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红外气体传感器电路设计3

关键词:红外气体传感器,电路设计,传感器点击:
A/D转换
位数

模数转换器(ADC)用于采样放大的pyro信号以及温度传感器。所需分辨率的位数取决于应用程序。但是,必须考虑几个因素:
•吸收选定的气体
•微处理器中的平均数量
•应用程序需要的分辨率
在某些应用中,12位ADC就足够了。但是一些高精度应用需要14位或16位的ADC分辨率。
 
ADC参考
应提供干净的ADC参考和地面。应选择低于10 Hz的低噪声参考。注意隔离灯泡驱动器的ADC电源以防止灯泡开关瞬变的耦合。
 
ADC时序
下图显示了一些典型的时序波形。灯泡切换点与信号响应的最大值或最小值之间存在延迟。这种延迟通常在25毫秒左右,但取决于所使用的气体传感器的型号。延迟也与pyro器件的输出电平有关,可以看出,如果灯泡驱动器从5V降至3V,则延迟时间将增加。
当使用在有效信号和参考信号电平之间有较大差异的气体传感器(例如IR12 / 22GJ和类似型号)时,将会观察到有效和参考峰值的延迟时间的微小差异。在这种情况下,ADC应该在平均延迟时间进行采样,或者对每个通道使用不同的延迟时间。


ADC时序



微处理器
微处理器的选择取决于应用的要求。一些微处理器集成了ADC,这将减小仪器的尺寸和成本。微处理器将需要存储一组系数,以便使用红外应用笔记2和3中描述的方法计算气体浓度。
还需要校准设备的方法。最简单的方法使用由微处理器软件定期监控的两个按钮开关(“零”和“跨度”)。
在接触含有零浓度目标气体的气体时,按下“零”按钮。通常,为此使用干燥的氮源。然后软件将计算“零”读数并将其存储在非易失性存储器中,以供将来计算时使用。
在暴露于目标校准气体过程中按下“span”按钮。然后软件将计算“跨度”读数并将其存储在非易失性存储器中,以便在将来的计算中使用。
一般建议在开始校准之前打开气体传感器仪器并使温度稳定至少30分钟。
 
降低噪音
良好的电路设计将使您能够从SGX Sensortech红外气体传感器获得最佳性能。小心避免可能导致噪音增加或其他性能影响的常见设计问题。可能的问题的例子是:
•电源调节器噪声*
•ADC参考噪声*
•运算放大器噪声*
•不稳定的4 Hz灯驱动或ADC采样点(可能由软件中断引起)
•温度差通道匹配(元件公差较差)
•由于接地不良或传感器输出上的长轨道导致的电磁拾音
•由于接地不良导致灯泡开关瞬变的突破
*选择设备时,请仔细考虑1到10Hz之间的噪音性能。
噪声也可以通过平均ADC读数来降低。对n个采样进行平均可以使信号的标准偏差得到改善。但是它也会导致气体浓度变化的响应时间增加。



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