基于虛擬儀器技術(shù)的SO-,2-氣體傳感器流量特性研究.pdf

1、當(dāng)今氣體傳感器技術(shù)發(fā)展日新月異，應(yīng)用日益廣泛,電化學(xué)氣體傳感器作為其中重要的一個(gè)分支，也得到了廣泛的應(yīng)用，但在氣體濃度精確測(cè)量中主要存在兩方面的問(wèn)題：交叉靈敏度問(wèn)題和氣體傳感器的特性漂移問(wèn)題。
　　 這些問(wèn)題長(zhǎng)期以來(lái)一直困擾著人們,尤其在一些需要進(jìn)行長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè)的場(chǎng)合。本文以導(dǎo)師項(xiàng)目的子項(xiàng)目為課題，開(kāi)發(fā)了一套完善的SO2 氣體傳感器流量特性測(cè)試系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)傳感器零點(diǎn)漂移、氣體線性度、溫度漂移和流量變化等性能參數(shù)的測(cè)試研究，可獲得

2、傳感器的最佳工作點(diǎn)，從而減少了由于氣體流量變化造成的傳感器輸出誤差，為由交叉靈敏度和特性漂移引起測(cè)量誤差的修正補(bǔ)償提供依據(jù)。
　　 根據(jù)實(shí)際測(cè)試需求，設(shè)計(jì)了測(cè)試電化學(xué)氣體傳感器系統(tǒng)的總體方案，由增強(qiáng)型51單片機(jī)構(gòu)成的下位機(jī)與基于虛擬儀器技術(shù)的上位機(jī)共同組成測(cè)試系統(tǒng)，利用定電位電解二氧化硫傳感器對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　 作者完成的主要工作包括：
　　 1) 成功研制出了具有數(shù)據(jù)采集和與PC通訊的硬件電路

3、。主要包括下位機(jī)芯片的選擇、下位機(jī)與上位機(jī)通訊端口的選擇與實(shí)現(xiàn)、下位機(jī)模擬端口的配置、數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn)以及與上位機(jī)通訊軟件的設(shè)計(jì)。
　　 2)將虛擬儀器技術(shù)用于測(cè)試系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)儀器界面的設(shè)計(jì)和各功能模塊軟件的編寫(xiě)，并為構(gòu)建具有一定通用性的測(cè)試系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。
　　 具體包括串口通信設(shè)計(jì)、通道參數(shù)配置、零點(diǎn)漂移測(cè)量、線性相關(guān)測(cè)量、溫度漂移測(cè)量、流量變化測(cè)量、結(jié)果數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及報(bào)表生成等功能模塊。
　　 3) 成功

4、完成了信號(hào)處理模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、報(bào)表生成模塊等子模塊的程序設(shè)計(jì)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的正確性和有效性。
　　 通過(guò)對(duì)定電位電解二氧化硫傳感器各種特性參數(shù)的實(shí)際測(cè)量得出：零點(diǎn)漂移為總量程的±2.3[％]；在氣體濃度小于100ppm時(shí)，線性相關(guān)系數(shù)為0.993；當(dāng)傳感器環(huán)境溫度保持在20.00℃±0.02℃時(shí)，最佳工作流量為0.7L/min 左右；從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，此系統(tǒng)可以很好地測(cè)量氣體傳感器各種特性的完整參數(shù)和曲線，為氣體傳感