CN220855063U - 一种半导体气体传感器电气性能检测工装及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半导体气体传感器电气性能检测工装及系统，包括基板和设于基板上的单片机控制模块和多排测试单元，每排测试单元内均设有电源管理模块、第一、第二、第三运算放大模块、通道选通模块及多个测试插孔，每排测试单元内，电源管理模块分别为第一、第二、第三运算放大模块、通道选通模块及多个测试插孔供电，单片机控制模块与上位机模块通讯连接，单片机控制模块用于采集每个插入测试插孔内的半导体气体传感器的热源电压、老化电压和负载电压值，并将采集的数据传送至上位机，本实用新型可实现多个待测半导体气体传感器的批量检测，大大提高了半导体气体传感器的检测效率。

Description

一种半导体气体传感器电气性能检测工装及系统

技术领域

本实用新型涉及半导体气体传感器电气性能检测技术领域，具体涉及一种半导体气体传感器电气性能检测工装及系统。

背景技术

如图1所示，以往的半导体气体传感器的电气性能测试方式由稳压电源2、阻抗分析仪3和待测半导体气体传感器1组成，通过将稳压电源2连接半导体气体传感器1的1、4引脚端，为半导体气体传感器1提供需要的热源电压，并对其内部的热源电阻R_H进行持续加热，阻抗分析仪3连接2、3引脚端，当热源电阻R_H被持续加热3分钟后，使用阻抗分析仪3测量2、3引脚端之间的内阻Rs两端的阻抗值，并进行记录，当需要更换其他半导体气体传感器1，重复上述步骤即可。

以往半导体气体传感器1的电气性能测试方式检测效率低，单次只能检测单支样品，不能满足批量样品一次检测的需求，检测效率低，同时以往的电气性能测试方式还存在自动化程度低，需要借助人工频繁更换样本进行测试，并对测试数据进行手动记录，费时费力，由于其需要借助阻抗分析仪3，会造成检测成本的增加，对于资金有限的企业、单位，具有较强的制约性。因此，亟需一种半导体气体传感器电气性能检测工装及系统。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足之处，本实用新型提供了一种半导体气体传感器电气性能检测工装及系统。

本实用新型公开了一种半导体气体传感器电气性能检测工装，包括基板，所述基板上设置有单片机控制模块和多排测试单元，每排所述测试单元内均设有电源管理模块、第一运算放大模块、第二运算放大模块、第三运算放大模块、通道选通模块以及多个供半导体气体传感器插入的测试插孔；

在每排所述测试单元内，所述电源管理模块分别为所述第一运算放大模块、第二运算放大模块、第三运算放大模块、通道选通模块、多个所述测试插孔的热源电压引脚端及多个所述测试插孔的老化电压引脚端供电；多个所述测试插孔的热源电压引脚端并联后与所述第一运算放大模块的输入端电连接，多个所述测试插孔的老化电压引脚端并联后与所述第二运算放大模块的输入端电连接，所述第一运算放大模块的输出端、所述第二运算放大模块的输出端、每个所述测试插孔的负载电压引脚端分别与所述通道选通模块的输入端连接，所述通道选通模块的选通控制端与所述单片机控制模块电连接；

所述通道选通模块的输出端与所述第三运算放大模块的输入端连接，所述第三运算放大模块的输出端与所述单片机控制模块电连接，所述单片机控制模块用于采集每个插入所述测试插孔内的所述半导体气体传感器的热源电压、老化电压和负载电压值。

作为本实用新型的进一步改进，在每排所述测试单元内，每个所述测试插孔上的所述热源电压引脚端、所述老化电压引脚端、所述负载电压引脚端、GND端均与所述半导体气体传感器的引脚一一对应；

每个所述测试插孔均配有1个用于提示所述测试插孔内是否插入所述半导体气体传感器的LED指示灯。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一运算放大模块包括运算放大器U1，所述第二运算放大模块包括运算放大器U2；

