CN113614522B - 传感器模块 - Google Patents
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Abstract
一种传感器模块,包括:传感器,被配置为感测空气中的气体;负载电阻器,连接到传感器;以及处理器,被配置为基于传感器的内部电阻器和负载电阻器来确定空气中的气体的气体浓度。该处理器被配置为获取传感器的电导率变化量,并基于电导率变化量来调整负载电阻器的负载电阻值。
Description
技术领域
本公开涉及一种传感器模块。
背景技术
气体传感器是一种能够检测空气中含有的特定化学物质,测量该化学物质的浓度,并输出测量结果的装置。在一些示例中,气体传感器可以包括半导体传感器、燃烧传感器和/或电化学传感器。
半导体传感器可以利用气体与陶瓷半导体的表面接触时发生的电导率的变化。下面将参考图1A至1C描述半导体传感器的工作原理的示例。
如图1A至1C所示,半导体传感器可以包括基板2、附接到基板2的一个表面的感测材料3以及附接到基板2的另一个表面的加热器4。电极对5可以形成在基板2上。该电极对5可以设置在基板2和感测材料3之间。
在某些情况下,在电极对5之间流动的电流可以由感测材料3的内阻决定。例如,随着感测材料3的内阻减小,在电极对5之间流动的电流会增大。另一方面,随着感测材料3的内阻增大,在电极5对之间流动的电流会减小。
在一些示例中,参考图1A,当空气洁净时,感测材料3中的电子可以与吸附在感测材料3的表面上的氧气结合。在这种情况下,感测材料3的内阻会增大,从而流过基板2的电流可能较小。
在一些示例中,如图1B所示,当空气中生成气体(例如,一氧化碳(CO))时,吸附在感测材料3的表面上的氧气会与空气中的气体结合,从而引起感测材料3的表面上的还原反应。因此,可以向感测材料3给出电子。如图1C所示,当感测材料3中自由电子的数量增多时,感测材料3的内阻会减小。因此,流过基板2的电流会增大。
在一些情况下,半导体传感器可以通过测量由感测材料3中的氧化/还原反应引起的内阻的变化来测量空气中气体浓度的变化。例如,半导体传感器可以基于在洁净空气中感测到的感测材料3的内阻(R0)与在目标空气中感测到的感测材料3的内阻(RS)的比值(RS/R0)来测量空气中的气体浓度。
这里,R0表示在洁净空气中感测到的感测材料3的内阻,并且RS表示在作为待测量目标的空气中感测到的感测材料3的内阻。
在一些情况下,半导体传感器的灵敏度可能因工艺误差、使用过程中的污染等而有所不同。当灵敏度不同时,即使同一类型的半导体浓度传感器对同一空间中的气体浓度进行计算,也可能计算出不同的气体浓度。
图2是示出根据灵敏度的半导体传感器的气体浓度散布(scattering)的示例的图。具体而言,图2中所示的图是示出了使用具有不同灵敏度的同一型号的多个半导体传感器计算的气体浓度的示例。参考图2,当感测材料3的内阻(R0)与在目标空气中感测到的感测材料3的内阻(RS)的比值(RS/R0)为0.6时,具有不同灵敏度的半导体传感器可以输出不同的气体浓度,例如,8ppm、10ppm、20ppm和30ppm。气体浓度的不同输出值可能使产品的可靠性劣化。
在一些情况下,可以通过减弱半导体传感器根据灵敏度的气体浓度散布来提高产品的可靠性。
发明内容
技术问题
本公开提供了一种传感器模块,该传感器模块具有传感器根据灵敏度的减弱的气体浓度散布。
本公开还提供了一种传感器模块,该传感器模块能够预测传感器的灵敏度并根据传感器的灵敏度调整负载电阻值。
技术方案
根据本申请中描述的主题的一个方面,一种传感器模块包括:传感器,被配置为感测空气中的气体;负载电阻器,连接到传感器;以及处理器,被配置为基于传感器的内部电阻器和负载电阻器来确定空气中的气体的气体浓度。该处理器被配置为获取传感器的电导率变化量,并基于电导率变化量来调整负载电阻器的负载电阻值。
