CN206804570U - 32路半导体气敏传感器老化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种32路半导体气敏传感器老化装置，属于半导体气敏传感器的老化装置技术领域，主要用于实时监控传感器老化电流，以便估测传感器老化温度。传统的传感器老化装置缺少对老化电流的调节以及直接显示，本实用新型在传统老化电路中加入电位计实现老化电流的改变，并加入模数转换芯片、单片机以及液晶显示屏以显示老化电流。模数转化芯片在传感器老化电路采集电压值之后，以IIC协议与单片机进行通信，经单片机将电压值计算得到电流值之后，将相应的电流值以IIC协议通信传输到液晶显示屏显示。
Description
技术领域
本实用新型属于半导体气敏传感器的老化装置技术领域，具体涉及一种32路半导体气敏传感器的老化装置。
背景技术
半导体气敏传感器寿命长，长期再现性较好，但使用初期再现性较差。半导体气敏传感器在经过冷置存放后，在开始通电的瞬间传感器的内阻会急剧下降，后逐渐变大至稳定，因此半导体气敏传感器在正式使用之前一般要经过加热老化处理，使其性能稳定。而一般老化装置没有实现老化电流的直观显示和可调功能，只有简单的老化电路部分，在需要了解老化电流时，须使用万用表测量传感器加热电阻两端电压，再根据估算的加热电阻阻值，推算出老化电流，且无法调节老化电流。此种老化装置在实际使用过程中操作十分繁琐，且推算出的老化电流值不精确，不能更好的达到传感器老化效果。因此，急需一种能够直观显示精确老化电流的传感器老化装置。
实用新型内容
为了解决现有技术中老化装置在实际使用过程中操作十分繁琐，且推算出的老化电流值不精确，不能更好的达到传感器老化效果且无法调节老化电流的问题，本实用新型通过调节电位计实现老化电流的改变，并通过液晶显示屏显示32路传感器老化电流，实现对传感器老化电流的监控，使传感器老化情况更加直观。此老化装置主要针对六脚管式半导体气敏传感器，传感器加热电阻阻值为40欧左右，老化电流范围约为35-110mA，误差为≤2mA。
本实用新型解决其技术问题所采用的方案如下：
一种32路半导体气敏传感器老化装置，包括电源电路、传感器老化电路、单片机、模数转换芯片及液晶显示屏；模数转化芯片在传感器老化电路采集电压值之后，以IIC协议与单片机进行通信，经单片机将电压值计算得到电流值之后，将相应的电流值以IIC协议通信传输到液晶显示屏显示。
如图1所示，所述电源电路采用直流9V电源供电，所述传感器老化电路采用9V电压供电，并使用以电压转换芯片RT7272为核心的电压调整电路调整电压到5V以实现对单片机、数模转换芯片以及液晶显示屏的供电。由两个开关分别控制5V、9V电源通断并配有指示灯，在不需要监控老化电流时，关闭5V电压以实现节能。
在传感器老化电路中，采样电阻为10欧，串联200欧电位计实现老化电流调节，串联30欧分压电阻以降低电位计功率，共32路。其中一路传感器老化电路的电路结构如图2所示。
数模转换芯片采用8个4路8位数模转换芯片PCF8591。在参考电压为5V的情况下，采样精度为1/51V。采用这种设计，能在降低成本的情况下保证一定的精度。
显示屏采用5寸彩色液晶显示屏HD50-I2C，达到32路老化电流同时显示的标准，使电流监控直接、全面。
单片机采用ATMEL公司的AT89S52单片机，进行数据的存储以及处理，在保证显示速度的同时降低成本。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
本实用新型所述的半导体气敏传感器老化装置改进了传统传感器老化电路，实现了传感器老化电流的可调节性。并且增加了包括单片机、数模转换芯片以及液晶显示屏的老化电流监测部分，在控制成本和节能的同时，实现了老化电流的精确显示，并且使传感器老化操作简单化，易于使用者操作。
附图说明
图1为本实用新型的电源电路的电路结构示意图；
图2为本实用新型的传感器老化电路的电路结构示意图；
图3为本实用新型的系统流程图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
一种32路半导体气敏传感器老化装置，包括电源电路、传感器老化电路、单片机、模数转换芯片及液晶显示屏；模数转化芯片在传感器老化电路采集电压值之后，以IIC协议与单片机进行通信，经单片机将电压值计算得到电流值之后，将相应的电流值以IIC协议通信传输到液晶显示屏显示。
如图1所示，所述电源电路采用直流9V电源供电，所述传感器老化电路采用9V电压供电，并使用以电压转换芯片RT7272为核心的电压调整电路调整电压到5V以实现对单片机、数模转换芯片以及液晶显示屏的供电。由两个开关分别控制5V、9V电源通断并配有指示灯，在不需要监控老化电流时，关闭5V电压以实现节能。
在传感器老化电路中，采样电阻为10欧，串联200欧电位计实现老化电流调节，串联30欧分压电阻以降低电位计功率，共32路。其中一路传感器老化电路的电路结构如图2所示。
数模转换芯片采用8个4路8位数模转换芯片PCF8591。在参考电压为5V的情况下，采样精度为1/51V。采用这种设计，能在降低成本的情况下保证一定的精度。
显示屏采用5寸彩色液晶显示屏HD50-I2C，达到32路老化电流同时显示的标准，使电流监控直接、全面。
单片机采用ATMEL公司的AT89S52单片机，进行数据的存储以及处理，在保证显示速度的同时降低成本。
