放大器它能在單電源 3V 到 12V 下提供滿電源幅度的輸出 AD623 允許使用單個增益設(shè)置電阻進(jìn)行增益編程以得到更好的用戶靈活性且符合 8 引腳的工業(yè)標(biāo) 準(zhǔn)引腳配置 [13] 在無外接電阻條件下 AD623 被設(shè)置為單位增益 G 1 在接入外接電阻后 AD623可編程設(shè)置增益其增益最高可達(dá) 1000 倍 AD623 通過提供極好的隨增益增大而增大的交流共模抑制比 AC CMRR 而保持最小的誤差線路噪聲及諧波將由于共模抑制比 CMRR 在高達(dá) 200Hz 時仍保持恒定而受到抑制 AD623 具有較寬的共模輸入范圍它可以放大具有低于地電平 150mV共模電壓的信號雖然 AD623 是按照工作于單電源方式進(jìn)行 的優(yōu)化設(shè)計但當(dāng)它工作于雙電源177。 25V 至177。 60V 時仍然能提供優(yōu)良的性能低功耗 3V時 15mW寬電 源電壓范圍滿電源幅度輸出使 AD623成為電池供電應(yīng)用的理想選擇在低電源電壓下工作時滿電源幅度輸出級使動態(tài)范圍達(dá)到最大 AD623 可取代分立的儀表放大器設(shè)計且在最小的空間內(nèi)提供很好的線性度溫度穩(wěn)定性和可靠性 AD623 出現(xiàn)以前儀表放大器的性能都達(dá)不到如此水平 [13] 主要特點 便于使用性能優(yōu)于分立設(shè)計單電源或雙電源工作滿電源幅度輸出輸入電壓范圍擴(kuò)展至低于地 150mV 單電源低功耗最大 575μ A 電源電流 單個外接電阻增益設(shè)置增益范圍 1 無外接電阻到 1000 高精度 DC 性能 01 增益誤差 G 1 035 增益誤差 G 1 25ppm 增益漂移 G 1 200μ V 最大輸入失調(diào)電壓 AD623A 2μ V ℃最大輸入失調(diào)漂移 AD623A 100μ V 最大輸入失調(diào)電壓 AD623B 1μ V ℃最大輸入失調(diào)漂移 AD623B 25nA 最大輸入偏置電流 噪聲 35nV Hz 針對輸入端 RTI 噪聲 1kHzG 1 良好的 AC 特性 最小 90dB 共模抑制比 CMRRG 10 最小 84dB 共模抑制比 CMRRG 5 60Hz1k 非平衡信號源 800kHz 帶寬 G 1 到終值 001 的建立時間 20μ sG 10 引腳排列 極限參數(shù)如下 電源電壓 177。6V 內(nèi)部功率耗散 650mW 差分輸入電壓 177。 6V 輸出短路持續(xù)時間 不確定 儲存溫度范圍 NRRM 65℃至 125℃ 工作溫度范圍 AD623A – 40℃至 85℃ 引腳溫度范圍焊接 10 秒 300℃ 25AD 轉(zhuǎn)換器選擇 本文 AD 轉(zhuǎn)換器選擇了 TLC2543 該芯片是 7LC2543 是德州儀器公司 TI 新型模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC 具有 l2 位的分辨率使用開關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成 AD 轉(zhuǎn)換過程提供的最大采樣率為 66KSPS 供電電流僅需 1mA 典型值 它除具有高速的轉(zhuǎn)換器和通用的控制能力外還具有通用靈活的串行接口 SPI 它被廣泛運(yùn)用于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中 TLC2543 是 l2 位開關(guān)電容逐次逼近型 ADC 每個器件有三個控制輸入端片選 CS 輸入輸出時鐘 IO CLK 及地址數(shù)據(jù)輸入端 DATA INPUT 它還可以通過一個串行的 3態(tài)輸出端