根据该方面的实现方式可以包括以下特征中的一个或多个。例如,处理器可以被配置为基于传感器在第一条件下测得的第一输出值与传感器在第二条件下测得的第二输出值之间的差来确定电导率变化量。在一些示例中,该第一条件可以是传感器设置在第一空间中的状态,该第一空间具有在预设洁净范围内的气体的第一气体浓度,并且该第二条件可以是传感器设置在第二空间中的状态,该第二空间具有在污染范围内的气体的第二气体浓度,该污染范围被设置为包括比预设洁净范围更大的气体的气体浓度。
在一些实现方式中,该处理器可以被配置为基于电导率变化量的增大而减小负载电阻值。
在一些实现方式中,该传感器模块还可以包括非暂时性存储器,其被配置为存储可变电阻信息,该可变电阻信息包括多个负载电阻值以及分别映射到多个负载电阻值的多个电导率变化量。该处理器可以被配置为基于可变电阻信息来确定与电导率变化量对应的多个负载电阻值中的一个。
在一些实现方式中,处理器可以被配置为:基于对应于平均变化量的电导率变化量,将负载电阻值设置为预设的标准电阻值;基于电导率变化量大于平均变化量,将负载电阻值减小为比预设的标准电阻值小一比值的第一值,该比值对应于电导率变化量与平均变化量之间的差;以及基于电导率变化量小于平均变化量,将负载电阻值增大为比预设的标准电阻值大一比值的第二值,该比值对应于电导率变化量与平均变化量之间的差。
在一些实现方式中,该负载电阻器可以包括电阻器元件和接触器,该接触器定义了电阻器元件的长度或电阻器元件的截面积中的至少一个。该处理器可以连接到接触器,并且被配置为根据电导率变化量而使接触器相对于电阻器元件发生移动。
在一些实现方式中,其中,传感器可以包括基板、设置在基板的第一表面上的感测构件、以及设置在基板的与第一表面相对的第二表面上的加热器。该处理器可以被配置为基于感测构件的内阻的变化量来获得电导率变化量。在一些示例中,该处理器可以被配置为,尽管在同一空气条件下感测构件的内阻的测量结果对应于不同值,但是仍通过调整负载电阻器的负载电阻值来确定与测量结果对应的一个气体浓度。
在一些实现方式中,该处理器可以被配置为基于负载电阻值调整后传感器的使用时间超过设定时间,重新获取传感器的电导率变化量,并且然后改变负载电阻值。在一些实现方式中,该传感器可以被配置为向处理器施加分压,该分压对应于内部电阻器的内阻值与内阻值和负载电阻值之和之间的比值。
在一些实现方式中,该传感器可以被配置为输出对应于电导率的多个输出值,并且该处理器可以被配置为基于多个输出值之间的差来确定传感器的电导率变化量。
在一些实现方式中,该处理器可以被配置为:确定电导率变化量与多个电导率变化量中的第一电导率变化量之间的第一差值;确定电导率变化量与多个电导率变化量中的第二电导率变化量之间的第二差值;以及基于第一差值小于第二差值,将多个负载电阻值中与第一电导率变化量对应的第一负载电阻值确定为调整后的负载电阻值。
在一些实现方式中,接触器可以定义电阻器元件中承载电流的第一部分和电阻器元件中不承载电流的第二部分。处理器可以被配置为根据电导率变化量而使接触器相对于电阻器元件发生移动,从而改变电阻器元件的第一部分和第二部分的长度或面积。
在一些实现方式中,内部电阻器和负载电阻器彼此串联电连接,并且加热器包括加热器电阻器,其与内部电阻器和负载电阻器并联电连接
根据另一方面,描述了一种使用传感器模块感测空气中的气体的方法,该传感器模块包括:传感器,被配置为感测空气中的气体;负载电阻器,连接到传感器;以及处理器,连接到传感器和负载电阻器。该方法包括:获取传感器在第一条件下测得的第一输出值;获取传感器在第二条件下测得的第二输出值;基于第一输出值和第二输出值之间的差来确定电导率变化量;以及基于电导率变化量来设置负载电阻器的电阻值。
根据该方面的实现方式可以包括以下特征中的一个或多个。例如,该方法还可以包括:在对负载电阻器的电阻值进行设置的基础上,基于负载电阻器的电阻值和传感器的内部电阻器的电阻值来确定气体的气体浓度。