多个所述测试插孔的热源电压引脚端并联后与所述运算放大器U1的正相输入端电连接，所述运算放大器U1的反相输入端与所述运算放大器U1的输出端并联后与所述通道选通模块的输入端电连接；

多个所述测试插孔的老化电压引脚端并联后与所述运算放大器U2的正相输入端电连接，所述运算放大器U2的反相输入端与所述运算放大器U2的输出端并联后与所述通道选通模块的输入端电连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述第三运算放大模块包括运算放大器U3、运算放大器U4；

所述通道选通模块的输出端与所述运算放大器U3的正相输入端电连接，所述运算放大器U3的反相输入端与所述运算放大器U3的输出端并联后与所述运算放大器U4的正相输入端电连接，所述运算放大器U4的反相输入端与所述运算放大器U4的输出端并联后与所述单片机控制模块电连接。

作为本实用新型的进一步改进，在每排所述测试单元内，所述通道选通模块包括至少一个CD4067开关芯片；

所述CD4067开关芯片的选通控制引脚与所述单片机控制模块电连接，所述CD4067开关芯片的I0-I15输入引脚分别与对应的所述负载电压引脚端、所述运算放大器U1的输出端和所述运算放大器U2的输出端电连接，所述CD4067开关芯片的公共输出端与所述运算放大器U3的正相输入端电连接；

当两个所述CD4067开关芯片串联时，其中一个所述CD4067开关芯片的公共输出端与另一个所述CD4067开关芯片的I0-I15输入端中的其中一个电连接。

作为本实用新型的进一步改进，还包括稳压电源；

所述稳压电源用于为所述单片机控制模块、每排所述测试单元内的所述电源管理模块供电。

本实用新型公开了一种半导体气体传感器电气性能检测系统，包括上述的半导体气体传感器电气性能检测工装，还包括：

上位机模块，所述上位机模块与所述单片机控制模块通讯连接，所述上位机模块用于向所述单片机控制模块下发采集指令及获取所述单片机控制模块采集的热源电压、老化电压和负载电压的原始AD值；

数据显示模块，所述数据显示模块与所述上位机模块通讯连接，所述数据显示模块用于显示所述上位机模块处理后的待测半导体气体传感器的热源电压、老化电压、负载电压和内阻Rs值；

数据存储模块，所述数据存储模块与所述上位机模块通讯连接，所述数据存储模块用于对所述上位机模块所采集的数值及数据处理结果进行存储；

人机交互模块，所述人机交互模块与所述上位机模块通讯连接，所述人机交互模块用于参数配置输入及按钮控制。

本实用新型公开了一种半导体气体传感器电气性能检测系统，所述上位机模块与所述单片机控制模块通过串口通讯模块通讯连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过设置基板，基板上设置有单片机控制模块和多排测试单元，每排所述测试单元内均设有电源管理模块、第一运算放大模块、第二运算放大模块、第三运算放大模块、通道选通模块以及多个供半导体气体传感器插入的测试插孔，可以实现多个待测半导体气体传感器的批量检测，大大提高了半导体气体传感器的检测效率；

本实用新型通过设置检测工装，并将检测工装与上位机通讯连接，可以提高对半导体气体传感器的自动化检测程度，大大减少人工成本的投入的同时，也提高了检测数据的准确度，通过将检测工装可满足在不同气体环境下开展对半导体气体传感器研究、试验验证的需求，如空气中含有一定浓度的甲烷、异丁烷、氢气、乙醇等，通过不同环境下的试验数据可有效对半导体气体传感器性能进行评估；

本实用新型通过设置检测工装，通过单片机控制模块和上位机模块配合，实现对待测半导体气体传感器的热源电压、老化电压、负载电压和内阻Rs值的检测，相较于传统的需要借助阻抗分析仪的测试方式，大大降低了测试成本，符合资金有限的企业、单位的使用需求。

