氧化碳報(bào)警器的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

哈爾濱理工大學(xué) 遠(yuǎn)東學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 - I - 一氧化碳報(bào)警器 摘要 隨著工業(yè)的發(fā)展和汽車尾氣的大量排放，空氣遭到了嚴(yán)重的污染，同時(shí)在家庭生活中，煤氣的不完全燃燒也將產(chǎn)生大量的一氧化碳?xì)怏w，而一氧化碳?xì)怏w的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，在室內(nèi)通風(fēng)條件不大好的情況下，可能引起人體中毒，產(chǎn)生致命后果。因此需要對(duì)大氣中的一氧化碳?xì)怏w進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 本文主要對(duì)一氧化碳報(bào)警器的原理進(jìn)行了分析，其中重點(diǎn)分析了一氧化碳傳感器探測(cè)信號(hào)的模式分類及識(shí)別，其原理是采用溫度調(diào)制模式，基于統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，采用 貝葉斯公式對(duì)各模式進(jìn)行識(shí)別。對(duì)于 一氧化碳傳感器的信號(hào)處理方法，主要介紹了快速傅立葉變換方法 (離散小波變換方法 (同時(shí)還對(duì)目前一氧化碳監(jiān)測(cè)中存在的主要問(wèn)題進(jìn)行了初步的分析。 最后，根據(jù)一氧化碳傳感器的原理，針對(duì)家庭中一氧化碳?xì)怏w的監(jiān)測(cè)，初步確定一氧化碳傳報(bào)警器的設(shè)計(jì)要求，根據(jù)當(dāng)前一氧化碳傳感器的發(fā)展?fàn)顩r，選用 司的 片進(jìn)行一氧化碳報(bào)警器的設(shè)計(jì)。同時(shí)對(duì) 感器的結(jié)構(gòu)及工作模式進(jìn)行了介紹。根據(jù)片的結(jié)構(gòu)及工作模式，設(shè)計(jì)了報(bào)警器電路，并對(duì)報(bào)警器的控制軟件進(jìn)行了初步的設(shè)計(jì)，最后完成了對(duì)一氧化碳報(bào)警器的調(diào)試，調(diào)試結(jié)果表明該報(bào)警器是可以 在實(shí)際中使用。 關(guān)鍵詞 一氧化碳報(bào)警器；溫度調(diào)制模式；傳感器 哈爾濱理工大學(xué) 遠(yuǎn)東學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 - Co of of is At of O in O is a of is in to is So it is to O in O on of O O is on O At O At on O to O in O to O to O At At O O be in CO 爾濱理工大學(xué) 遠(yuǎn)東學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 - 目錄 摘要 . I . 1 章 緒論 . 1 題背景 . 1 究的目的和意義 . 1 氧化碳報(bào)警器的發(fā)展?fàn)顩r . 2 第 2 章 一氧化碳傳感器信號(hào)處理技術(shù) . 5 體傳感器陣列信號(hào)處理技術(shù) . 5 號(hào)預(yù)處理 . 5 式分類，識(shí)別和量化 . 7 體傳感器溫度調(diào)制及信號(hào)處理技術(shù) . 10 度調(diào)制模式 . 10 號(hào)處理方法 . 12 在的問(wèn)題 . 12 章小結(jié) . 13 第 3 章 一氧化碳報(bào)警器的設(shè)計(jì) . 14 件的結(jié)構(gòu)原理 . 14 件的工作模式 . 15 氧化碳報(bào)警器的設(shè)計(jì) . 16 路原理 . 17 制過(guò)程 . 18 于溫度變化的特性處理 (假設(shè) 0 . 18 . 19 試和結(jié)果 . 20 章小結(jié) . 20 結(jié)論 . 21 致謝 . 22 參考文獻(xiàn) . 23 附錄 A . 26 附錄 B . 34 哈爾濱理工大學(xué) 遠(yuǎn)東學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 - 1 - 第 1章 緒論 題背景 隨著工業(yè)的發(fā)展和汽車尾氣的大量排放，空氣遭到了嚴(yán)重的污染，因此對(duì)大氣中有毒氣體的監(jiān)測(cè)也成為人們關(guān)心的一個(gè)主要問(wèn)題，而大氣中一氧化碳?xì)怏w對(duì)人體的毒害是致命的，因此 ，迫切需要開(kāi)發(fā)一種儀器來(lái)檢測(cè)家庭和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的一氧化碳?xì)怏w。 