1 甲醇测试仪总体方案设计1.1 甲醇浓度检测仪设计要求分析设计的甲醇浓度测试仪应具有如下特点: ( 1) 数据采集系统以单片机为控制核心, 外围电路带有LED显示以及键盘响应电路, 无需要其它计算机, 用户就能够与之进行交互工作, 完成数据的采集、 存储、 计算、 分析等过程。( 2) 系统具有低功耗、 小型化、 高性价比等特点。( 3) 从便携式的角度出发, 系统成功使用了数码管显示器以及小键盘。由单片机系统控制键盘和LED显示来实现人机交互操作, 界面友好。( 4) 软件设计简单易懂。1.2 甲醇浓度检测仪设计方案设计时, 考虑甲醇浓度是由传感器把非电量转换为电量, 传感器输出的是0-5伏的电压值且电压值稳定, 外部干扰小等。因此, 能够直接把传感器输出电压值经过A/D转换器转换得到数据送入单片机进行处理。另外, 还需接人LED显示, 4*4键盘, 报警电路等。其总体框图如图2.1所示。图1.1 基本工作原理图2 硬件设计被测环境气敏传感器A/D 转换电路单片机声光报警电路LED 显示键盘2.1 传感器的选择本系统采纳气敏传感器直接测量的是空气中的甲醇浓度。传感器只能采对甲醇气体敏感, 对其它气体不敏感, 故选用 MQ3 型气敏传感器,这是考虑到周围空气中的气体成分可能影响传感器测量的准确性。MQ3 型气敏传感器由微型 Al2O3, 陶瓷管和测量电极、 SnO2 敏感层和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢的腔体内, 加热器为气敏元件的工作提供了必要的工作条件。MQ3 型气敏传感器有很高的灵敏度、 良好的选择性、 长期的使用寿命和可靠的稳定性。传感器的标准回路有加热回路和信号输出回路两部分组成, 它能够准确反映传感器表面电阻值的变化。传感器的表面电阻 RS 的变化, 是经过与其串联的负载电阻 RL 上的有效电压信号 VRL 输出面获得的。负载电阻 RL可调为 0．5-200K。加热电压 Uh 为 5v。上述这些参数使得传感器输出电压为 0-5V。MQ3 型气敏传感器的结构和外形、 标准回路、 传感器阻值变化率与酒精浓度、 外界温度的关系图如图 3-3 所示。一般在测量前需将传感器预热 5 分钟, 这个样子是为了使测量的精度达到最高, 误差最小, 需要找到合适的温度。 图2.1 MQ3 结构和外形图2.2 MQ3 结构图2.2 A/D转换电路在单片机应用系统中, 被测量对象的有关变化量, 如温度、 压力、 流量、 速度等非电物理量, 须经传感器转换成连续变化的模拟电信号( 电压或电流) , 这些模拟电信...