附图说明

图1为现有技术中半导体气体传感器检测图；

图2为本实用新型一种实施例公开的半导体气体传感器电气性能检测工装的结构图；

图3为本实用新型一种实施例公开的半导体气体传感器电气性能检测工装的基板、测试单元、测试插孔结构示意图；

图4为本实用新型一种实施例公开的半导体气体传感器电气性能检测工装的测试插孔结构示意图；

图5为本实用新型一种实施例公开的半导体气体传感器电气性能检测工装的半导体气体传感器的典型应用电路图；

图6为本实用新型一种实施例公开的半导体气体传感器电气性能检测工装的第一测试单元内编号1-5的测试插孔的AD采集电路模块示意图；

图7为本实用新型一种实施例公开的半导体气体传感器电气性能检测工装的第一、第二、第三运算放大模块结构示意图；

图8为本实用新型一种实施例公开的半导体气体传感器电气性能检测工装的通道选通模块结构示意图；

图9为本实用新型一种实施例公开的半导体气体传感器电气性能检测系统的系统组成框图；

图10为本实用新型一种实施例公开的半导体气体传感器电气性能检测系统的上位机模块、数据存储模块、数据处理模块、数据显示模块连接示意图；

图11为本实用新型一种实施例公开的半导体气体传感器电气性能检测系统的上位机模块中的上位机软件的“检测执行管理”界面示意图；

图12为本实用新型一种实施例公开的半导体气体传感器电气性能检测系统的上位机模块中的上位机软件的“检测结果管理”界面示意图。

图中：

1、半导体气体传感器；2、稳压电源；3、阻抗分析仪；4、基板；41、测试单元；411、测试插孔；412、通道选通模块；413、运算放大模块；4131、第一运算放大模块；4132、第二运算放大模块；4133、第三运算放大模块；414、电源管理模块；415、LED指示灯；416、AD采集电路模块；5、单片机控制模块；6、串口通信模块；7、上位机模块；8、人机交互模块；9、数据存储模块；100、数据处理模块；200、数据显示模块；301、第一CD4067开关芯片；302、第二CD4067开关芯片。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，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的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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细描述：

如图2-8所示，本实用新型公开了一种半导体气体传感器电气性能检测工装，包括基板4，基板4上设置有单片机控制模块5、串口通信模块6和多排测试单元41，每排测试单元41内均设有电源管理模块414、运算放大模块413、通道选通模块412及多个供半导体气体传感器插入的测试插孔411,其中，每排测试单元41内的结构及电路组成均相同，在此仅介绍其中一个测试单元41的组成。

在每排测试单元41内，运算放大模块413包括第一运算放大模块4131、第二运算放大模块4132、第三运算放大模块4133，电源管理模块414分别为同测试单元41内的第一运算放大模块4131、第二运算放大模块4132、第三运算放大模块4133、通道选通模块412、多个测试插孔41的热源电压引脚端及多个测试插孔41的老化电压引脚端供电；多个测试插孔41的热源电压引脚端并联后与第一运算放大模块4131的输入端电连接，多个测试插孔41的老化电压引脚端并联后与第二运算放大模块4132的输入端电连接，第一运算放大模块4131的输出端、第二运算放大模块4132的输出端、每个测试插孔41的负载电压引脚端分别与通道选通模块412的输入端连接，通道选通模块412的选通控制端与单片机控制模块5电连接；通道选通模块412的输出端与第三运算放大模块4133的输入端连接，第三运算放大模块4133的输出端与单片机控制模块5电连接，单片机控制模块5用于采集每个插入测试插孔411内的半导体气体传感器1的热源电压、老化电压和负载电压值。

在该实施例中，通过设置基板41，基板41上设置有单片机控制模块5和多排测试单元41，每排测试单元41内均设有电源管理模块414、运算放大模块413、通道选通模块412以及多个供半导体气体传感器1插入的测试插孔411，可以实现多个待测半导体气体传感器1的批量检测，大大提高了半导体气体传感器1的检测效率