究的目的和意義 空氣中的一氧化碳為 無(wú)色、無(wú)味氣體，相對(duì)分子量為 空氣相對(duì)密度為 標(biāo)準(zhǔn)狀況 下， 1L 氣體質(zhì)量為 1000C)，燃燒時(shí)為淡 藍(lán) 色火焰。 一氧化碳是有害氣體，對(duì)人體有強(qiáng)烈的毒害作用。一氧化碳中毒時(shí)，使紅血球的血紅蛋白不能與氧結(jié)合，妨礙了機(jī)體各組織的輸氧功能，造成缺氧癥。當(dāng)一氧化碳濃度為 ，無(wú)自覺(jué)癥狀， 會(huì)出現(xiàn)頭痛、疲倦、惡性、頭暈 等感覺(jué)， 700mg/發(fā)生心悸亢進(jìn)，并伴隨有虛脫危險(xiǎn)， 1250 mg/出現(xiàn)昏睡，痙攣而死亡。有時(shí)根據(jù)碳氧血紅蛋白（ 評(píng)價(jià)室內(nèi)一氧化碳低暴露水平對(duì)人體的影響， 3兒童 均飽和度為 12不吸煙人群為 但成年不吸煙人群中 4%的人 過(guò) 2室內(nèi)污染所致 和度只有超過(guò)2%，才會(huì)影響心肺病人的活動(dòng)能力，加重心血管的缺血癥狀。 燃料不完全燃燒產(chǎn)生的污染物，若沒(méi)有室內(nèi)燃燒污染源，室內(nèi)度與室外是相同的。室內(nèi)使用燃?xì)庠罨蛐⌒兔河图訜?器，其釋放 0 倍。廚房使用燃?xì)庠?10平在 于一氧化碳在空氣中很穩(wěn)定，如果室內(nèi)通風(fēng)較差， 會(huì)長(zhǎng)時(shí)間滯留在室內(nèi)。 因此，很容易致人中毒。 同時(shí)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，尤其在煤炭生產(chǎn)基地，如果一氧化碳濃度過(guò)高，很容易引起火災(zāi)和爆炸，引起嚴(yán)重的事故和后果，造成重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。因而作好煤炭自燃火災(zāi)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防滅火工作顯得尤為重要。因此，人們發(fā)現(xiàn)了測(cè)溫法來(lái)進(jìn)行溫度可燃?xì)怏w的監(jiān)測(cè)。測(cè)溫法是發(fā)現(xiàn)煤炭自熱和探尋高溫點(diǎn)及火源的最直接、最可靠的方法，但煤 體內(nèi)部溫度的測(cè)溫技術(shù)尚未完全解決，目前僅作為掌握自燃動(dòng)態(tài)、確定自燃區(qū)位置的一種有效的補(bǔ)充手段 1。測(cè)定礦內(nèi)空氣成分變化，是早期預(yù)報(bào)自燃火災(zāi)應(yīng)哈爾濱理工大學(xué) 遠(yuǎn)東學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 - 2 - 用最廣而且比較可靠的方法。煤類火災(zāi)的主要指標(biāo)是 乙烯 烯 炔 。它們是按一氧化碳 ->氫 ->乙烯 ->丙烯 ->乙炔的順序生成、釋放并隨溫度而增加的。當(dāng)溫度異常時(shí)，首先出現(xiàn) 溫度增高，出現(xiàn) 后是 接著是 后出現(xiàn) 其他氣體 2。由于一氧化碳生成溫度低，生成量大，其生成量隨溫度升高按指數(shù) 規(guī)律增加。所以，煤礦井下廣泛以一氧化碳?xì)怏w作為預(yù)報(bào)煤炭自燃的指標(biāo)氣體。它的變化一直在煤礦安全生產(chǎn)活動(dòng)中受到高度重視，特別是煤層有自然發(fā)火傾向的礦井更是如此。在煤礦井下， 來(lái)源一般是由于煤自熱或自燃產(chǎn)生的。所以當(dāng)井下出現(xiàn) 體或 體濃度穩(wěn)定地增長(zhǎng)時(shí)，就認(rèn)為煤炭在自然發(fā)火或有自然發(fā)火的危險(xiǎn)。然而，有些礦井，煤層中本身就含有 煤層開(kāi)采過(guò)程中，就逸出到采掘空間的風(fēng)流中來(lái)，如果對(duì)其逸出量及規(guī)律不能掌握，就會(huì)造成煤炭自燃火災(zāi)的誤報(bào)，對(duì)預(yù)報(bào)和防治煤炭自然發(fā)火造成不利影響 3。大水頭煤礦是煤層具有自然發(fā)火 傾向性的礦井，經(jīng)過(guò)對(duì)大水頭煤礦幾十次煤炭自然發(fā)火災(zāi)害有關(guān)參數(shù)的反復(fù)觀察分析認(rèn)為，同樣是煤炭自燃造成的火災(zāi)，但每次其自然發(fā)火期的長(zhǎng)短、氧化速度、各種災(zāi)害氣體的濃度等都隨時(shí)間、地點(diǎn)的不同有所差異，這其中的原因除一些外在的因素和煤層所處的自然環(huán)境因素外，還有一個(gè)不被人們所掌握的內(nèi)在因素 O 成份在起著潛移默化、推波助瀾的作用。雖然確定的煤層自然發(fā)火期是 3月，但實(shí)際生產(chǎn)中常常出現(xiàn)一些預(yù)料之外的事例：掘進(jìn)工作面后巷幾十米處高頂就有 體出現(xiàn)；炮采工作面剛開(kāi)采，短期內(nèi)上隅角就檢測(cè)出 體 :綜放面每月 推進(jìn) 60m 左右，其支架頂部煤體中仍能查出高濃度 (的 體成份。