CN207964975U - 一种片式半导体气敏传感器老化装置 - Google Patents
一种片式半导体气敏传感器老化装置 Download PDFInfo
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Abstract
一种片式半导体气敏传感器老化装置，属于传感器老化装置技术领域，由老化电路、稳压芯片、单片机、模数转换器、液晶显示屏组成。老化电路由电压调节单元、电压跟随器、传感器底座及采样电阻R4组成；电压调节单元由定值电阻R1和可调电位计R2串联组成；电压跟随器由定值电阻R3和运算放大器组成。该装置主要解决目前尚未有针对加热电阻为5欧到10欧的片式半导体气敏传感器的老化电流可调整、可实时显示的老化装置的问题。通过对老化电路电压调节单元可调电位计可调端的调整，可调整半导体气敏传感器的老化电流。通过模数转换器对老化电路采样电阻上电压值的采样，再由单片机进行计算，得到老化电流，并通过液晶显示屏显示老化电流。
Description
技术领域
本实用新型属于传感器老化装置技术领域，具体涉及一种片式半导体气敏传感器老化装置。
背景技术
半导体气敏传感器在使用的初期再现性很差，但长期再现性较好。因此半导体气敏传感器在正式使用之前，需要经过加热老化处理，使其性能达到稳定。在半导体气敏传感器进行老化时需要对老化电流进行调整，并且需要实时显示老化电流，从而达到最佳老化效果。对于一般的片式半导体气敏传感器来说，加热电阻为片式且阻值为5欧到10欧；加热电阻两极分别与传感器的两脚相连；气敏材料涂于加热电阻之上，气敏材料的两极与传感器的其他四脚相连，每端与传感器的两脚相连，共六脚。目前尚未有针对此种加热电阻为5欧到10欧的片式半导体气敏传感器的老化电流可调整、可实时显示的老化装置。
实用新型内容
针对现有技术中，国内尚未有针对加热电阻为5欧到10欧的片式半导体气敏传感器的老化电流可调整、可实时显示的老化装置，本实用新型设计了一种片式半导体气敏传感器老化电路，并将多路此种老化电路与稳压芯片、单片机、模数转换器、液晶显示屏相结合，从而设计出一种片式半导体气敏传感器老化装置。
本实用新型所述的一种片式半导体气敏传感器的老化装置，由片式半导体气敏传感器老化电路、稳压芯片、单片机、模数转换器、液晶显示屏组成；
本实用新型所述的片式半导体气敏传感器老化电路，由电压调节单元、电压跟随器、传感器底座及采样电阻R4组成；电压调节单元由定值电阻R1和可调电位计R2串联组成；电压跟随器由定值电阻R3和运算放大器组成，定值电阻R3连接在运算放大器的负向输入端与输出端；定值电阻R1的另一端接输入电压，可调电位计R2的另一端接地，可调电位计R2的可调端接运算放大器的正向输入端，通过调节可调电位计R2的可调端位置，可以调节输入接运算放大器正输入端的电压的大小；传感器底座共有六脚，HEAT_1与HEAT_2分别接入片式半导体传感器加热电阻的两端，SENS_A1与SENS_A2接入片式半导体传感器气敏材料的一极，SENS_B1与SENS_B2接入片式半导体传感器气敏材料的另一极；运算放大器的输出端接传感器底座的HEAT_1端，传感器底座的HEAT_2端与采样电阻R4串联后接地；电压跟随器将与可调电位计可调端电压相等的电压输入到传感器底座，从而为传感器提供老化电流；单片机与模数转换器的数据端相连，对与模数转换器输入端相连的采样电阻上的电压值进行采样，读取采样电阻上的数字电压值，根据采样电阻的阻值计算出传感器的老化电流，并最终通过单片机控制的液晶显示屏进行显示。
此装置整体可采用双电压供电，片式半导体气敏传感器老化电路的电压跟随器中的运算放大器可直接采用电源电压供电，从而提高老化电流的上限。电源电压通过稳压芯片降压后可分别为老化电压调节单元、单片机、模数转换器、液晶显示屏供电。
附图说明
图1：本实用新型中一种片式半导体气敏传感器的老化电路结构示意图(实施例1)；
图2：本实用新型中一种片式半导体气敏传感器的老化装置结构示意图(实施例2)；
图3：本实用新型中单片机与显示屏连接方式的示意图(实施例3)；
具体实施方式
下面将结合本实用新型中的实施例及附图，对本实用新型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，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。以下是实施例中3.3V电压即附图中的3V3电压。
实施例1：
实施例1提供的老化电路部分，电压跟随器由定值电阻R3(10K)连接在运算放大器OPA2613的负向输入端和输出端之间组成，并且运算放大器OPA2613的正电源接+5V电压，负电源接地；电压调节单元由可调电位计R2(10K)的一个固定端与定值电阻R1(1K)相连组成，电压调节单元整体采用3.3V电压供电，并且可调电位计R2的另一个固定端与地相连。运算放大器OPA261的正向输入端与可调电位计R2的可调端相连；传感器加热片接入在六脚传感器底座的HEAT_1端和HEAT_2端之间，运算放大器OPA261的输出端和传感器底座的HEAT_1端相连，传感器底座的HEAT_2端与采样电阻R4以及模数转换器的ADC输入端相连，采样电阻R4的另一端与电源地相连，从而便于采集得到采样电阻上的电压值。采样电阻R4可选用0.5欧到1欧的较小阻值电阻，使得在老化电流较大时，采样电阻不会过热。
