传感器原理课程设计一氧化碳报警仪.doc

电控学院 传感器原理及应用课程设计 题 目： 一氧化碳气体报警仪 院 （系）： 电气与控制工程学院 专 业： 测控技术与仪器班 姓 名： 学 号： 指导教师： 目录 设计内容 设计要求 设计方案 硬件设计 焊接及调试 电路图 心得体会 8. 参考文献 一氧化碳气体报警仪 1.设计内容 根据技术指标要求，设计一氧化碳气体传感器的信号调理和检测电路，要求完成原理图的设计和PCB板的制作； 焊接和调试设计的测量电路，实现对传感器信号的采集和处理； 编写一氧化碳报警仪的说明书。 2.设计要求 传感器：MQ-7气体传感器 有气体测量和报警功能 要求设计测量放大和报警电路 3.设计方案 一氧化碳浓度测量报警设计电路主要由气敏元件MQ-7采集一氧化碳浓度信号，然后用集成运算放大器OP07对气敏元件输出的电压信号进行放大，再用LM339电压比较器将其与阀值电压进行比较，当检测到一氧化碳气体浓度低于报警阀值的时候，声光报警装置并不进行声光报警；而当检测到的一氧化碳气体浓度超出设定的报警阀值时，声光报警装置将立即进行声光报警，二极管发光同时伴随蜂鸣器报警。 传感器 放大电路 电压比较器 报警系统 图1原理框图 4.硬件设计 4.1一氧化碳气体传感器 MQ-7气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。采用高低温循环检测方式低温（1.5V加热）检测一氧化碳，传感器的电导率随空气中一氧化碳气体浓度增加而增大，高温（5.0V加热）清洗低温时吸附的杂散气体。使用简单的电路即可将电导率的变化，转换为与该气体浓度相对应的输出信号。 MQ-7气体传感器对一氧化碳的灵敏度高，这种传感器可检测多种含一氧化碳的气体，鉴于选择要求测量效果、功耗小、动态特性良好和体积小、质量轻、价格低廉等特性，我们选择了MQ-7气体传感器。 特点 *对一氧化碳气体有良好的灵敏度 *长寿命、低成本 *简单的驱动电路即可 应用 *家庭用气体泄漏报警器 *工业用一氧化碳气体报警器 *便携式气体检测器 图2元件外形结构 技术指标 产品型号 MQ-7 产品类型 半导体气敏元件 标准封装 塑封 检测气体 一氧化碳 检测浓度 10-1000ppmCO 标准电路条件 回路电压 Vc ≤10V DC 加热电压 VH 5.0V±0.2V ACorDC（高） 1.5V±0.1V ACorDC（低） 加热时间 TL 60±1S（高）90±1S（低） 负载电阻 RL 可调 标准测试条件 温度、湿度 20℃±2℃；65%±5%RH 标准测试电路 Vc:5.0V±0.1V； VH（高）: 5.0V±0.1V； VH（低）: 1.5V±0.1V 预热时间 不少于48小时 VcVHGNDRLVRL 右图是传感器的基本测试电路。该传感器需要施加2个电压：加热器电压（VH）和测试电压（VC）。其中 VH用于为传感器提供特定的工作度。VC 则是用于测定与传感器串联的负载电阻（RL）上的电压（VRL）。这种传感器具有轻微的极性， VC需用直流电源。在满足传感器电性能要求的前提下，VC和VH可以共用同一个电源电路。为更好利用传感器的性能，需要选择恰当的RL值。敏感体功耗（Ps）值可用计算下式：Ps=Vc2×Rs/(Rs+RL)2传感器电阻（ Vc VH GND RL VRL 4.2集成运算放大器 op07的功能介绍：Op07芯片是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算