通過(guò)分析表明煤電鉆打的孔內(nèi)實(shí)測(cè) 而且一氧化碳檢測(cè)管變色環(huán)呈血紅色，比火區(qū)測(cè)定的還要高。因此要必要開(kāi)發(fā) 警器來(lái)對(duì) 行監(jiān)測(cè)，指導(dǎo)安全生產(chǎn)。 氧化碳報(bào)警器的發(fā)展?fàn)顩r 1964 年，由 用氣體在電極上的氧化還原反應(yīng)研制出了第一個(gè)氣敏傳感器， 1982 年英國(guó) 學(xué)的 提出了利用氣敏傳感器模擬動(dòng)物嗅覺(jué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 4，自此后氣體傳感器飛速發(fā)展，應(yīng)用 于各種場(chǎng)合，比如氣體泄漏檢測(cè)，環(huán)境檢測(cè)等?，F(xiàn)在各國(guó)研究主要針對(duì)的是有毒性氣體和可燃燒性氣體，研究的主要方向是如何提高傳感器的敏感度和工作性能、惡劣環(huán)境中的工作時(shí)間以及降低成本和智能化等。 下面簡(jiǎn)單介紹各種常用的一氧化碳報(bào)警器的工作原理最新的研究進(jìn)展。一氧化碳報(bào)警器主要包括兩部分，一部分是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由各種傳感器組成，另一部分是報(bào)警系統(tǒng)，根據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)的指標(biāo)作出報(bào)警判斷。 哈爾濱理工大學(xué) 遠(yuǎn)東學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 - 3 - 首先簡(jiǎn)單介紹下一氧化碳傳感器的發(fā)展?fàn)顩r。氣體傳感器主要有半導(dǎo)體傳感器（電阻型和非電阻型）、絕緣體傳感器（接觸燃燒式和電容式）、電化學(xué)式（恒電位 電解式、伽伐尼電池式），還有紅外吸收型、石英振蕩型、光纖型、熱傳導(dǎo)型、聲表面波型、氣體色譜法等 5。 電阻式半導(dǎo)體氣敏元件是根據(jù)半導(dǎo)體接觸到氣體時(shí)其阻值的改變來(lái)檢測(cè)氣體的濃度；非電阻式半導(dǎo)體氣敏元件則是根據(jù)氣體的吸附和反應(yīng)使其某些特性發(fā)生變化對(duì)氣體進(jìn)行直接或間接的檢測(cè)。 接觸燃燒式氣體傳感器是基于強(qiáng)催化劑使氣體在其表面燃燒時(shí)產(chǎn)生熱量，使傳感器溫度上升，這種溫度變化可使貴金屬電極電導(dǎo)隨之變化的原理而設(shè)計(jì)的。另外與半導(dǎo)體傳感器不同的是，它幾乎不受周圍環(huán)境濕度的影響。電容式氣體傳感器則是根據(jù)敏感材料吸附氣體后其 介電常數(shù)發(fā)生改變導(dǎo)致電容變化的原理而設(shè)計(jì)。 電化學(xué)式氣體傳感器，主要利用兩個(gè)電極之間的化學(xué)電位差，一個(gè)在氣體中測(cè)量氣體濃度，另一個(gè)是固定的參比電極。電化學(xué)式傳感器采用恒電位電解方式和伽伐尼電池方式工作。有液體電解質(zhì)和固體電解質(zhì)，而液體電解質(zhì)又分為電位型和電流型。電位型是利用電極電勢(shì)和氣體濃度之間的關(guān)系進(jìn)行測(cè)量；電流型采用極限電流原理，利用氣體通過(guò)薄層透氣膜或毛細(xì)孔擴(kuò)散作為限流措施，獲得穩(wěn)定的傳質(zhì)條件，產(chǎn)生正比于氣體濃度或分壓的極限擴(kuò)散電流。 紅外吸收型傳感器，當(dāng)紅外光通過(guò)待測(cè)氣體時(shí)， 這些氣體分子對(duì)特定波長(zhǎng) 的紅外光有吸收， 其吸收關(guān)系服從朗伯 收定律，通過(guò)光強(qiáng)的變化測(cè)出氣體的濃度。 聲表面波傳感器的關(guān)鍵是 蕩器，它由壓電材料基片和沉積在基片上不同功能的叉指換能器所組成，由延遲型和振子型兩種振蕩器。 感器自身固有一個(gè)振蕩頻率，當(dāng)外界待測(cè)量變化時(shí)，會(huì)引起振蕩頻率的變化，從而測(cè)出氣體濃度。 對(duì) 體檢測(cè)的適用方法有比色法、半導(dǎo)體法、紅外吸收探測(cè)法、電化學(xué)氣體傳感器檢測(cè)法等。 比色法是根據(jù) 體是還原性氣體，能使氧化物發(fā)生 反應(yīng)，因而使化合物顏色改變，通過(guò)顏色變化來(lái)測(cè)定氣體的濃度，這種傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有電功耗。 半導(dǎo)體 感器，通過(guò)溶膠 凝膠法獲得 材料，在基材料中摻雜金屬催化劑來(lái)測(cè)定氣體 6?，F(xiàn)國(guó)外有研究對(duì) 材料中摻雜，并發(fā)現(xiàn)當(dāng)傳感器工作在 220C 時(shí)，在 摻雜 2%的，傳感器對(duì) 有最大的敏感度。