使用反对数转换器线性化二氧化碳传感器

2015-02-11 20:39:14来源: 互联网
尽管大多数二氧化碳传感器采用红外(IR)技术,但电化学传感器因其灵敏度高、测量范围广且价格低廉等优势成为不可小觑的竞争对手之一。一般情况下,电化学传感器通过一个偏置电流极低(<1pA)的缓冲放大器连接到微控制器。这时需要微控制器将传感器的对数响应线性化。该方案的一个较好例子就是SandboxElectronics公司的SEN-000007模块,该模块使用的是汉威电子公司生产的MG-811二氧化碳传感器。参考文献1中给出了电路和代码,但没有说明具体精确度。

本设计实例针对该线性化问题给出了一种纯硬件的解决方案,该解决方案电路简单、成本低廉,并且便于调整、精确度高。输出信号可以直接抵达面板表或微控制器,无需对数或反对数计算等复杂的数据操作。

MG-811传感器可以测量400~10,000 ppm(0.04%~1%)范围内的二氧化碳浓度。图1显示了传感器的传递函数。图中数据点来源于MG-811数据手册,线条和方程式由微软Excel的曲线拟合工具生成。

 

 

图2为所设计的电路,它使用了一个四运算放大器和一对匹配晶体管。IC2A和IC2B形成一个调理电路,为传感器提供高输入电阻,去除来自传感器响应的265mV偏置,并放大产生的信号。其目标是将传感器响应调整为VS=lnC(C为二氧化碳浓度)的形式,使反对数转换器(由IC2C、IC2D和匹配晶体管构建,详见参考文献2)能够实现elnC=C的恒等式,由此得出VOUT与二氧化碳浓度间的线性关系。IC1电压参考为2.5V,因而电路可与其他需要5V而非6V电源的气体传感器共同使用,例如Figaro公司的TGS4161。请注意,传感器会吸收大量电流。

 

 

该电路仅需一个满量程调节器(R11)即可完成校准。精确度为±0.3%(见图3),可良好匹配3.5位面板表,并且大大优于这种传感器的期望精确度。

 

关键字:转换器  二氧化碳  传感器

编辑:探路者 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/dygl/2015/0211/article_25577.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
转换器
二氧化碳
传感器

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved