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关键技术问题解决方案报告

  日期:2020-11-18 20:14 

  跟着电路图设想出来后,事理上我以为是确实可行了。其难点是各个元件的参数进行确定。要晓得我去掉了一些本人以为没有需要的歧路(那些歧路实现了一些没有需要的功效),为此,电路上的电流和电压势必会因而而产生转变。那么此时本来元件上的参数也应因而有所变迁。那么如何去确定新元件的参数呢?为此,我在网上查找相关氨气检测方面传感器产物各元件的有关材料, 找雷同检测有毒气体与石油液化气体各元件的有关材料,相互进行彼此比拟,又操纵所学得电路根本学问对原图进行阐发,去掉歧路后哪电流稳定,那些电压稳定,最终确定了道理图的参数。

  厥后,咱们在材猜中查到热敏电阻,因为负温度系数热敏电阻有很好的温度阻值变迁曲线,咱们自以为利用热敏电阻能够很好的处理咱们碰到的区分度不高的问题。咱们也确实这么做了,可是在模仿仿真时咱们却没有获得很好的成果。看来仍是电路咱们设想的有问题,厥后咱们发觉电路有严峻的缺陷,良多处所都禁绝确,比方放大电路都具有良多的问题。

  第五个问题就是滤波,若何滤除交换重量保存直流重量的问题。在低频电路中,正常的二极管就能够实现滤除交换重量,但湿度传感器的事情频次是1kHz,思量到极间电容的影响,通俗二极管将得到效应。引入有源或无源低通滤波器的方式我也试过,不外在电脑上仿真的输出成果不断不不变。

  跟着模块在仿真上得到的顺利,我终究得到了一张出产及格氨气检测模块的许可证,因而内心别提有多欢快了。

  这之后,针对这个问题,咱们自创了很多材料,厥后咱们决定利用二极管温度传感器。连系电桥电路以及放大电路和滑动变阻器调理。最终实现温度丈量的输出。这个电路颠末咱们的仿真。最终通过了。电路图如下:

  这个电路用滑动变阻器和负反馈很好的处理了放大电路的问题。让问题获得了简化。

  第二个问题仍是在于湿敏电阻自身。因为湿敏电阻不是纯电阻,它等效为一个可变电阻和一个电容串联。所以,加在湿敏电阻上的电压不克不迭是直流电,不然传感器会被损坏。不外这个问题也益处理,用555按时器组一个1kHz的方波产生器就行了。

  第一个问题是湿敏电阻的阻值与湿度之间的关系长短线性的,它是以指数的情势输出。这就给后面的鉴定电路带来很大的贫苦。咱们可以大概想到最间接的处理这个问题的方式是用运算放大器和二极管构成对数运算,将指数情势经对数运算后酿成线性情势。可是这种用方式导致电途经于庞大,不变性也将低落。厥后,颠末查阅数据库发觉了一种更为简略的方式。这是一种用纯电阻搭建成收集进行线性优化的方式。尽管只用到3个纯电阻,但这种方式的线性拟合度以至高于用对数运算放大电路的法子。这种方式的根基道理是先测得一组湿度与阻抗的关系{Hi,Rhi,i=1,2,3……,n},然后采用纯真型加快法寻找最佳的Ra,Rb,Rc的值。这必要按照所得的数据建立出四个相接的四面体,最初拟合出5条直线,带入方程求出Ra,Rb,Rc的值。

  最初我要说,进入最初阶段,尽管我对电路在理论上的可行性比力确定,但我对传感器对氨气的活络度还没有进行驾驭(即还不晓得模块对氨气的报警浓度是几多),而且对现实中电路能否能到达预期结果不是很确定,所以我以为不应当保有乐观的立场,我还该当诚恳地对此项设想进行仿真。司理给咱们供给了一个绝好的仿真东西,因而我决定在Multisim v9.0.155 Electronics Workbench长进行仿实在验。

  第四个问题是放大器的问题。因为正常通用的运算放大器的上限截止频次很低,1kHz的信号底子就不克不迭起到放大的感化。要提高上限截止频次必需引入负反馈。引入负反馈比力容易处理但新的问题又呈现了——能否会产生自激震动。不外在最初的电脑仿真中并没有呈现如许的问题。

  起首是电路图若何设想。为此我在网上查找了大量的材料,同时去图书管翻阅不少相关气体传感器的册本,但可惜的时网上大部门是待售的产物而没有几多本色性的工具。书上也没有见到有关氨气传感器的解说。最初我从练习过的工场那里找到领会决方案。我从他们那里领会到了动静——设想氨气能够自创石油液化气体、甲烷、一氧化碳等气体检测安装的电路图,由于氨气与这些有毒气体及石油液化气体的化学性子相雷同(根基上这些气体用于被检测的性子是不异的)。同时借用他们的一份检测液化气体的道理图,我起首对道理图的各个部门进行了阐发。然而本人所学的与实践中的具有不少距离。借着《模仿电路》和《传感器世界》,我起首摸清了电路图中大要各个元件的感化,然后按照我小我对模块的要求,本人对电路图进行了点窜,去掉了一些本人以为不需要的功效,即依照本人的必要,依托练习公司的设想思绪,本人仿照除了一个氨气设想模块电路图。

  第三个问题,电阻式湿敏传感器对湿度敏感的同时也对温度敏感。也就是说在分歧温度统一湿度的环境下其输出有不同,并且这个差值跟着温度的分歧而分歧。要处理这个问题就要先领会该湿敏电阻的温度系数,然后用不异温度系数的热敏电阻毗连到电路上,如许能够抵消整个电路对温度的敏感系数。

  湿度传感器分为两种。一种为电阻式湿敏传感器,另一种是电容式湿敏传感器。刚起头我设想湿度检测电路时,用的是电阻式湿敏传感器。但面对几个问题:

  咱们碰到的问题的环节在于传感器的取舍和放大电路的问题。以前做的电路都没有可以大概很好的处理这个问题。最初咱们通过电桥电路和负反馈放大电路顺利的处理了这个问题,让仿真得以实现。

  在设想之初,咱们采用了pt100热电阻,但因为pt100热电阻的阻值跟着温度的变迁并不较着。而且在模仿仿真中呈现了良多的问题。咱们在操纵三极管进行放大时不克不迭获得很好的输出,区分度很差。颠末多方查证,就教了一些同窗,都没有获得很好的处理,故咱们放弃了pt100.



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