由于氣體傳感器的交叉感應(yīng)，使得 感器對(duì)很多氣體如 都有感應(yīng)，但是采用上面的方法使得對(duì)其他氣體的敏感度下降很多 7。 化學(xué)氣體傳感器敏感電極如常 用的金屬材料電化學(xué)電極有 爾濱理工大學(xué) 遠(yuǎn)東學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 - 4 - W、 過(guò)渡金屬元素，這類元素具有空余的 d、 f 電子軌道和多余的 d、 f 電子，可在氧化還原的過(guò)程中提供電子空位或電子，也可以形成絡(luò)合物，具有較強(qiáng)的催化能力 8。又研制了一種新型的 化學(xué)式氣體傳感器，即把多壁碳納米管自組裝到鉑微電極上，制備多壁碳納米管粉末微電極，以其為工作電極， 參比電極， 為對(duì)比電極，多孔聚四氟乙烯膜作為透氣膜制成傳感器，對(duì) 有顯著的電化學(xué)催化效應(yīng)，其響應(yīng)時(shí)間短，重復(fù)性好 9。 利用 體近紅外吸收機(jī)理，研究了 一種光譜吸收型光纖 體傳感器，該儀器檢測(cè)靈敏度可達(dá)到 100。另一種光學(xué)型傳感器是用溶膠 凝膠鹽酸催化法和超聲制得 膜，將薄膜浸入氯化鈀、氯化銅混合溶液，勻速提拉，干燥后制得敏感膜，利用鈀鹽與 應(yīng)，生成鈀單質(zhì)，引起吸光度變化 11。 采用超頻率音響增強(qiáng)電鍍鐵酸鹽方法獲得磁敏感膜，磁飽和度和矯頑磁力決定對(duì)氣體的響應(yīng)敏感度。當(dāng)溫度加熱到 85C 時(shí)，得到最大響應(yīng)，檢測(cè)范圍 33350002。 哈爾濱理工大學(xué) 遠(yuǎn)東學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 - 5 - 第 2章 一氧化碳傳感器信號(hào)處理技術(shù) 一氧化碳報(bào)警器主要由氣體傳感器和報(bào)警電路 組成，而其性能的好壞又取決于氣體傳感器，因此，氣體傳感器所采用技術(shù)是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵，下面我們重點(diǎn)分析在一氧化碳傳感器中所采用的信號(hào)處理技術(shù)。 體傳感器陣列信號(hào)處理技術(shù) 與哺乳動(dòng)物的嗅覺(jué)系統(tǒng)類似，氣體傳感器陣列是一氧化碳傳感系統(tǒng)的“氣味感受細(xì)胞”，感受到氣味時(shí)就將信號(hào)通過(guò)接口電路及一些預(yù)處理電路 (生物嗅覺(jué)中對(duì)應(yīng)的部位為“嗅球” )然后傳到信息處理中心 (大腦 )，通過(guò)“大腦”內(nèi)的嗅覺(jué)信號(hào)處理，完成對(duì)氣味的識(shí)別和簡(jiǎn)單量化，并發(fā)送相應(yīng)的控制信號(hào)。該系統(tǒng)稱為電子鼻系統(tǒng)。其信息處理中心通常由電腦或微處理器實(shí)現(xiàn)，其中的“嗅 覺(jué)”信號(hào)處理技術(shù)對(duì)于電子鼻的性能起著關(guān)鍵作用。 對(duì)這一技術(shù)的研究，從氣體傳感器陣列和電子鼻的概念提出后，就一直都沒(méi)有間斷過(guò)。一個(gè)成功的氣體 (氣味 )識(shí)別和量化系統(tǒng)通常要涉及到多種多維信號(hào)的處理方法，包括信號(hào)預(yù)處理、特征提取、特征選擇、分類、回歸、聚類以及驗(yàn)證等 13，基于統(tǒng)計(jì)的模式識(shí)別方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多種信號(hào)處理方法己在電子鼻領(lǐng)域里得到了應(yīng)用并取得了一些成果。 號(hào)預(yù)處理 信號(hào)預(yù)處理的主要目的有濾波、基線處理、漂移補(bǔ)償、信息壓縮以及歸一化等。圖 2金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器的一般測(cè)量電路，其中串聯(lián) 負(fù)載電阻， 氣體傳感器的電阻， 測(cè)量電壓， V 為實(shí)際傳感器測(cè)量電壓。 圖 2微熱板式氣體傳感器的單臂電橋測(cè)量電路 傳感器的描述信號(hào)可用電壓信號(hào) (V)、電阻信號(hào) (R)和電導(dǎo)信號(hào) (G)等物理量表示，三個(gè)物理量互相關(guān)聯(lián)，電阻和電導(dǎo)互為倒數(shù)，其中電壓信號(hào)受串聯(lián)電阻的影響，在量程大且需更改串聯(lián)電阻的情況下不宜使用?；€的概念為傳感器在空氣中的信號(hào)，處理方法主要有三種 :差值法，比例法和分?jǐn)?shù)比值法。以電導(dǎo)物理量為例，定義其在空氣中的基線值為 被測(cè)氣體中的值為 那么對(duì)應(yīng)的三種處理方法見(jiàn) 表 2用的處理方法為哈爾濱理工大學(xué) 遠(yuǎn)東學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 - 6 - 分?jǐn)?shù)比值法，因此 為衡量傳感器氣敏性能的一個(gè)重要參數(shù)。上述基線的處理方法僅是對(duì)氣體傳感器信號(hào)的簡(jiǎn)單處理，基線漂移的抑制是氣體傳感器領(lǐng)域中的一個(gè)重要研究問(wèn)題。作為一種化學(xué)傳感器，受空氣中多種因素的影響，基線漂移緩慢、隨機(jī)，迄今還沒(méi)有形成一種統(tǒng)一的理論來(lái)描述。小波變換技術(shù)在基線漂移抑制方面取得了較好的效果 14。 表 2線處理方法 處理方法 說(shuō)明 差值法 G=除疊加性噪聲和漂移 比例法 除乘積性 噪聲和漂移 分?jǐn)?shù)比值法 是 (，氣體傳感器的特征信號(hào)有多種，如穩(wěn)態(tài)信號(hào)、瞬態(tài)信號(hào)等。特征是直接從傳感器的原始信號(hào)提取出來(lái)的參數(shù)，各特征之間相互關(guān)聯(lián)，由于交叉敏感的影響，各傳感器之間也相互關(guān)聯(lián)，因此這樣一個(gè)原始的特征參數(shù)集是一個(gè)富含冗余信息的高維向量。維數(shù)增多引起后續(xù)信號(hào)處理的復(fù)雜程度呈指數(shù)上升，也就是所謂的“維數(shù)咒語(yǔ)”問(wèn)題，使得降維處理成為必要。同時(shí)，信息冗余容易導(dǎo)致信號(hào)參數(shù)的協(xié)方差矩陣奇異，因此特 征選擇和特征提取成為氣體傳感器陣列信號(hào)處理的兩個(gè)必要步驟。特征選擇的目的是從 M 個(gè)特征中選擇 N 個(gè)參數(shù) (不可觀測(cè)的隨機(jī)變量，稱為誤差項(xiàng)。由實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到 P 組輸入輸出向量，那么。 C= (m×p， S= (m×p，輸入輸出關(guān)系為 C=。忽略誤差項(xiàng)，當(dāng) c1(t) c2(t) cm(t) 傳感器 1 接口 1 信號(hào)處理器 1 陣列信號(hào)預(yù)處理 傳感器 2 接口 2 信號(hào)處理器 2 傳感器 m 接口 m 信號(hào)處理器 m 識(shí) 判 別 斷 量 決 化 策 y1(t) y2(t) y3(t) ym(t) t) 哈爾濱理工大學(xué) 遠(yuǎn)東學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 - 9 - 為非奇異陣時(shí)參數(shù)矩陣可由 A=算得到，但是作為觀測(cè)向量， S 可能為奇異陣。因此在矩陣分析中引入偽逆來(lái)解決這一問(wèn)題。 T 1)( (2S+為 S 的偽逆， S+S=I，上式為正規(guī)的二乘估計(jì)算法。 最小二乘法的回歸方程中使用了所有傳感器的輸出項(xiàng)進(jìn)行估計(jì)，由 于交叉敏感和傳感器輸出信號(hào)的相似性，信號(hào)之間相關(guān)性大，通過(guò) 除數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，提取主成分用于回歸方程，該種方法就是主成分回歸法 (主成分的提取法則是沿著觀測(cè)數(shù)據(jù)向量方差最大的方向提取，因此它們與被測(cè)氣體濃度之間的線性依賴關(guān)系也并非最好 24。偏最小二乘法 (夠處理共線性數(shù)據(jù)，在化學(xué)計(jì)量的數(shù)據(jù)分析中使用較多。與 同， 次尋找各傳感器與混合氣體濃度之間的最大相關(guān)性。最小二乘法、主成分回歸法和偏最小二乘法的基礎(chǔ)模型都是線性回歸模型，隨著測(cè)試氣體濃度范圍的擴(kuò)展，傳感器響應(yīng)與氣體 濃度之間的非線性關(guān)系逐漸增強(qiáng)，具有非線性擴(kuò)展能力的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) (函數(shù)逼近網(wǎng)絡(luò) )和遺傳算法在混合氣體分析中得到了廣泛的應(yīng)用 25。 聚類分析在電子鼻數(shù)據(jù)處理中應(yīng)用也較為廣泛，它是一種無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)過(guò)程，用于尋找數(shù)據(jù)樣本之間的空間關(guān)系或相似性，主要包括三個(gè)基本步驟 :(a) 定義樣本之間的不相似性法則，通常采用歐式距離； (b)定義一種優(yōu)化聚類的法則，通常基于類內(nèi)和類間結(jié)構(gòu) (如擴(kuò)展類間距離，壓縮類內(nèi)距離等 )； (c)定義一種搜索算法，用于將某一測(cè)試樣本賦給某一類。目前應(yīng)用較多的聚類方法主要有樹(shù)狀圖法 (、 C 均值法以及自組織映射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (樹(shù)狀圖法可以通過(guò)自底向上的凝聚算法或者自頂向下的分裂算法形成。 6等使用樹(shù)狀圖法分析了 12 個(gè)金屬氧化物氣體傳感器對(duì)幾種酒精的識(shí)別。將訓(xùn)練樣本隨機(jī)設(shè)定為 C 個(gè)不相連的類，計(jì)算每個(gè)類的均值，然后重新分配各樣本到 C 個(gè)類中再計(jì)算各類的平均值，直到相鄰兩次重新分配的各類均值不變就結(jié)束迭代計(jì)算，這種方法就是 C 均值法。隨著模糊數(shù)學(xué)的發(fā)展，模糊集理論在氣體分析領(lǐng)域中也得到了應(yīng)用，并在 C 均值算法的基礎(chǔ)上發(fā)展為模糊 C 均值算法。 一種能夠產(chǎn)生拓?fù)浞植冀Y(jié)構(gòu)的互連接技術(shù)，通常是一個(gè)二維的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，首先通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制選擇網(wǎng)格中與數(shù)據(jù)樣本最近的神經(jīng)元及其附近的神經(jīng)元并激活，調(diào)整其在二維網(wǎng)格中的坐標(biāo)使得它們更接近于數(shù)據(jù)樣本 27。 聚類、分類和回歸都是氣體分析和氣味識(shí)別中的重要問(wèn)題，聚類是無(wú)監(jiān)督的，從廣義上來(lái)講，聚類屬于分類。倘若將“類”作為一個(gè)變量尋求輸入和這個(gè)變量之間的關(guān)系，那么分類實(shí)際上又是回歸的一種。因此多種算法都可以同時(shí)用于聚類、分類和回歸，比如 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、 。無(wú)論是何種問(wèn)題，都需要一些先驗(yàn) 數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本完成模型的構(gòu)建，最終模型的好壞需要通過(guò)一些新的數(shù)據(jù)樣本來(lái)說(shuō)明驗(yàn)證。驗(yàn)證哈爾濱理工大學(xué) 遠(yuǎn)東學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 - 10 - 的過(guò)程就是使用構(gòu)建的模型對(duì)新的樣本進(jìn)行估計(jì)，考察估計(jì)的結(jié)果是否令人滿意，這些新的樣本就是測(cè)試樣本的選取。測(cè)試樣本的選取方法也有多種，如使用新的樣本集或多次交叉驗(yàn)證法等，在氣體分析中多采用新樣本集進(jìn)行驗(yàn)證。 體傳感器溫度調(diào)制及信號(hào)處理技術(shù) 作為一種化學(xué)傳感器，在不同的工作溫度下，氣敏材料對(duì)不同氣體的吸附選擇性和靈敏度不同。金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器的氣敏特性受器件溫度的影響和控制，在不同工作溫度范圍內(nèi)對(duì)不同氣體的響應(yīng)有所不同。因此，可將半導(dǎo)體氣體傳感器調(diào)制在不同的溫度模式下，測(cè)試傳感器在給定溫度模式下對(duì)不辰氣體的動(dòng)態(tài)響應(yīng)信號(hào)，結(jié)合信號(hào)處理技術(shù)，提取傳感器對(duì)不同氣體成分的響應(yīng)特征，用于氣體的識(shí)別、量化和分類。 度調(diào)制模式 調(diào)查發(fā)現(xiàn)，最早關(guān)于溫度調(diào)制方面的文獻(xiàn)資料源于美國(guó)專利， 1975 8申請(qǐng)了用于 測(cè)的氣體傳感器溫度調(diào)制技術(shù)方面的專利，即控制傳感器低溫檢測(cè)、高溫清洗的檢測(cè)方法，該技術(shù)現(xiàn)已經(jīng)被司的 感器采用 ;緊接著在 1975 年 請(qǐng)了一個(gè)將傳感器控制在高低兩個(gè)溫度點(diǎn)而識(shí) 別甲烷干擾下的一氧化碳?xì)怏w檢測(cè)系統(tǒng)的專利保護(hù)； 1980 年 29提出了 3 個(gè)溫度點(diǎn)的控制系統(tǒng)用于檢測(cè)一氧化碳 :之后方波、鋸齒波、三角波等相繼被用于傳感器的控制，試圖識(shí)別不同種類的氣體 30。氣體傳感器對(duì)溫度依賴的一個(gè)重要現(xiàn)象為傳感器在升溫和降溫時(shí)的滯回現(xiàn)象。 1是傳感器動(dòng)態(tài)響應(yīng)的較早研究者之一，它研究了獨(dú)立溫度階躍激勵(lì)下的傳感器在不同氧分壓下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，并指出當(dāng)傳感器溫度變化的足夠慢時(shí)，遲滯效應(yīng)會(huì)減弱至最低，他使用了半導(dǎo)體勢(shì)壘理論來(lái)解釋傳感器的溫度效應(yīng)。 結(jié) 指出，提高氣體檢測(cè)系統(tǒng)的選擇性，可以使用工作在不同工作溫度下的傳感器組成陣列，也可以使用一個(gè)依次工作在不同溫度下的傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)。這構(gòu)成了現(xiàn)在氣體檢測(cè)領(lǐng)域內(nèi)的兩個(gè)主要研究方向。 