CN2622700Y - 气体传感器阵列信号调理电路 - Google Patents

Abstract

一种针对气体传感器阵列中气体传感器信号调理的电路，调理电路包括传感器信号程控放大电路和滤波电路。其特征是放大电路采用程控多路开关和运算放大器的组合而成的程控放大，对不同的传感器信号，通过计算机统一控制程控开关，选择不同的通路调节信号放大的倍数；通过在运算放大器输入输出端添加电容防止高频干扰，并在运算放大器的输出端加滤波电路对信号进行滤波，以提高传感器检测精度。

Description

气体传感器阵列信号调理电路

所属技术领域

本实用新型涉及一种气体传感器信号处理电路，特指一种使用多个气体传感器组成的阵列检测气味时的气体传感器阵列信号调理电路。

背景技术

目前，大多数气体检测装置都是采用单个气体传感器，如酒精气味检测气，由于单个传感器通常只能检测某一种气体，这种检测装置的检测范围是有限的。与单个气体传感器相比，气体传感器阵列装置由于检测范围更宽，而且其灵敏度、可靠性以及重复性都有很大的提高，因此，使用气体传感器阵列的检测气体日益受到重视。但是，由于不同的实物挥发的气味浓度不同，且不同的气体传感器对不同的气味所产生的信号不同，而且信号一般都很微弱，在进行A/D转换输入计算机进行处理前都应进行调理(放大与滤波等)。现有气体传感器信号处理电路无法实现根据传感器阵列中不同传感器所产生信号大小不同而同时进行调理的功能。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的就是要提供一种根据气体传感器阵列中不同传感器的信号而进行调理的气体传感器阵列信号调理电路。

本实用新型的技术方案是：

调理电路的特征在于采用由程控多路开关和运算放大器的组合而成的传感器信号程控放大电路。其可对不同的传感器信号，通过计算机根据信号的大小控制程控开关选择不同的通路来调节信号放大倍数。

在运算放大器输入输出端添加电容防止高频干扰，并在运算放大器的输出端加滤波电路对信号进行滤波，以提高传感器检测精度。

本实用新型的优点在于它能针对传感器阵列中不同的气体传感器所检测的信号进行程控放大，选择合适的放大倍数和滤波形式，达到提高气体传感器检测精度的目的。因为当气体传感器检测气味比较浓或传感器对所检测信号比较灵敏时，输出信号相对较大，可以通过程控开关选择一个放大倍数比较小的通路，不至于传感器信号在进行A/D转换时产生溢出的现象。而当传感器检测的信号比较微弱时，可以通过程控开关选择一个放大倍数比较大的通路，不至于由于信号微弱而检测不到信号的现象。使用滤波电路可减少信号的波动。

附图说明

图1气体传感器阵列检测气味的原理框图

图2为本实用新型气体传感器调理电路(一路)的实施例。

具体实施方式

如图1所示，传感器与气味分子产生的信号，首先要经过调理电路进行调理，即放大、滤波等，才能进行A/D转换输入计算机。计算机根据信号的大小调整各传感器信号的放大倍数等。

如图2所示，虚线框中为气体传感器电路，Sn为第n个气体传感器，该传感器输出信号为V_in。U₁为OP-07运算放大器；U₂为IC4051程控多路开关，引角9，10，11分别接计算机发送的通路选择信息，根据DO3、DO2、DO1的不同，IC4051所接通的通路不同。表1给出了各通路与引脚9、10、11上的信号的关系。

                        表1 IC4051程控多路开关

A	0	0	0	0	1	1	1	1
									B	0	0	1	1	0	0	1	1
C	0	1	0	1	0	1	0	1
									被选通引脚	X0	X1	X2	X3	X4	X5	X6	X7

如当x0被选通后，电阻R15(100欧姆)被接入通路，则整个电路的放大倍数为：

${\mathrm{\β}}_1=\frac{100+10000}{10000}=1.01\≈1$          (式1)

此时可以理解为将原有的气体传感器1测得的电压信号放大为原米的一倍后输出到数据采集卡(即原样输出)。同理，可以适当选取各通路的电阻值，使气体传感器信号放大一定的倍数后输出。当然，如果输出到A/D数据采集卡，因为一般数据采集卡的输入信号电压范围可以为0～10V或-5～+5V，因此在考虑整个气体传感器调理电路的放大倍数时应该注意将其限制在一定范围之内，本实用新型采取的各通路电阻及整个气体传感器调理电路放大倍数的关系参见表2。这样，整个调理电路最高输出电压不超过10V。

为了防止来自信号端的高频干扰，可对运算放大器(U₁)输入输出端添加电容C7，并在运算放大器的输出端加由电阻R20和电容C8构成的滤波电路。

对每一个气体传感器电路都使用图2所示调理电路，通路选择由计算机统一控制，可以实现对采用不同放大倍数时采集到的传感器数据进行比较，及时调整，选择最合适的放大倍数。V_out调理后的输出信号。

表2各通路电阻及气体传感器调理电路放大倍数的关系

Claims (3)

1.气体传感器阵列信号调理电路，其特征在于采用由程控多路开关和运算放大器的组合而成的传感器信号程控放大电路。

2.根据权利要求1所述的气体传感器阵列信号调理电路，其特征在于在运算放大器输入输出端间添加电容防止高频干扰。

3.根据权利要求1所述的气体传感器阵列信号调理电路，其特征在于在运算放大器的输出端加滤波电路对信号进行滤波。

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