图3为系统流程图，系统主要包括电源电路、传感器老化电路、单片机、模数转换芯片及液晶显示屏。其中，单片机采用AT89S52，具体封装为TQFP-44，附带晶振(12MHz)电路、上拉电阻(1K)电路、复位电路以及ISP程序下载电路。数模转换芯片为PCF8591，具体封装为SOP-16。电源电路中核心为RT7272，具体封装为SOP-8，连接方式如图1所示。传感器老化电路中，电位计采用3362封装的玻璃釉电位计(200R)，分压电阻(30R)以及采样电阻(10R)均采用2512封装的贴片电阻，串连接传感器底座，连接方式如图2所示。显示屏为HD50-I2C有驱液晶显示屏。
电源输入为DC 9V，经9V开关后接入电源电路，电源电路直接将9V电压提供给传感器老化电路，同时经电压转换电路转为5V电压后经5V开关给单片机、模数转换芯片及液晶显示屏供电。当9V或者5V开关打开时，其相应的LED贴片会发光提示。
AT89S52与PCF8591、HD50-I2C的通信方面，将AT89S52的41(P1.1)、40(P1.0)与HD50-I2C的4(SCL)、3(SDA)相连，将AT89S52的37(P0.0)、36(P0.1)与每片PCF8591的10(SCL)、9(SDA)相连，通过C语言程序编写使AT89S52的以上接口模拟IIC协议进行通信。每片PCF8591的1-4(AIN0-AIN3)为模拟输入端，与采样电阻的非地端相连以进行采样。每片PCF8591的5-7(A0-A2)为地址端，8片PCF8591分别设为000、001、010、011、100、101、110、111(1为+5V，0为GND)，以便AT89S52进行IIC寻址分别与每片PCF8591进行通信。
当9V、5V开关全部打开时，此装置的全部组成部分开始工作。PCF8591开始采样，将10欧采样电阻上的电压值以8位2进制数据的形式传输到AT89S52。AT89S52就会对其进行处理：先将8位2进制数据转换为相应的十进制数据dat，之后转换为相应的电流值(单位：mA)。数据处理之后，AT89S52将数据的处理结果转换为相应的数字信号传输到HD50-I2C，使其显示相应的电流数据。每当显示一路电流数据之后，AT89S52选择PCF8591下一通道传输数据并处理显示。当一个PCF8591的4路数据显示之后，选通下一片PCF8591进行相同过程。直至32路信息全部显示之后，重新开始此过程，不断循环，达到32路信息的不断更新。当某一路有传感器插入底座时，相应的PCF8591采样不再为零，数据处理之后，AT89S52将处理结果传输到HD50-I2C，使其显示相应的数据。此时调节200欧电位计，使此路老化电路整体电阻发生变化时，采样电阻上的电压也相应变化，显示的电流数据也会相应变化。当电流值调整到目标值且不再需要实时监控老化电流时，可以关闭5V开关以节能。
Claims (7)
1.32路半导体气敏传感器老化装置，其特征在于，包括电源电路、传感器老化电路、单片机、模数转换芯片及液晶显示屏；模数转化芯片在传感器老化电路采集电压值之后，以IIC协议与单片机进行通信，经单片机将电压值计算得到电流值之后，将相应的电流值以IIC协议通信传输到液晶显示屏显示；其中，所述传感器老化电路，采样电阻为10欧，串联200欧电位计实现老化电流调节，串联30欧分压电阻以降低电位计功率，共32路。
2.如权利要求1所述的32路半导体气敏传感器老化装置，其特征在于：所述电源电路采用9V电压供电，所述传感器老化电路采用9V电压供电，经以转换芯片RT7272为核心的电压转换电路转换为5V电压后，为单片机、模数转换芯片、液晶显示屏供电。
3.如权利要求2所述的32路半导体气敏传感器老化装置，其特征在于：所述的5V、9V电压分别设有开关以及指示灯。
4.如权利要求1所述的32路半导体气敏传感器老化装置，其特征在于：传感器老化电路采用串联200欧电位计以调节老化电流，串联30欧电阻以减小电位计功率，串联采样电阻为10欧。
5.如权利要求1所述的32路半导体气敏传感器老化装置，其特征在于：所述单片机为AT89S52。
6.如权利要求1所述的32路半导体气敏传感器老化装置，其特征在于：所述模数转换芯片为PCF8591。
7.如权利要求1所述的32路半导体气敏传感器老化装置，其特征在于：所述液晶显示屏为HD50-I2C。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108008228A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-05-08 | 吉林大学 | 一种片式半导体气敏传感器老化装置 |
| CN108318564A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-07-24 | 吉林大学 | 一种基于稳定氧化锆固体电解质的高温气体传感器的老化装置 |
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2017
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| CN108318564A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-07-24 | 吉林大学 | 一种基于稳定氧化锆固体电解质的高温气体传感器的老化装置 |
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