溫度調(diào)制的一個(gè)最簡(jiǎn)單方式就是控制傳感器的加熱電壓時(shí)通時(shí)斷，1992 年， 2將 體傳感器控制在脈沖加熱電壓下，傳感器首先在 熱電壓下預(yù)熱，當(dāng)響應(yīng)穩(wěn)定時(shí)，斷開(kāi)加熱電壓，監(jiān)測(cè)傳感器的響應(yīng)信號(hào)，再開(kāi)啟 熱電壓，依次周期性控制，脈沖電壓的周期為 60s。 33每秒鐘給傳感器施加一個(gè)持續(xù) 時(shí)間為 8加熱脈沖，得到的暫態(tài)響應(yīng)用于定性識(shí)別 醇和氫氣。這些都是兩個(gè)溫度點(diǎn)之間的階躍 , 但是 5 等認(rèn)為全量程周期性(熱電壓在傳感器的溫度調(diào)制方面更具有優(yōu)越性和發(fā)展前景。所謂全量程周期性加熱電壓，是指控制傳感器遍歷從室溫到傳感器哈爾濱理工大學(xué) 遠(yuǎn)東學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 - 11 - 容許最高工作溫度范圍內(nèi)的所有溫度點(diǎn)。原因有三 :1)由于不同氣體對(duì)溫度的依賴特性不同，周期性溫度調(diào)制總能控制傳感器針對(duì)不同氣體給出典型曲線； 2)低溫時(shí)傳感器對(duì)氣體的不完全響應(yīng)有累積效應(yīng)，高溫則具有清洗作用； 3)在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，對(duì)應(yīng)某種氣體總有一個(gè)最高靈敏度工作溫度點(diǎn)，因而可以提高傳感器的靈敏度。但是，當(dāng)傳感器遍歷所有溫度點(diǎn)時(shí)，傳感器電阻本身受溫度的影響極為顯著，很多情況下需要調(diào)整匹配電阻才能準(zhǔn)確測(cè)量到傳感器電阻的變化，給測(cè)試帶來(lái)困難。因此比較合適的方法還是在一定偏壓和幅值下的溫度調(diào)制技術(shù)，而“遍歷”一定范圍內(nèi)的溫度點(diǎn)的思想仍然得到了延續(xù)。迄今為止，應(yīng)用和研究最多的溫度調(diào)制模式是正弦波，因?yàn)樵谡壹訜犭妷嚎刂葡?，傳感器的溫度變化能夠更好的跟蹤加熱電壓的變化，并且能夠遍歷各個(gè)溫度點(diǎn)。 由于燒結(jié)型傳感器以及厚膜傳感器 的加工工藝比較成熟，產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入或即將進(jìn)入市場(chǎng)，產(chǎn)品的可靠性和靈敏度有一定保證，因而它們也成為溫度調(diào)制技術(shù)的主要研究對(duì)象，如 司的 型號(hào)傳感器。 自 1996 年開(kāi)始針對(duì) 體傳感器進(jìn)行了一系列溫度調(diào)制方面的研究 36，考察了 不同功耗加熱下的 37，使用每秒鐘高溫 16加熱脈沖調(diào)制傳感器并觀察到傳感器輸出信號(hào)在加熱和降溫過(guò)程中的遲滯現(xiàn)象，最終確定了正弦溫度調(diào)制模式，頻率 f 為 20間，電壓為V=考察了該模式下傳感器對(duì)高濃度 (1000氧化碳、丙烷、氨氣和丙烯等氣體的響應(yīng)厚膜氣體傳感器較燒結(jié)型陶瓷傳感器尺寸小，響應(yīng)時(shí)間也較快，對(duì)氣體的響應(yīng)特征又與燒結(jié)型類似，因此在該領(lǐng)域內(nèi)的溫度調(diào)制技術(shù)研究也較多。 分別考察了厚膜氣體傳感器在正弦溫度調(diào)制模式下的響應(yīng)特征，頻率都為 50度調(diào)制范圍一般低溫 2000C 至高溫 4000C 左右。 考察了凝膠溶膠法研制的厚 膜傳感器在 20, 25, 30, 50個(gè)頻率以及 20,100,150,200 和 250 幾個(gè)溫度范圍調(diào)制下的矩形波的響應(yīng)信號(hào)，以及 20率下的幾個(gè)波形 (三角波、正弦波、鋸齒波等 )的調(diào)制效應(yīng)，定性分析了各個(gè)波形的響應(yīng)，并指出對(duì)所使用的傳感器檢測(cè) 酮較好的溫度調(diào)制模式為 20250 的矩形波。于鵬等采用高低溫加熱控制下的 4 個(gè)傳感器組成陣列用于白酒的識(shí)別 ;張正勇等考察了矩形波加熱下的幾種氣體響應(yīng)情況。 微 熱板式薄膜氣體傳感器由于具有尺寸小、溫度響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)，能夠快速跟蹤加熱電壓的變化，在溫度調(diào)制方面應(yīng)更具有優(yōu)越性。 1995 年發(fā)表了溫度調(diào)制模式控制下的傳感器響應(yīng)，考察了以鋸齒波為包絡(luò)的脈沖電壓調(diào)制模式，高溫加熱100降低至室溫，隔 5時(shí)間然后采樣傳感器的電阻值，測(cè)試了傳感器在丙酮、甲醛、乙醇和甲醇的飽和蒸汽中的響應(yīng)。 