具体的：

如图3-4所示，在上述实施例中，优选地，在每排测试单元41内，每个测试插孔411均呈圆形设置，每个测试插孔411的热源电压引脚端、老化电压引脚端、负载电压引脚端、GND端均与半导体气体传感器1的引脚一一对应，且在每个测试插孔411上均设有极性标志，以避免半导体气体传感器1插接反向；每个测试插孔411均配有1个用于提示测试插孔411内是否插入半导体气体传感器的LED指示灯，当该测试插孔411内有半导体气体传感器1插入时，该LED指示灯点亮，当该测试插孔411内的半导体气体传感器1被拔出后，该LED指示灯熄灭。

在上述实施例中，优选地，基板1上划分为8个相互独立的测试单元41，每个测试单元41内均由27个测试插孔411，每个测试插孔411均对应一支半导体气体传感器1，基板1最大可支持216支半导体气体传感器1样品同时开展监测。

如图5所示，为半导体气体传感器1的典型应用电路图，其中，V_A代表老化电压；V_H代表热源电压；R_H为半导体气体传感器1的引脚1和4两端的热源电阻；Rs为传感器内阻，随着周围气体特性的不同，Rs的阻值会发生变化，即Rs的阻值是需要计算求解的值；R_L为负载电阻；V_L为负载电压。

在上述实施例中，优选地，每个测试插孔411内的半导体气体传感器1的负载电压均通过AD采集电路模块416采集后与通道选通模块412的输入端电连接，具体的，如图6所示，本实施例选取了图3中的最右侧的第一单元的编号1到5的测试插孔进行举例说明，如图6中(a)所示，插入编号1的测试插孔411的半导体气体传感器1的引脚1连接热源电压Signal_5V_1，半导体气体传感器1的引脚3连接老化电压Signal_5V_11，半导体气体传感器1的引脚2输出负载电压Signal1_0，半导体气体传感器1的引脚2还与半导体气体传感器1的引脚1并联后接GND，半导体气体传感器1的引脚1与半导体气体传感器1的引脚4之间还串联有电容C114，图(b)、(c)、(d)、(e)中所公开的半导体气体传感器1的引脚接线方式与图(a)一致，在此不做赘述，即，本实施例中插入每个测试插孔411内的半导体气体传感器1的引脚4并联后接热源电压Signal_5V_1、引脚3并联后接老化电压Signal_5V_11，插入每个测试插孔411内的半导体气体传感器1的引脚2分别向外输出负载电压Signal1_0、Signal1_1、Signal1_2、Signal1_3、Signal1_4，本实施例中的老化电压Signal_5V_11、热源电压Signal_5V_1均由同一测试单元41内的电源管理模块414提供。

如图7所示，在上述实施例中，优选地，第一运算放大模块4131包括运算放大器U1，第二运算放大模块4132包括运算放大器U2；其中，多个测试插孔411的热源电压引脚端并联后与电阻R72的一端连接，电阻R72的另一端与电阻R74并联后与运算放大器U1的正相输入端电连接；电阻R74的另一端接GND。运算放大器U1的反相输入端与运算放大器U1的输出端并联后与通道选通模块412的输入端电连接。多个测试插孔411的老化电压引脚端并联后与电阻R73的一端连接，电阻R73的另一端与电阻R76并联后与运算放大器U2的正相输入端电连接；电阻R76的另一端接GND。运算放大器U2的反相输入端与运算放大器U2的输出端并联后与通道选通模块412的输入端电连接。

在上述实施例中，优选地，第三运算放大模块包括运算放大器U3、运算放大器U4；通道选通模块的输出端与电阻R82的一端连接，电阻R82的另一端与电容C118的一端并联后与运算放大器U3的正相输入端电连接，电容C118的另一端接GND。运算放大器U3的反相输入端与运算放大器U3的输出端并联后与电阻R83的一端连接，电阻R83的另一端与电阻R84的一端并联后与运算放大器U4的正相输入端电连接，电阻R84的另一端接GND,运算放大器U4的反相输入端与运算放大器U4的输出端并联后与单片机控制模块5电连接。

如图8所示，在每排测试单元41内，通道选通模块412包括至少一个CD4067开关芯片；CD4067开关芯片的选通控制引脚与单片机控制模块5电连接，CD4067开关芯片的I0-I15输入引脚分别与对应的负载电压引脚端、运算放大器U1的输出端和运算放大器U2的输出端电连接，CD4067开关芯片的公共输出端与运算放大器U3的正相输入端电连接。

在上述实施例中，优选地，本实施例中通道选通模块412包括第一CD4067开关芯片301、第二CD4067开关芯片302；具体的，第一CD4067开关芯片301的公共输出端与第二CD4067开关芯片302的I0端连接，第二CD4067开关芯片302的公共输出端作为输出端与运算放大器U3的正相输入端电连接；第一CD4067开关芯片301的选通控制引脚、第二CD4067开关芯片302的选通控制引脚分别与单片机控制模块5的GPIO引脚连接，单片机控制模块5通过不同的高、低电平组合逻辑实现第一CD4067开关芯片301、第二CD4067开关芯片302的I0-I15输入引脚的选通。本实施例中通道选通模块412可实现每个测试单元41内的27路负载电压、1路热源电压、1路老化电压的选通。第一CD4067开关芯片301的INHIBIT引脚、第二CD4067开关芯片302的INHIBIT引脚为使能引脚，其低电平有效。

如图6-8所示，在上述实施例中，热源电压、老化电压、负载电压信号的走向具体如下：

同一测试单元41内的测试插孔411内的半导体气体传感器1的热源电压Signal_5V_1和老化电压Signal_5V_11分别通过运算放大器U1、运算放大器U2后完成一级运算放大，放大倍数为0.5倍，随后进入通道选通模块412，当被选通后，进入二级运算放大器U3、U4，放大倍数为0.6倍，最后进入单片机控制模块5的AD采样IO口，完成热源电压、老化电压的AD值采样，其最终的放大倍数为0.3倍；

同一测试单元41内的编号1-5的负载电压Signal1_0、Signal1_1、Signal1_2、Signal1_3、Signal1_4首先分别进入通道选通模块412，当被选通后进入运算放大器U3、U4，放大倍数为0.6倍，最后进入单片机控制模块5的AD采样IO口，完成负载电压的AD值采样。

在上述实施例中，优选地，还包括稳压电源2，稳压电源2用于为单片机控制模块5、每排测试单元41内的电源管理模块414供电。

如图9-10所示，本实用新型公开了一种半导体气体传感器电气性能检测工装，包括前述的半导体气体传感器电气性能检测工装，还包括：

上位机模块7，上位机模块7与单片机控制模块5通过串口通讯模块6通讯连接，上位机模块7用于向单片机控制模块5下发采集指令及对单片机控制模块5采集的热源电压、老化电压和负载电压的原始AD值进行计算和数据处理；

数据处理模块100，数据处理模块100与上位机模块7通讯连接，数据处理模块100用于对单片机控制模块5采集的热源电压、老化电压和负载电压的原始AD值进行计算和数据处理；

数据显示模块200，数据显示模块200与上位机模块7通讯连接，数据显示模块200用于显示上位机模块7处理后的待测半导体气体传感器1的热源电压、老化电压、负载电压和内阻Rs值；

数据存储模块9，数据存储模块9与上位机模块7通讯连接，数据存储模块9用于对上位机模块7所采集的数值及数据处理结果进行存储，并支持数据报表在线查看和数据报表离线导出。

人机交互模块8，人机交互模块8与上位机模块7通讯连接，人机交互模块8用于参数配置输入及按钮控制。

在上述实施例中，优选地，上位机模块7包括上位机软件，上位机软件的“检测执行管理”界面如图11所示，其包括了与每个测试单元41内的每个测试插孔41一一对应的数据组窗口，每个数据组窗口均包含了测试插孔41的站号、热源电压、老化电压、负载电压、内阻Rs值及报告名称、待测半导体气体传感器1的元器件型号、类型、测试间隔时间、测试次数等内容。

在上述实施例中，优选地，上位机软件的“检测结果管理”界面如图11所示，其包括了呈Excel格式的检测报告，具体内容包括报告编号、测试次数、测试插孔411的站号、热源供电电压、老化供电电压、负载供电电压和内阻Rs值。

在上述实施例中，还公开了一种半导体气体传感器电气性能检测方法，其应用于上述的半导体气体传感器电气性能检测系统，包括：

1、将半导体气体传感器1插入基板4对应的测试插孔411内；

具体包括：将待测的半导体气体传感器1插入基板4的对应测试单元41的测试插孔411内，并通过稳压电源2为单片机控制模块5和多个测试单元41提供电压、电流，以确保各测试单元41的模块正常启动和工作；

2、上位机模块7根据预设的测试插孔411站号、检测时间间隔和检测次数，向单片机控制模块5下发参数采集指令；

3、单片机控制模块5接收上述参数采集指令，控制通道选通模块412接通对应测试插孔411的老化电压、负载电压和热源电压引脚端；

4、单片机控制模块5获取对应测试插孔411内的半导体气体传感器1的老化电压、负载电压和热源电压的原始AD值，并将获取的原始AD值发送至上位机模块7；

具体包括：

单片机控制模块5通过GPIO的高、低电平控制通道选通模块412，将需要采集的AD电压所对应的通道打开；待测的半导体气体传感器1热源电压引脚的电压通过第一运算放大模块4131放大后进行通道选通模块412内，经由通道选通模块412后通过第三运算放大模块4133，由第三运算放大模块4133进入单片机控制模块5的ADC处理所对应的IO接口；待测的半导体气体传感器1老化电压引脚的电压通过第二运算放大模块4132放大后进行通道选通模块412内，经由通道选通模块412后通过第三运算放大模块4133，由第三运算放大模块4133进入单片机控制模块5的ADC处理所对应的IO接口；待测的半导体气体传感器1负载电压引脚的经由通道选通模块412后通过第三运算放大模块4133进行放大，由第三运算放大模块4133进入单片机控制模块5的ADC处理所对应的IO接口；

单片机控制模块5获取待测半导体气体传感器1的原始AD参数值后，通过单片机控制模块5的内部ADC采集功能，将所采集的半导体气体传感器1的热源电压、老化电压、负载电压的模拟电压信号转换为数字电压信号，并对转换后的数字电压信号按照约定协议格式封装为对应的AD电压采集数据包；

单片机控制模块5将封装好的AD电压采集数据包通过串口通信模块6传送至上位机模块7。

5、上位机模块7根据上述原始AD值，对待测半导体气体传感器1的热源电压、老化电压、负载电压以及内阻Rs值进行计算，并将计算结果通过数据显示模块200对外显示，完成待测半导体气体传感器1的检测。

具体包括：

上位机模块7的上位机软件接收到单片机控制模块5发送过来的应答数据包后，将原始AD采集值进行数据处理，数据处理完毕后将对应的热源电压、老化电压、负载电压以及内阻Rs值显示在软件界面上，此时即完成了一次半导体气体传感器1的电气性能检测工作。

进一步的，在上述实施例中，上位机模块7将原始AD采集值进行数据处理，数据处理算法具体包括：

1)、电压AD值转换公式：

式中，Y为需要求解的电压值；X为单片机控制模块5返回的原始AD值，原始为十六进制，需转为十进制后计算；n为AD转换的二进制位数；V_REF为AD转换参考基准电压；B为对应的运算放大电路模块的放大倍数；C为电压修正值；

