氣敏傳感器電路圖（三）

有害氣體（一氧化碳、氨、硫化氫等），即使在周圍空氣中它們的含量非常低，也對(duì)人體有害。如果它們?cè)诠ぷ鲌?chǎng)所出現(xiàn)，將是非常危險(xiǎn)的。這就需要應(yīng)用有效的器件監(jiān)測(cè)這類氣體的存在，防止它們?cè)诳諝庵械暮砍^一定的濃度。Figaro公司生產(chǎn)的傳感器TGS203用于測(cè)量混合氣體中的CO含量。它對(duì)混合氣體中的氫氣和酒精蒸汽的靈敏度最低。隨著周圍空氣中CO含量的增加，敏感元件的電阻下降。相對(duì)于敏感元件最大靈敏度的最佳工作溫度在100℃左右。

這類傳感器的主要缺點(diǎn)是，濕度對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響，而且在常溫時(shí)，它的響應(yīng)時(shí)間相對(duì)而言長(zhǎng)了些。這些不足可以應(yīng)用加熱敏感元件的方法達(dá)到部分的補(bǔ)償，加熱采用間歇的規(guī)范進(jìn)行。加熱時(shí)，將敏感元件表面上的水蒸汽和其他次要?dú)怏w清除掉，而測(cè)量在較低溫度時(shí)進(jìn)行。設(shè)計(jì)了一個(gè)活性碳的過濾器，為傳感器提供必要的保護(hù)，使它免受氧化氮的影響。

傳感器的間歇加熱規(guī)范，以及要求的工作溫度的形成均由專用集成電路（FIC5401）提供，它是一個(gè)4位的微處理器，含有定時(shí)器和對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理的模擬電路示于圖，從直流電源取得傳感器加熱電流。每了保證傳感器工作在設(shè)定的模式中，電路中只使用了二個(gè)外接元件：一是熱敏電阻，在電路中，其功能相當(dāng)于溫度補(bǔ)償用的熱轉(zhuǎn)換器；另一是可變電阻（RLV），它被用來調(diào)整電路工作所要求的電平。

氣敏傳感器電路圖（四）

圖1是采用熱電阻的熱傳導(dǎo)式氣敏傳感器的應(yīng)用電路。熱傳導(dǎo)式氣敏傳感器有的采用由熱敏電阻和熱電阻構(gòu)成的方式。這里介紹的是采用由鉑熱電阻絲構(gòu)成的方式，它用于測(cè)量氫氣的濃度，分為0附一20%和0%一100%兩個(gè)量程。該種傳感器的原理是，高溫（200一800℃）時(shí)，將氣體弓入熱敏傳感器，傳感器的溫度隨氣體熱傳導(dǎo)率之差的變化，作為鉑熱電阻絲等阻值變化被檢測(cè)出來。電路中，RA和RB為鉑熱電阻絲，分別作為檢測(cè)元件和溫度補(bǔ)償元件。檢測(cè)元件按照溫度變化進(jìn)行工作，因此，橋路的電壓要求具有很高的穩(wěn)定性。氫氣與空氣相比，其熱傳導(dǎo)率較大，容易測(cè)量，因此，橋路的電壓穩(wěn)定性為0.1%左右即可。電壓基準(zhǔn)元件使用ICL-8069;A1一A3使用μPC451;電流放大器VTl采用2SD235，供給橋路80mA的電流;RP1用于調(diào)整電壓。若用螺釘將晶體管VTl固定在機(jī)殼上，可不用散熱器。

圖1 采用熱電阻的熱傳導(dǎo)式氣敏傳感器的應(yīng)用電路圖

RP2用于調(diào)節(jié)橋路的平衡，空氣中不含有氫氣時(shí)，調(diào)節(jié)RP2，便橋路輸出為零。由于橋路輸出含有共模信號(hào)，因此，也使用差傘輸入方式。S1力量程切換聯(lián)動(dòng)開關(guān)，接1時(shí)，為100%;接2時(shí)，為20%;接3時(shí)，接電池;接4吐斷開;A3用干測(cè)量范圍調(diào)整;RP3用于范圍校正。