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工業(yè)連接

關于SB傳感器設計在報警器電路上的應用

2025China.cn   2009年12月13日
  1.電熱驅(qū)動 
    
  電熱電壓的驅(qū)動方法可以選折DC驅(qū)動或是DD驅(qū)動(脈沖驅(qū)動)。
    
     DC驅(qū)動所推薦的回路,是用運算放大器制作相當于電熱電壓的基準電壓,將安定化的運算放大器輸出外加到電熱上。而用電熱和電阻組合的電熱電壓的電阻分壓方式,由于部品的公差會產(chǎn)生電壓的偏差較大,不可以使用。 
    
     DD驅(qū)動(脈沖驅(qū)動)所推薦的回路,是從微電腦上控制功率晶體管(東芝2SA1314)將電壓外加到電熱上。波形計算如右圖的或參照「DD驅(qū)動條件」(見其他資料)。(圖)
    
     脈沖電壓的外加時間(Ton)或周期可以配合電力自由設定,但是外加時間(Ton)、外加電壓須在右圖的斜線范圍內(nèi)。
    
     瞬間電流會達到1A左右,因此為了對策無線干擾,在使用電容器等時須注意。 
    
  2.信號的讀取
    
     SB傳感器,由于傳感器材料是覆蓋在電熱絲上形成的,因此傳感器信號上會加上電熱電壓。根據(jù)經(jīng)驗約有1/2VH(VH指電熱電壓)會加在傳感器信號電壓上。
    
     對于傳感器信號外加的檢出電壓DC5V,電熱DC驅(qū)動的場合,只有0.9V的一半0.45V加在傳感器的信號上,并且由于是連續(xù)的電熱電壓可以忽視加在傳感器信號上的量。
    
     但是,電熱電壓用DD驅(qū)動(脈沖驅(qū)動)控制的場合,由于一般情況下是外加DC5V的脈沖電壓,這樣一半的2.5V的電熱電壓將間歇性地加在傳感器信號上,并且傳感器信號和電熱的外加脈沖同步將相互干擾。
    
     因此在電熱電壓用DD驅(qū)動(脈沖驅(qū)動)控制的場合,應注意傳感器信號須在不外加電熱電壓時讀取,或是用電容器等將傳感器信號進行濾波。
    
     3.溫度補償方法例
    
     半導體式氣體傳感器會受到絕對濕度的影響。
 如果濕度上升的話,電阻值會下降,就是對于絕對濕度呈向右下降的變化,因此用絕對濕度進行補償?shù)脑?,是最理想的。但是由于現(xiàn)實沒有適當?shù)膫鞲衅骱统杀旧系膯栴},一般的還是采用熱敏電阻進行溫度補償。
    
     由于最近的報警器采用微電腦控制,因此經(jīng)常使用將熱敏電阻信號寫入芯片的方法。我們將氣體傳感器和熱敏電阻的信號分別輸入微電腦,而且將預先記憶入ROM的溫度補償?shù)慕剖交驍?shù)據(jù)表作為溫度補償?shù)臄?shù)據(jù)。
     
     這樣從輸入到微電腦的熱敏電阻信號,取出溫度補償?shù)臄?shù)據(jù)從而就能對氣體傳感器信號值進行補償計算。
    
     這種溫濕度補償方法,根據(jù)溫度變化即使氣體傳感器的阻值變化不是呈直線性的變化,也還是能夠比較高精度的進行補償。
    
     1.設計順序例
    
     1.調(diào)查氣體傳感器的溫濕度特性。
    
     2. 半導體式氣體傳感器由于是電阻變化,從溫濕度特性數(shù)據(jù)計算出阻值比,從這個阻值比算出近似的曲線。
    
     3.將此近似式或是從近似式作成溫度補償表放入微電腦的ROM中。
    
     4.用實際的報警器來確認補償性能,如果有偏差的話,變更近似的曲線。
    
     2.溫度補償及警報判定方法例
    
     1.從熱敏電阻信號(VtI)求得微電腦的ROM的補正數(shù)據(jù)(K)。
    
     2.將氣體傳感器信號(VsI)變換成氣體傳感器阻值(Rsi)。
    
     3.將氣體傳感器阻值(Rsi)變換成20℃時的傳感器阻值比(Rsc)。(變換成和調(diào)整時的周圍溫度20℃的阻值比)
    
     4.將傳感器阻值比(Rsc)變換成溫度補正傳感器信號(Vsc)。
    
     5.將溫度補正傳感器信號(Vsc)和報警水平(VR1、VR2)比較進行警報判斷。
     
     Vsi:氣體傳感器電壓的AD值
    
     Vti:熱敏電阻電壓的AD值
     
     Rsi:氣體傳感器阻值 Rsi=255*Vsi/(255-Vsi)
    
     K:溫度補正系數(shù)(RL=255) 將熱敏電阻電壓的AD值(0~255)加算在數(shù)據(jù)表的最前面的地址,將所得的地址數(shù)據(jù)作為此溫度的溫度補正系數(shù)。
    
     Rsc:溫度補正阻值 Rsc=16*K*Vsi/(255-Vsi);K=16沒有補正、作為20℃的補正系數(shù)。
    
     Vsc:溫度補正傳感器信號(RL=255) 
    
     Vsc=255-(65535/(255+Rsc))
     
     VR1:第一段的報警水平(調(diào)整值)
    
     VR2:第二段的報警水平
    
     3.第二段報警點的軟件
    
     1)VR1以A/D輸入
    
      VR1;調(diào)整點(第一段報警點)
    
     2)RVR1=VR1×(255-VR1)
    
     RVR1;調(diào)整點的傳感器阻值
    
     3)RVR2=RVR1×0.43RVR2;第二段報警點的傳感器阻值
     (0.43從傳感器氣體濃度特性中算出)
    
     4)VR2=(255×RVR2)/(255+RVR2) 
     VR2; 調(diào)整點(第二段報警點)
    
     5)比較Vsc和VR1、如果Vsc低于VR1的話,第一段報警
    
     6)比較Vsc和VR2、如果Vsc低于VR2的話,第二段報警
    
     4. 磁滯的推薦值 Vs值
    
     一般的是在停止報警的方向設置磁滯。以下就SB-95的磁滯為例說明一下。
     
     CO側(cè) 0.3v (以調(diào)整濃度的20%為目標)
    
     CH4側(cè) 0.1v (以調(diào)整濃度的20%為目標)
    
     4.回路部品
    
     須使用不含硅物質(zhì)的回路部品。
    
     并且,電源變壓器所使用的p-二甲苯等的芳香族系的物質(zhì)比較容易吸附于傳感器的活性炭上,因此推薦使用模制品的電源變壓器。如果不能使用模制品的話,必須進行脫氣作業(yè)。

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