2)、在上式中，电压修正值C的计算公式为：

C＝P-Q

式中，P为使用标准电压检测仪表实际测量的电压值(即测量值),Q为令C＝0时通过公式(1)计算得到的AD转换电压值(即计算值)；

3)、传感器内阻Rs计算公式：

式中，V_A为老化电压，V_L为负载电压，R_L为负载电阻，R_s为传感器内阻值(可参考图5中的半导体气体传感器1的典型应用电路图)

还包括：

在检测结束后，上位机模块7还可导出Excel格式的检测报告，该检测报告包括测试次数、测试插孔站号、热源电压、老化电压、负载电压及内阻Rs值(如图12所示)。

在上述实施例中，在开始检测前，还包括检测工装的复位与自检功能，具体包括：

检测工装的复位，通过点击“复位”按钮，使单片机控制模块5执行复位操作，控制通道选通模块412及各测试插孔411恢复初始状态；

检测工装的自检功能，通过点击“自检”按钮，上位机模块7控制单片机控制模块5对半导体气体传感器1引脚的老化电压、热源电压原始AD值，通过上位机模块7计算后显示在上位机的软件界面上，当所测老化电压、热源电压的电压值在4.8-5.2V时则判断通过，否则自检失败，终止对应站号的测试插孔的测试。

在上述实施例中，“复位”按钮和“自检”按钮可单独设置实体按钮，也可在上位机软件的界面设置虚拟按钮实现。

在一实施例中，以费加罗TGS2619型号气体传感器为试验对象，参照图5所示，负载电阻R_L的阻值为1KΩ；热源电压V_H和老化电压V_A均为5.0±0.2V；单片机控制模块5选用STM32F103RGT6，ADC的参考基准电压为3.3V，即V_REF为3.3V；AD转换的二进制位数为12位，即n为12；第一运算放大模块和第二运算放大模块在对热源电压V_H和老化电压V_A的放大倍数均为0.3，负载电压V_L的放大倍数B为0.6。此时，上述电压AD值转换公式变换为：

在上述实施例中，数据处理算法中电压修正值C的测定方法：

选用1KΩ阻值的插件电阻，即Rs为1KΩ,将Rs插入如图5所示的2、3引脚端子；

运行上位机软件，进入电压修正值测定模式(即令C＝0)进行检测，分别记录软件界面上显示的各个站号的测试插孔的热源电压、老化电压、负载电压值，并做好记录；

使用数字万用表分别测量出各个站号的测试插孔的热源电压、老化电压、负载电压值，并做好记录；

利用电压修正值C的计算公式，将各个站号的测试插孔的热源电压、老化电压、负载电压的实际测量值与步骤2中的计算值相减，即可求得各个站号的电压修正值C，并将电压修正值C以列表的形式导入到上位机软件中，至此，完成了电压修正值C的测定。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种半导体气体传感器电气性能检测工装，其特征在于，包括基板，所述基板上设置有单片机控制模块和多排测试单元，每排所述测试单元内均设有电源管理模块、第一运算放大模块、第二运算放大模块、第三运算放大模块、通道选通模块以及多个供半导体气体传感器插入的测试插孔；

在每排所述测试单元内，所述电源管理模块分别为所述第一运算放大模块、第二运算放大模块、第三运算放大模块、通道选通模块、多个所述测试插孔的热源电压引脚端及多个所述测试插孔的老化电压引脚端供电；多个所述测试插孔的热源电压引脚端并联后与所述第一运算放大模块的输入端电连接，多个所述测试插孔的老化电压引脚端并联后与所述第二运算放大模块的输入端电连接，所述第一运算放大模块的输出端、所述第二运算放大模块的输出端、每个所述测试插孔的负载电压引脚端分别与所述通道选通模块的输入端连接，所述通道选通模块的选通控制端与所述单片机控制模块电连接；

