基于ARM的高阻智能氣敏傳感器的研制.pdf

1、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和生活水平的不斷提高，氣敏傳感器在在食品工業(yè)、環(huán)境檢測(cè)、工農(nóng)業(yè)質(zhì)量控制、醫(yī)療衛(wèi)生等方面得到了廣泛的應(yīng)用。隨著氣體檢測(cè)要求的提高，氣體傳感器及其識(shí)別技術(shù)已成為國(guó)際上的研究熱點(diǎn)。因此，成本低廉、性能良好的氣敏傳感器已經(jīng)成為測(cè)量領(lǐng)域的新方向。 基于以上背景，在了解氣敏傳感器的氣敏機(jī)理及氣敏傳感器的工作原理的前提下，本課題設(shè)計(jì)了一種新型的氣體濃度測(cè)量裝置。該裝置以ARM7 為內(nèi)核的LPC2131 作為微處理器，利用

2、其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)計(jì)算處理能力及控制能力,設(shè)計(jì)出了顯示氣體濃度值的測(cè)試電路。 此外由于因LPC2131 內(nèi)部集成了多種硬件電路接口，有效地降低了成本，減小了裝置體積。 本測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)主要包括硬件和軟件兩大部分。硬件部分由三部分組成：ARM 系統(tǒng)模塊電路設(shè)計(jì)、信號(hào)采集電路、液晶顯示模塊組成。軟件部分的設(shè)計(jì)包括：通道選擇程序設(shè)計(jì)、A/D 轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)、信號(hào)處理程序（算法）、液晶模塊程序設(shè)計(jì)、以及PC 端應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。 本

3、裝置是根據(jù)氣敏元件的阻值隨著外界氣體濃度的變化而變化的基本原理來搭建硬件電路的，但是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，由硬件電路采集到的電信號(hào)與氣體濃度之間并非線性的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此在一些有高精度、高速度要求的場(chǎng)合，不能簡(jiǎn)單地采用常規(guī)的查表法來獲得濃度值，而需要采用一套高效的算法來實(shí)現(xiàn)高精度的轉(zhuǎn)換。本裝置采用的是由孫以材教授提出的歸十法和規(guī)范化多項(xiàng)式擬合相結(jié)合的算法。該算法的運(yùn)算過程很簡(jiǎn)單，但精度很高，很適合本裝置使用。 經(jīng)過實(shí)際的測(cè)量，本裝置可