在一些示例中,对负载电阻器的电阻值进行设置可以包括:基于对应于平均变化量的电导率变化量,将负载电阻器的电阻值设置为预设的标准电阻值;基于电导率变化量大于平均变化量,将负载电阻器的电阻值减小为比预设的标准电阻值小一比值的第一值,该比值对应于电导率变化量与平均变化量之间的差;以及基于电导率变化量小于平均变化量,将负载电阻器的电阻值增大为比预设的标准电阻值大一比值的第二值,该比值对应于电导率变化量与平均变化量之间的差。
在一些实现方式中,对负载电阻器的电阻值进行设置可以包括:基于可变电阻信息来确定负载电阻器的调整后的电阻值,该可变电阻信息存储在连接到处理器的非暂时性存储器中,其中,该可变电阻信息包括多个负载电阻值以及分别映射到多个负载电阻值的多个电导率变化量。
在一些实现方式中,确定气体的气体浓度可以包括:尽管在同一空气条件下传感器的内部电阻器的电阻值的测量结果对应于不同值,但是仍确定一个气体浓度。
在附图和以下描述中阐述了一个或多个实现方式的细节。从描述和附图以及权利要求中,其他特征将是显而易见的。
有益效果
在一些实现方式中,可以改进传感器模块的气体浓度计算散布。因此,可以减少传感器模块在气体浓度计算过程中的误差,并提高传感器模块的可靠性。
在一些实现方式中,尽管不仅在制造传感器的过程中出现灵敏度差异而且在使用传感器的过程中出现灵敏度差异,但是仍可以提高测量的可重复性。
附图说明
图1A至图1C是示出半导体传感器的工作原理的示例的视图。
图2是示出根据灵敏度的半导体传感器的气体浓度散布的示例的图。
图3是示出传感器模块的示例的视图。
图4是示出设置到图3中所示的传感器模块的电阻器的连接关系的示例的电路图。
图5是示例传感器模块的控制框图的示例。
图6是示出传感器模块的操作方法的示例的流程图。
图7A和图7B是示出传感器模块的散布的变化的示例的视图。
具体实现方式
在下文中,将参照附图详细描述一个或多个示例实现方式。
图3是示出传感器模块的示例的视图,图4是示出设置到图3中所示的传感器模块的电阻器的连接关系的示例的电路图。
在一些实现方式中,传感器模块100可以包括传感器110、负载电阻器160和处理器170。
处理器170可以基于传感器110的内部电阻器和负载电阻器160来计算空气中的气体浓度。例如,处理器170可以基于传感器110的内部电阻器的电阻和负载电阻器160的电阻的比值来确定对应于空气中包括的气体的浓度的值。
传感器110可以感测空气中的气体并且可以是半导体气体传感器。例如,传感器110可以检测空气中包括的一种或多种特定气体。在一些实现方式中,传感器110可以包括基板2、感测构件或感测材料3、以及加热器4(参见图1)。例如,感测材料3可以设置在基板2的第一表面(例如,上表面)上,而加热器4可以设置在基板2的第二表面(例如,下表面)上。传感器110的工作原理可以与参考图1描述的相同或相似。
在一些示例中,传感器110可以包括气体检测器,该气体检测器由半导体、金属氧化物(例如,硅、二氧化锡、氧化锌等)制成,并且被配置为基于发生在半导体与气体之间的接触区处的化学反应来检测气体(例如,氧气、氢气、水蒸汽、酒精蒸汽和有害气体(诸如一氧化碳)的存在。
在一些实现方式中,负载电阻器160可以连接到传感器110。在一些示例中,负载电阻器160可以并联连接到加热器电阻器RH。加热器电阻器RH可以指加热器4的电阻器。
传感器110和负载电阻器160可以对应于传感器模块100的气体感测部分。气体感测部分可以向处理器170施加由传感器110的电阻器RS和负载电阻器RL获得的分压VRL,其中,分压VRL可以根据空气的污染程度而变化。处理器170可以基于施加的电压VRL计算空气中的气体浓度。例如,处理器170可以通过以下运算来计算气体浓度:将电路电压VC与传感器110的电阻器RS的电阻值的乘积除以传感器110的电阻器RS的电阻值与负载电阻器RL的电阻之和。
传感器110的电阻器RS可以指感测材料3的内部电阻器。具体地,传感器110的电阻器RS可以是传感器110在要由传感器模块100计算的目标空气上感测到的感测材料3的内部电阻器。