所述通道选通模块的输出端与所述第三运算放大模块的输入端连接，所述第三运算放大模块的输出端与所述单片机控制模块电连接，所述单片机控制模块用于采集每个插入所述测试插孔内的所述半导体气体传感器的热源电压、老化电压和负载电压值。

2.根据权利要求1所述的半导体气体传感器电气性能检测工装，其特征在于，在每排所述测试单元内，每个所述测试插孔上的所述热源电压引脚端、所述老化电压引脚端、所述负载电压引脚端、GND端均与所述半导体气体传感器的引脚一一对应；

每个所述测试插孔均配有1个用于提示所述测试插孔内是否插入所述半导体气体传感器的LED指示灯。

3.根据权利要求1所述的半导体气体传感器电气性能检测工装，其特征在于，所述第一运算放大模块包括运算放大器U1，所述第二运算放大模块包括运算放大器U2；

多个所述测试插孔的热源电压引脚端并联后与所述运算放大器U1的正相输入端电连接，所述运算放大器U1的反相输入端与所述运算放大器U1的输出端并联后与所述通道选通模块的输入端电连接；

多个所述测试插孔的老化电压引脚端并联后与所述运算放大器U2的正相输入端电连接，所述运算放大器U2的反相输入端与所述运算放大器U2的输出端并联后与所述通道选通模块的输入端电连接。

4.根据权利要求3所述的半导体气体传感器电气性能检测工装，其特征在于，所述第三运算放大模块包括运算放大器U3、运算放大器U4；

所述通道选通模块的输出端与所述运算放大器U3的正相输入端电连接，所述运算放大器U3的反相输入端与所述运算放大器U3的输出端并联后与所述运算放大器U4的正相输入端电连接，所述运算放大器U4的反相输入端与所述运算放大器U4的输出端并联后与所述单片机控制模块电连接。

5.根据权利要求4所述的半导体气体传感器电气性能检测工装，其特征在于，在每排所述测试单元内，所述通道选通模块包括至少一个CD4067开关芯片；

所述CD4067开关芯片的选通控制引脚与所述单片机控制模块电连接，所述CD4067开关芯片的I0-I 15输入引脚分别与对应的所述负载电压引脚端、所述运算放大器U1的输出端和所述运算放大器U2的输出端电连接，所述CD4067开关芯片的公共输出端与所述运算放大器U3的正相输入端电连接；

当两个所述CD4067开关芯片串联时，其中一个所述CD4067开关芯片的公共输出端与另一个所述CD4067开关芯片的I0-I 15输入端中的其中一个电连接。

6.根据权利要求1所述的半导体气体传感器电气性能检测工装，其特征在于，还包括稳压电源；

所述稳压电源用于为所述单片机控制模块、每排所述测试单元内的所述电源管理模块供电。

7.一种半导体气体传感器电气性能检测系统，包括如权利要求1-6任一项所述的半导体气体传感器电气性能检测工装，其特征在于，还包括：

上位机模块，所述上位机模块与所述单片机控制模块通讯连接，所述上位机模块用于向所述单片机控制模块下发采集指令及获取所述单片机控制模块采集的热源电压、老化电压和负载电压的原始AD值；

数据显示模块，所述数据显示模块与所述上位机模块通讯连接，所述数据显示模块用于显示所述上位机模块处理后的待测半导体气体传感器的热源电压、老化电压、负载电压和内阻Rs值；

数据存储模块，所述数据存储模块与所述上位机模块通讯连接，所述数据存储模块用于对所述上位机模块所采集的数值及数据处理结果进行存储；

人机交互模块，所述人机交互模块与所述上位机模块通讯连接，所述人机交互模块用于参数配置输入及按钮控制。

8.根据权利要求7所述的半导体气体传感器电气性能检测系统，其特征在于，所述上位机模块与所述单片机控制模块通过串口通讯模块通讯连接。