聲表面波氣體傳感器信號檢測電路的設(shè)計與優(yōu)化.pdf

1、目前，我國的傳感器發(fā)展迅速，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事和民用等各個領(lǐng)域，已經(jīng)滲透到人們的日常生活之中，因此，對新型傳感器的研究已經(jīng)成為當(dāng)今傳感器研究的主要方向。聲表面波氣體傳感器具有成本低、體積小、精度高、分辨率高、易于集成化等優(yōu)點，可應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測，化學(xué)監(jiān)控等方面，已經(jīng)成為現(xiàn)在傳感器研究的熱點之一。
　　 在聲表面氣體傳感器的應(yīng)用中，敏感薄膜在吸附氣體的過程中，待測氣體使聲表面波傳輸路徑中介質(zhì)的動力學(xué)特性發(fā)生改變，進(jìn)而改變聲表面波器件

2、的諧振頻率。與之配套的信號檢測電路檢測到這個頻率改變量，從而得到待測氣體的相關(guān)特性，而檢測電路的性能直接影響著傳感器系統(tǒng)的檢測精度和準(zhǔn)確度等技術(shù)指標(biāo)。因此，檢測電路的設(shè)計在聲表面波氣體傳感器中是一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。本論文的主要內(nèi)容是設(shè)計用于聲表面波氣體傳感器的信號檢測電路，并對電路的相關(guān)性能進(jìn)行測試。
　　 針對雙端諧振型聲表面波器件，設(shè)計基于頻率檢測手段的檢測電路。首先，我們設(shè)計基于諧振器的振蕩電路，讓振蕩電路產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩，

3、輸出與諧振器頻率相關(guān)的頻率信號。然后設(shè)計混頻電路，將涂有敏感薄膜的諧振器所在的振蕩電路的輸出信號與未涂敏感薄膜的諧振器所在的參考振蕩電路的輸出信號經(jīng)過混頻之后，得到其差頻信號。差頻信號經(jīng)過整形電路之后，變成方便用于后期基于單片機(jī)電路進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的信號。最后，將設(shè)計的方案經(jīng)過制作印制電路板、焊接元器件等程序，制作出實際的電路，并根據(jù)實際情況制作用于保護(hù)敏感單元和便于進(jìn)行氣體檢測的封閉氣室。
　　 論文還介紹了檢測電路的性能測試和實

4、際應(yīng)用的測試。在性能測試實驗中，主要測量了檢測電路中振蕩電路和混頻電路的輸出信號，從測試數(shù)據(jù)中分析檢測電路的相關(guān)性能。同時，對檢測電路的穩(wěn)定度進(jìn)行了測試，測試結(jié)果表明，該電路具有良好的性能。對檢測電路的實際應(yīng)用，我們進(jìn)行了氣敏特性測試，用涂有聚甲基-{3-[2-羥基-4，6-二（三氟甲基）]苯基}-丙基硅氧烷(DKAP)敏感薄膜的聲表器件測試對DMMP的氣敏特性，測量檢測電路的輸出信號。測試結(jié)果表明，檢測電路在實際應(yīng)用中能夠表現(xiàn)出良好的