可以通过将施加到传感器110的电路电压VC除以在基板2的电极5之间流动的电流来计算传感器110的电阻器RS的电阻值。
负载电阻器160可以是可变电阻器。负载电阻器160的电阻值可以通过传输到处理器170的信号而改变。
在一些实现方式中,处理器170可以基于传感器110的电导率变化量来调整负载电阻器160的负载电阻值。
接下来,参照图5至图6,将描述通过处理器170调整负载电阻器160的负载电阻值的方法。
图5是根据本公开实现方式的传感器模块的控制框图,图6是示出根据本公开实现方式的传感器模块的操作方法的流程图。
传感器模块100可以包括传感器110、负载电阻器160、处理器170或存储器150中的至少一些或全部。在一些实现方式中,存储器150可以是可操作地连接到处理器170的非暂时性存储器。
尽管图5中仅示出了用于解释根据本公开的传感器模块的操作方法所需的配置的一部分,但这仅仅是示例。除了图5中所示的配置之外,传感器模块100还可以包括其他配置。
负载电阻器160可以是可变电阻器。可变电阻器的配置和操作方法可以多种多样。由于图5中所示的可变电阻器仅为示例,因此根据本公开实现方式的负载电阻器160不限于图5中所示的可变电阻器。
处理器170可以获取由传感器110在第一条件下测得的第一输出值σ0(S11)。
第一条件可以是传感器110设置在被形成为使得内部空气的气体浓度落入预设的洁净范围内的空间中的状态。因此,第一输出值σ0可以是由传感器110在其气体浓度落入预设的洁净范围内的空气中输出的感测值。即,第一输出值σ0可以是传感器110在洁净空气中的输出值。
处理器170可以获取由传感器110在第二条件下测得的第二输出值σS(S13)。
第二条件可以是传感器110设置在被形成为使得内部空气的气体浓度落入预设的污染范围内的空间中的状态。因此,第二输出值σS可以是由传感器110在其气体浓度落入预设的污染范围内的空气中输出的感测值。即,第二输出值σS可以是传感器110在污染空气中的输出值。
污染范围可以高于洁净范围。例如,洁净范围可包括气体浓度等于或小于第一参考值(1ppm)的范围,而污染范围可包括气体浓度等于或大于第二参考值(500ppm)的范围,但这只是示例。本公开不限于此。第一参考值和第二参考值可以根据传感器110要测量的气体而变化。
处理器170可以基于第一输出值σ0和第二输出值σS之间的差来计算电导率变化量(S15)。
处理器170可以基于传感器110在第一条件下测得的第一输出值σ0与传感器110在第二条件下测得的第二输出值σS之间的差来计算电导率变化量。
第一输出值σ0与第二输出值σS之间的差可对应于传感器110的电导率变化量。也就是说,处理器170可通过传感器110的感测材料的内阻变化量来获取电导率变化量。
处理器170可以基于电导率变化量来设置负载电阻器RL的负载电阻值(S17)。
具体地,随着电导率变化量的增大,处理器170可以将负载电阻器RL的电阻值调整为更小。在电导率变化量较大时,处理器170可以识别出传感器110的灵敏度较高。在这种情况下,负载电阻器RL的电阻值可以被调整为较小。在电导率变化量较小时,处理器170可以识别出传感器110的灵敏度较低。在这种情况下,负载电阻器RL的电阻值可以被调整为较大。
以此方式,可以调整传感器110在电阻器RS处的电导率σ。
传感器110在电阻器RS处的电导率σ可以通过下面的等式1计算。
<等式1>
在负载电阻器RL的电阻值可变的传感器模块100的情况下,电导率σ可以通过以下等式2计算。
<等式2>
RL*表示改变后的负载电阻值,σ*表示根据负载电阻器RL的电阻值的变化而改变后的电导率。
因此,当负载电阻器RL的电阻值被调整为较小时,电导率σ也降低。即,电导率σ的大小可以与负载电阻器160的负载电阻器RL的电阻值成比例地减小。
在一些实现方式中,当负载电阻器RL的电阻值被调整为较大时,电导率σ也增大。即,电导率σ的大小可以与负载电阻器160的负载电阻器RL的电阻值成比例地增大。