当有传感器插入传感器底座时，HEAT_1与HEAT_2经由片式半导体传感器加热片连通；并且当调节电压调节单元中可调电位计R2的可调端时，可调电位计R2的可调端上的电压就会发生改变，从而改变电压跟随器中运算放大器OPA2613输出端的电压，使运算放大器OPA2613输出端电压与可调电位计R2的可调端电压相等，从而改变输入传感器底座上传感器加热片上的电压，便可改变传感器老化电流。
实施例2：
实施例2提供的老化装置，整体采用5V电压电源供电，可选用AMS1117-3.3稳压芯片将5V电压转换为3.3V电压。老化电路电压跟随器中的运算放大器直接采用5V电压供电，使得在选用功率运算放大器(OPA2613)时，片式半导体气敏传感器的老化电流能够达到200mA。3.3V电压可为老化电路的老化电压调节单元、单片机、模数转换器、液晶显示屏供电，并且作为模数转换器的参考电压。
本实施例所述的老化装置，可同时对8只待老化片式半导体气敏传感器进行老化。单片机可选用STM32F103C8T6单片机，模数转换器可选用STM32F103C8T6单片机上自带的12位模数转换器外设。STM32F103C8T6单片机通过对12位模数转换器外设寄存器的读写，使得此模数转换器分时对8路老化电路的采样电阻上的电压值进行循环采样。每采样一次电压值，单片机通过对模数转换器寄存器的读取，得到一个采样电阻上的数字电压值；之后通过对模数转换器寄存器的写入，控制模数转换器进行下一次采样。若某一个采样电阻上的数字电压值为dat(单位：伏)，采样电阻的阻值为r(单位：欧)，则传感器上的老化电流i(单位：毫安)可在单片机内部通过如下公式计算得到。
实施例3：
实施例3提供的单片机与显示屏连接方式，显示屏可采用具有IIC通信功能的液晶显示屏HD35-I2C进行显示。单片机STM32F103C8T6的PB6引脚与液晶显示屏HD35-I2C的4(SCL)脚相连，并经3.9K上拉电阻R6与3.3V电源相连；单片机STM32F103C8T6的PB7引脚与液晶显示屏HD35-I2C的3(SDA)脚相连，并经3.9K上拉电阻R5与3.3V电源相连；液晶显示屏HD35-I2C的1脚为电源引脚，与3.3V电压相连；液晶显示屏HD35-I2C的2脚接地。单片机STM32F103C8T6可通过IIC通信对液晶显示屏HD35-I2C进行控制，从而循环显示8只传感器上的老化电流情况。
Claims (4)
1.一种片式半导体气敏传感器老化装置，其特征在于：由片式半导体气敏传感器老化电路、稳压芯片、单片机、模数转换器、液晶显示屏组成；
其中，老化电路由老化电压调节单元、电压跟随器、传感器底座及采样电阻R4组成；电压调节单元由定值电阻R1和可调电位计R2串联组成；电压跟随器由定值电阻R3和运算放大器组成，定值电阻R3连接在运算放大器的负向输入端与输出端；定值电阻R1的另一端接输入电压，可调电位计R2的另一端接地，可调电位计R2的可调端接运算放大器的正向输入端，通过调节可调电位计R2的可调端位置，可以调节输入接运算放大器正输入端的电压的大小；传感器底座共有六脚，HEAT_1与HEAT_2分别接入片式半导体传感器加热电阻的两端，SENS_A1与SENS_A2接入片式半导体传感器气敏材料的一极，SENS_B1与SENS_B2接入片式半导体传感器气敏材料的另一极；运算放大器的输出端接传感器底座的HEAT_1端，传感器底座的HEAT_2端与采样电阻R4串联后接地；电压跟随器将与可调电位计可调端电压相等的电压输入到传感器底座，从而为传感器提供老化电流；单片机与模数转换器的数据端相连，对与模数转换器输入端相连的采样电阻上的电压值进行采样，读取采样电阻上的数字电压值，根据采样电阻的阻值计算出传感器的老化电流，并最终通过单片机控制的液晶显示屏进行显示。
2.如权利要求1所述的一种片式半导体气敏传感器老化装置，其特征在于：运算放大器直接采用外部的电源电压供电，电源电压通过稳压芯片降压后分别为老化电压调节单元、单片机、模数转换器和液晶显示屏供电。
3.如权利要求1所述的一种片式半导体气敏传感器老化装置，其特征在于：所述的采样电阻的阻值为0.5欧到1欧。
4.如权利要求1所述的一种片式半导体气敏传感器老化装置，其特征在于：运算放大器为OPA2613，稳压芯片为AMS1117-3.3，单片机为STM32F103C8T6，模数转换器为STM32F103C8T6单片机上自带的12位模数转换器外设，液晶显示屏为HD35-I2C。
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| CN201820161229.7U CN207964975U (zh) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | 一种片式半导体气敏传感器老化装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| 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 |
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2018
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