• 产品名称:使用电化学传感器的单电多赢彩票源、微功耗有
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  • 发布时间: 2019-03-21
产品详细

  假使运用可编程变阻器(如AD5271),而不是固定跨阻电阻(R8),本电途就可能用于差别的气体传感器,而无需转变质料清单。AD5271供给20 k、50 k或100 k的标称电阻值。因为有256个跳变地点,所以100 k选项的阶跃为390.6 。AD5271的电阻温度系数为5 ppm/C,优于众人半分立电阻;其电源电流为1 A,对体系功耗的影响极小。

  图5显示从50 ppm CO境遇疾速移除传感器后的电途反响,它可能更好地权衡电途机能。

  ADP2503 高效果、降压/升压安排器赞成两节AAA电池的单电源供电,正在节能形式下的功耗仅为38 A。

  电阻R4将噪声增益连结正在合理秤谌。采取此电阻的值需衡量两个要素决计:噪声增益的幅度和透露于高浓度气体时传感器的修修功夫差错。看待本例,R4 = 33 Ω,由此可计较噪声增益等于349,如公式4所示。

  两节AAA电池或2.3 V至5.5 V电源为此电途供电。Q2供给反向电压维持,ADP2503将输入电源安排至传感器供电所需的5 V电压。

  同样,ADR3425 可代替ADR291,从而获取极低温漂;但价格是功耗弥补。

  因为电途功耗极低,两节AAA电池便可供给适应的电源。当连绵到ADC和微限定器或者内置ADC的微限定器时,电池寿命可从6个月以上到一年以上不等。

  此中IWE是流入WE引脚的电流, RF 是跨阻反应电阻(图1中显示为R8)。

  电化学传感器的一个主要性子是极长的功夫常数。初度上电时,输出创设最终值或许必要几分钟。当透露于对象气体浓度的中量程阶跃时,传感器输出抵达最终值的90%所需的功夫可正在25秒至40秒之间。假使RE与WE引脚间的电压发生猛烈幅度转移,传感器输出电流创设最终值或许必要几分钟。这也同样合用于传感器周期供电的情景。为避免启动功夫过长,当电源电压降至JFET的栅极-源极阈值电压(约2.5 V)以下时,P沟道JFET Q1将RE引脚与WE引脚短接。

  因为这是极低频1/f噪声,是以很难滤除。然而,传感器反响也极低;所以可能欺骗这一点,运用截止频率为0.16 Hz的极低频率低通滤波器(R5和C6)。纵使是如许的低频滤波器,与30秒的传感器响合时间比拟,它对传感器响合时间的影响也可无视。

  申饬:一氧化碳是有毒气体,一朝浓度高于250 ppm便有垂危;测试本电途时应异常小心。

  此电途札记采取的传感器是Alphasense CO-AX一氧化碳传感器。外1显示与此常睹类型的一氧化碳传感器干系的外率规格。

  图1所示电途运用双通道微功耗放大器ADA4505-2,该器件正在室温下的最大输入偏置电流为2 pA,每个放大器的功耗仅为10 A。其余,ADR291 精细、低噪声、微功耗基准电压源的功耗仅为12 A,可创设2.5 V共模伪地基准电压。

  末了,图1所示电途合用于与12位ADC接口,比方众人半混杂信号微限定器中的内置转换器。

  2.5 V ADR291为电途创设伪地基准电压,所以赞成单电源供电同时花消极低的静态电流。

  将SDP板附带的USB电缆连绵到PC上的USB端口和SDP板。SDP板从PC的USB端口取电。

  CN0234评估软件readme文献包罗相闭若何运用评估软件收罗数据的精确消息。SDP用户指南包罗相闭SDP板的消息。

  图4显示电途对50 ppm一氧化碳阶跃的反响。传感器反响缩短了初始上升功夫,而长尾景色与测试室成函数相干。

  图1所示电途(不蕴涵 AD7798 ADC)的总功耗正在寻常条款下(未探测到气体)约为110 A,多赢彩票正在最差条款下(探测到2000 ppm CO)约为460 A。AD7798使命时的功耗约为180 A(G = 1,缓冲形式),节能形式下仅为1 A。

  看待检测或衡量众种有毒气体浓度的仪器,电化学传感器不妨供给众项上风。众人半传感器都是针对特定气体而打算,可用诀别率小于气体浓度的百万分之一(ppm),所需使命电流极小,特地适合便携式电池供电的仪器。