在一些示例中,通过调整负载电阻器160的负载电阻器RL的电阻值,可以使传感器110的电导率σ收敛到预定范围。因此,存在传感器110的气体浓度散布减弱的效果。
在一些实现方式中,存储器150可以存储可变电阻信息,其中映射了每个电导率变化量的负载电阻值,并且处理器170可以基于可变电阻信息来获取与电导率变化量相对应的负载电阻值。
例如,可变电阻信息可以包括其中映射了为100的电导率变化量和为13.5k的负载电阻值的数据、其中映射了为90的电导率变化量和为15k的负载电阻值的数据、以及其中映射了为80的电导率变化量和为16.5k的负载电阻值的数据。处理器170可以通过从可变电阻信息中提取与电导率变化量对应的负载电阻值来获取负载电阻值。
在一些示例中,处理器170可以确定可变电阻信息中存储的多个负载电阻值中与电导率变化量相对应的一个负载电阻值。例如,当与可变电阻信息中存储的第二负载电阻值相比,电导率变化量更接近第一负载电阻值时,处理器170可以将第一负载电阻值确定为负载电阻器160的负载电阻值。在一些示例中,处理器170可以将基于参考变化量(例如,平均变化量)与对应于第一负载电阻值的第一电导率变化量之间的比值而调整后的值确定为负载电阻器160的负载电阻值。
在一些实现方式中,当电导率变化量对应于平均变化量时,处理器170可以将负载电阻值调整为预设的标准电阻值。当电导率变化量大于平均变化量时,处理器170可以将负载电阻值调整为比标准电阻值小一比值,该比值对应于电导率变化量与平均变化量之间的差。当电导率变化量小于平均变化量时,处理器170可以将负载电阻值调整为比标准电阻值大一比值,该比值对应于平均变化量与电导率变化量之间的差。
例如,平均变化可能是90,标准电阻值可能是15k。当电导率变化量为100时,处理器170可将负载电阻值设置为13.5k,其比15k小10%。当电导率变化量为80时,处理器170可将负载电阻值设置为16.5k,其比15k大10%。
上述示例中的数值仅是说明性的以使得描述方便,并不限于此。
处理器170可以基于负载电阻值来调整负载电阻器160,该负载电阻值是基于电导率变化量而获得的。
负载电阻器160可以包括电阻器元件161和接触器163,该接触器163确定电阻器元件161的长度或截面积中的至少一个。例如,接触器163可以被配置为连接电阻器元件161的各种接触位置,并且改变电阻器元件161的传导电流的长度或截面积。即,接触器163可以定义电阻器元件161中承载电流的第一面积和电阻器元件161中不承载电流的第二面积。接触位置可以沿着电阻器元件161连续排列,或者沿着电阻器元件161间断排列。在一些情况下,接触器163可以是被配置为在电阻器元件161的第一端和第二端之间移动的滑块。在一些情况下,电阻器元件161可以由金属材料、半导体材料、绝缘体材料、或它们的任何组合来制成。
处理器170可以连接到接触器163并且可以根据电导率变化量移动接触器163。在一些实现方式中,处理器170可以控制接触器163,使得负载电阻器160的电阻值RL对应于根据电导率变化量获得的负载电阻值。
如上所述,当传感器110的感测材料的内部电阻器不同时,处理器170可以调整负载电阻器160的负载电阻值,使得在相同的空气条件下计算出的气体浓度相对相等,从而减弱传感器110的气体浓度散布。
在一些实现方式中,当负载电阻值调整后传感器110的使用时间超过设定时间时,处理器170可以重新获取传感器110的电导率变化量,并且然后改变负载电阻值RL。
即,当使用传感器110持续设定时间或更长时间时,电导率σ可能因空气中的污染等而改变。因此,当传感器110的使用时间超过设定时间时,处理器170可以重新获取传感器110的电导率变化量,并根据重新获得的电导率变化量来重新调整负载电阻值RL。
图7A和图7B是示出传感器模块的散布变化的示例的图。
具体地,图7A是示出根据四个传感器模块的电导率变化量(σS-σ0)的气体浓度的图,这四个传感器模块具有不同灵敏度的传感器110。图7B是示出了在图7A中的四个传感器模块根据图6的流程图对负载电阻值RL进行调整之后根据电导率变化量(σS-σ0)的气体浓度的图。
