基于LabVIEW的氣敏傳感器動態(tài)測試系統(tǒng)的設計與實現.pdf

1、人們賴以生存的自然環(huán)境到處都有氣體的存在，這些氣體有些有益于我們的生活，有些對我們的生產、生活產生危害，為了有效的檢測各種氣體的特性，就需要有先進、適用的氣體傳感器誕生。氣敏傳感器動態(tài)測試系統(tǒng)的設計與實現是為了檢測更多氣體傳感器性能，讓更多性能優(yōu)越的氣體傳感器服務于人們各行各業(yè)，提高人民的生活質量和生產能力。
　　本文設計實現的氣敏傳感器動態(tài)測試系統(tǒng)，是基于美國國家儀器公司(NationalInstruments，簡稱NI)的La

2、bVIEW開發(fā)平臺，借助虛擬儀器技術完成的一套集數據采集、儀器控制、數據分析的測試系統(tǒng)。在硬件方面，本文設計實現了動態(tài)配氣和系統(tǒng)測試電路兩大部分。動態(tài)配氣的主要目的是為氣體傳感器提供一定時間段內變化的氣體濃度環(huán)境，具體由氣源、氣路、氣體質量流量控制器、氣體混氣室和傳感器測試室組成，完成了氣體流量的精確控制，兩種氣體的均勻混合以及氣體在傳感器測試室的順暢流通。系統(tǒng)測試電路設計的目的是為了采集傳感器的信號值，具體由系統(tǒng)工作電路和匹配電阻電路

3、組成，實現方法是給傳感器一個恒定的工作電壓，同時給傳感器串聯(lián)一個匹配電阻，匹配電阻的阻值與傳感器的阻值盡可能的接近。由于串聯(lián)電路的電流相等，通過測量匹配電阻兩端的電壓，就可以間接得到傳感器阻值，最終得到傳感器的各種性能參數。在軟件方面，本文設計實現了外設控制、數據采集和數據分析三大部分。外設控制的主要目的是實現對氣體質量流量控制器和可編程直流電源的軟件化控制，從而提高整個測試系統(tǒng)自動化程度。數據采集的主要目的是實現對傳感器信號值的實時采

4、集，具體方法是通過自行設計的匹配電阻自動切換算法和數據采集算法完成傳感器信號的采集，并借助LabVIEW的數字濾波技術去除各種噪聲和峰值，最終以曲線和數值兩種形式直觀的顯示給用戶。數據分析的目的是通過采集后保存的數據，分析得到傳感器的各項性能參數。具體方法是將保存的TDMS文件通過曲線重繪算法實現時間和阻值的二維關系圖，在該圖上借助LabVIEW的游標技術分析得到傳感器的響應時間和電阻靈敏度，以此衡量傳感器性能的優(yōu)劣。最終完成整個測試任