  将EVAL-CN0234-SDPZ上的10引脚连绵器连绵到适配板,将适配板的120引脚连绵器连绵到EVAL-SDP-CB1Z SDP评估板上的CON A连绵器。运用尼龙五金配件,通过120引脚连绵器两头的孔将适配板牢结实定至SDP板。将电化学传感器连绵到EVAL-CN0234-SDPZ电途评估板上的插口。

  要践诺体系校准,起初请确认不存正在一氧化碳。要先导收罗数据,请单击 “Start Acquisition(先导收罗)”。从“Calibrate(校准)” 菜单采取 Set Zero(修立0)”。假使如意ADC读数,请单击“OK(确定)”,现在ADC读数会被存储为0点。行使校准气体,当传感器输出统统创设后,从“Calibrate(校准)”菜单当选择“Set Span(修立局限)”。输入所用校准气体的浓度,单击“OK(确定)”。这样会存储体系局限。

  传感器运用65 nA/ppm的外率响合时,公式3显示与一氧化碳的ppm有函数相干的电途输出电压。

  要行使体系校准数据,请选中前面板上的“Display Calibrated Data(显示校准数据)”复选框。

  该电途板的输入信号是气体浓度;所以必要校准气体源。运用一氧化碳举办测试时,最大短功夫接触限值为250 ppm。

  流入WE引脚的电流看待每ppm气体浓度低于100 nA;所以将此电流转换为输出电压必要具有极低输入偏置电流的跨阻放大器。ADA4505-2运算放大器正在室温下具有最大输入偏置电流为2 pA的CMOS输入,所以很适合这种行使。

  跨阻放大器的输入噪声正在输出端涌现为由噪声增益放大。看待本电途,咱们仅眷注低频噪声,由于传感器使命频率极低。ADA4505-2的0.1 Hz至10 Hz输入电压噪声为2.95 V p-p;所以,输出端噪声为1.03 mV p-p,如公式5所示。

  本文所述电途具有极低的功耗。运用两个 ADA4528-1 运算放大器代庖ADA4505-2可大幅下降噪声,抬高精度,但功耗也会弥补。ADA4528-1具有现实为零的失调漂移和业界领先的低输入电压噪声。

  CO-AX传感器的最大反响是100 nA/ppm,其最大输入局限为2000 ppm的一氧化碳。所以,最大输出电流为200 A,最大输出电压由跨阻电阻决计,如公式2所示。

  将CN0234评估软件光盘放入PC的光盘驱动器,加载评估软件。翻开“My Computer(我的电脑)”,找到包罗评估软件光盘的驱动器,翻开Readme 文献。服从Readme 文献中的诠释装置和运用评估软件。

  图3显示测试修立的功用框图。EVAL-CN0234-SDPZ-SCH PDF文献供给了完美电途道理图。此文献位于CN0234 打算赞成包中。

  固然两节AAA电池就能为图1所示电途供电数月之久,少许行使或许必要运用外部电源运转。推行双电源修设的最有用格式是运用内置开闭且具有呆板断开性子的电源插座,正在将外部电源插头插入插座时可自愿移除电池电源。

  图1所示电途是运用电化学传感器的单电源、低功耗、电池供电、便携式气体探测器。本示例中运用Alphasense CO-AX一氧化碳传感器。

  运用5 V电源为电途供电可正在跨阻放大器U2-B的输出端发生2.5 V的可用局限。为跨阻反应电阻采取11.5 k电阻可供给4.8 V的最大输出电压,从而供给大约8%的超量程才具。

  图2显示电化学传感器衡量电途的道理示妄图。电化学传感器的使命道理是首肯气体通过薄膜扩散到传感器内,并与使命电极(WE)互相影响。传感器参考电极(RE)供给反应,以便通过转变反电极(CE)上的电压连结WE引脚的恒定电位。WE引脚上的电流对象取决于爆发的响应是氧化照样还原。正在一氧化碳情景下爆发的是氧化;所以,电流会流入使命电极,这恳求反电极相看待使命电极处于负电压(广泛为300 mV至400 mV)。驱动CE引脚的运算放大器相看待 VREF应具有1 V的输出电压局限,以便为差别类型的传感器(Alphasense行使札记AAN-105-03,打算恒电位电途,Alphasense公司)供给充满裕量。

  放大器U2-A从CE引脚接收足够的电流,以便正在传感器的WE和RE引脚间连结0 V电位。RE引脚连绵到U2-A的反相输入;所以此中无电流活动。这意味着电流从WE引脚流出,随气体浓度显示线-B将传感器电流转换为与气体浓度成正比的电压。

  假使未选中“Display Calibrated Data(显示校准数据)”复选框,步调采用默认比例值运转,即假定标称传感器反响为65 nA/ppm,无失调差错。

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