如图7A和图7B所示,当负载电阻值RL被调整时,可以改善传感器模块的气体浓度散布。例如,当同一型号的传感器模块在相同条件下感测空气中的气体时,可以减小输出值之间的差距。在一些实现方式中,由于传感器模块100包括其负载电阻值RL可变的负载电阻器160,并且传感器模块100根据电导率变化量(σS-σ0)调整负载电阻值RL,因此可以改善产品的可靠性。
在本公开的情况下,可以使用负载电阻器160以硬件而不是软件来控制传感器110的散布,从而没有必要单独调整传感器模块100的一个或多个软件组件。
在一些实现方式中,即使传感器110的物理特性在传感器模块100发货后的使用过程中可能发生变化并且传感器110的灵敏度可能发生变化,也存在可以通过调整负载电阻器160的负载电阻值RL来改善传感器110的散布的优点。
以上描述仅是对本公开的技术思想的说明,在不脱离本公开的本质特征的情况下,本领域技术人员可以对其进行各种修改和变化。
因此,本公开的实现方式并非旨在限制本公开的技术精神,而是用于说明本公开的技术思想,并且本公开的技术精神不受这些实现方式的限制。
本公开的保护范围应通过所附权利要求进行解释,因此在等同范围内的所有技术思想均应理解为落入本公开的保护范围内。
Claims (19)
1.一种传感器模块,包括:
传感器,被配置为感测空气中的气体;
负载电阻器,连接到所述传感器;
非暂时性存储器,所述非暂时性存储器被配置为存储可变电阻信息,所述可变电阻信息包括多个负载电阻值以及分别映射到所述多个负载电阻值的多个电导率变化量;以及
处理器,被配置为基于所述传感器的内部电阻器和所述负载电阻器来确定空气中的气体的气体浓度,
其中,所述处理器被配置为:
获取所述传感器的电导率变化量,
基于所述可变电阻信息来确定所述多个负载电阻值中与所述传感器的电导率变化量对应的一个负载电阻值,并且
基于所述多个负载电阻值中的所述一个负载电阻值来调整所述负载电阻器的负载电阻值。
2.根据权利要求1所述的传感器模块,其中,所述处理器被配置为基于所述传感器在第一条件下测得的第一输出值与所述传感器在第二条件下测得的第二输出值之间的差来确定所述电导率变化量。
3.根据权利要求2所述的传感器模块,其中,所述第一条件是所述传感器设置在第一空间中的状态,所述第一空间具有在预设的洁净范围内的气体的第一气体浓度,并且其中,所述第二条件是所述传感器设置在第二空间中的状态,所述第二空间具有在污染范围内的气体的第二气体浓度,所述污染范围被设置为包括比所述预设的洁净范围更大的气体的气体浓度。
4.根据权利要求1所述的传感器模块,其中,所述处理器被配置为基于所述电导率变化量的增大而减小所述负载电阻值。
5.根据权利要求1所述的传感器模块,其中,所述处理器被配置为:
基于所述电导率变化量对应于平均变化量,将所述负载电阻值设置为预设的标准电阻值;
基于所述电导率变化量大于所述平均变化量,将所述负载电阻值减小为比所述预设的标准电阻值小一比值的第一值,所述比值对应于所述电导率变化量与所述平均变化量之间的差;以及
基于所述电导率变化量小于所述平均变化量,将所述负载电阻值增大为比所述预设的标准电阻值大所述比值的第二值,所述比值对应于所述电导率变化量与所述平均变化量之间的差。
6.根据权利要求1所述的传感器模块,其中,所述负载电阻器包括:
电阻器元件;以及
接触器,所述接触器定义所述电阻器元件的长度或所述电阻器元件的截面积中的至少一个,并且
其中,所述处理器连接到所述接触器,并且被配置为根据所述电导率变化量而使所述接触器相对于所述电阻器元件移动。
7.根据权利要求1所述的传感器模块,其中,所述传感器包括:
基板;
感测构件,设置在所述基板的第一表面上;以及
加热器,设置在所述基板的第二表面上,所述第二表面与所述第一表面相对,并且
其中,所述处理器被配置为基于所述感测构件的内阻的变化量来获取所述电导率变化量。
8.根据权利要求7所述的传感器模块,其中,所述处理器被配置为:
尽管在相同的空气条件下所述感测构件的内阻的测量结果对应于不同值,但是仍通过调整所述负载电阻器的负载电阻值来确定与测量结果对应的一个气体浓度。
9.根据权利要求1所述的传感器模块,其中,所述处理器被配置为基于所述负载电阻值被调整后所述传感器的使用时间超过设定时间,重新获取所述传感器的电导率变化量并然后改变所述负载电阻值。
10.根据权利要求1所述的传感器模块,其中,所述传感器被配置为向所述处理器施加分压,所述分压对应于所述内部电阻器的内阻值与所述内阻值和所述负载电阻值之和之间的比值。
11.根据权利要求1所述的传感器模块,其中,所述传感器被配置为输出对应于电导率的多个输出值,并且
其中,所述处理器被配置为基于所述多个输出值之间的差来确定所述传感器的电导率变化量。
12.根据权利要求1所述的传感器模块,其中,所述处理器被配置为:
确定所述电导率变化量与所述多个电导率变化量中的第一电导率变化量之间的第一差值;
确定所述电导率变化量与所述多个电导率变化量中的第二电导率变化量之间的第二差值;以及
基于所述第一差值小于所述第二差值,将所述多个负载电阻值中与所述第一电导率变化量对应的第一负载电阻值确定为调整后的负载电阻值。
13.根据权利要求6所述的传感器模块,其中,所述接触器定义所述电阻器元件中承载电流的第一部分和所述电阻器元件中不承载电流的第二部分,并且
其中,所述处理器被配置为根据所述电导率变化量而使所述接触器相对于所述电阻器元件移动,从而改变所述电阻器元件的第一部分和第二部分的长度或面积。
14.根据权利要求7所述的传感器模块,其中,所述内部电阻器和所述负载电阻器彼此串联电连接,并且
其中,所述加热器包括加热器电阻器,所述加热器电阻器与所述内部电阻器和所述负载电阻器并联电连接。
15.一种使用传感器模块感测空气中的气体的方法,所述传感器模块包括:传感器,被配置为感测空气中的气体;负载电阻器,连接到所述传感器;以及处理器,连接到所述传感器和所述负载电阻器,所述方法包括:
获取所述传感器在第一条件下测得的第一输出值;
获取所述传感器在第二条件下测得的第二输出值;
基于所述第一输出值和所述第二输出值之间的差来确定电导率变化量;以及
基于所述电导率变化量来设置所述负载电阻器的电阻值,
其中,设置所述负载电阻器的电阻值包括:
基于存储在非暂时性存储器中的可变电阻信息来确定所述负载电阻器的调整后的电阻值,所述可变电阻信息包括多个负载电阻值以及分别映射到所述多个负载电阻值的多个电导率变化量,所述非暂时性存储器连接到所述处理器。
16.根据权利要求15所述的方法,还包括:
在对所述负载电阻器的电阻值进行设置的基础上,基于所述负载电阻器的电阻值和所述传感器的内部电阻器的电阻值来确定气体的气体浓度。
17.根据权利要求15所述的方法,其中,对所述负载电阻器的电阻值进行设置包括:
基于所述电导率变化量对应于平均变化量,将所述负载电阻器的电阻值设置为预设的标准电阻值;
基于所述电导率变化量大于所述平均变化量,将所述负载电阻器的电阻值减小为比所述预设的标准电阻值小一比值的第一值,所述比值对应于所述电导率变化量与所述平均变化量之间的差;以及
基于所述电导率变化量小于所述平均变化量,将所述负载电阻器的电阻值增大为比所述预设的标准电阻值大所述比值的第二值,所述比值对应于所述电导率变化量与所述平均变化量之间的差。
18.根据权利要求15所述的方法,其中,对所述负载电阻器的电阻值进行设置包括:
基于可变电阻信息来确定所述负载电阻器的调整后的电阻值,所述可变电阻信息存储在连接到所述处理器的非暂时性存储器中,所述可变电阻信息包括多个负载电阻值以及分别映射到所述多个负载电阻值的多个电导率变化量。
19.根据权利要求16所述的方法,其中,确定气体的气体浓度包括:
尽管在相同的空气条件下所述传感器的内部电阻器的电阻值的测量结果对应于不同值,但是仍确定一个气体浓度。
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