哈爾濱理工大學(xué) 遠(yuǎn)東學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 - 12 - 號(hào)處理方法 溫度調(diào)制擴(kuò)展了氣體傳感器在時(shí)間上的響應(yīng)信號(hào)，因此其信號(hào)處理方法主要包括了與時(shí)間頻率信號(hào)處理有關(guān)的快速傅立葉變換 (及離散小波變換 (法，通過(guò) 取與氣體有關(guān)的特征信號(hào)，再結(jié)合陣列信號(hào)處理方法對(duì)氣體模式進(jìn)行識(shí)別和量化。 察了換后得到的 2 階諧振信號(hào)的實(shí)部和虛部隨 1000氧化碳、丙烷、氨氣和丙烯氣體濃度的變化，并且將 4 個(gè)傳感器控制在正弦加熱模式下，提取每個(gè)傳感器的 2 階諧振信號(hào)實(shí)部和虛部組成陣列來(lái)識(shí)別4 種氣體 于該二階信號(hào)比較微弱，他們又提出了使用 2 倍頻的電壓信號(hào)對(duì)正弦加熱電壓調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行疊加增強(qiáng)二階諧振信號(hào)，提高信號(hào)的幅度 38， 及將考慮的諧頻信號(hào)增加到 3 階諧振，提高氣體識(shí)別的準(zhǔn)確率。 1995 年報(bào)導(dǎo)了氣敏材料受器件溫度的影響，并在1997 年報(bào)導(dǎo)了在正弦溫度調(diào)制 (2000)，頻率為 50式下，傳感器的電阻值經(jīng)過(guò)傅立葉變換，然后提取特征值結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì) 使用 及 取頻率信號(hào)，結(jié)合 及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì) 體響應(yīng)進(jìn)行了識(shí)別，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出為對(duì)氣體模式的 01 編碼。之后提出了小波變換與 結(jié)合的信號(hào) 處理方法，使用正弦信號(hào)或者多個(gè)正弦信號(hào)疊加后的信號(hào)加熱，通過(guò)小波變換提取典型頻率特征，然后使用 定出幾種頻率的正弦信號(hào)疊加調(diào)制傳感器的識(shí)別率中，哪幾種頻率的疊加最好。 入了半導(dǎo)體勢(shì)壘模型來(lái)分析傳感器受溫度的影響 39，該模型的基礎(chǔ)上添加了傳感器表面的化學(xué)反應(yīng)機(jī)制，并討論了在材料表面的化學(xué)吸附和反應(yīng)機(jī)理，對(duì)傳感器的遲滯現(xiàn)象進(jìn)行了定性的解釋。 該模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)展，采用優(yōu)化的方法，模擬了正弦溫度 調(diào)制模式下的傳感器響應(yīng)，與實(shí)際結(jié)果吻合較好。 熱板式薄膜氣體傳感器的溫度調(diào)制基礎(chǔ)上，純粹從信號(hào)處理的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)了溫度調(diào)制下的傳感器響應(yīng)函數(shù)，并在該函數(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)比較模型在一定調(diào)制模式下對(duì)甲醇和乙醇的響應(yīng)曲線的差值，以兩曲線之間差值的最小均方根最大為目標(biāo)，求解用于區(qū)別該兩種氣體的最佳溫度調(diào)制模式，但是從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，該方法效果不是很好。 在的問(wèn)題 從基于統(tǒng)計(jì)的模式識(shí)別方法到人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，各種多維信號(hào)處理方法在氣體傳感器陣列的信號(hào)處理中都有嘗試和應(yīng)用，其中一個(gè)主要的應(yīng)用是氣味 的識(shí)別。對(duì)于多成分氣體的識(shí)別和量化技術(shù)，目前較成功的方法是將各個(gè)濃度的氣體設(shè)定為一種模式，根據(jù)氣體傳感器陣列的響應(yīng)特征對(duì)哈爾濱理工大學(xué) 遠(yuǎn)東學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 - 13 - 各種模式進(jìn)行識(shí)別，要識(shí)別的模式數(shù)目依賴于量化的精確程度。精確程度越高，濃度劃分越細(xì)致，模式的數(shù)目就越多，導(dǎo)致訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間增長(zhǎng)，計(jì)算量增多，所需測(cè)量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)增多，給實(shí)際測(cè)量帶來(lái)不便。有效解決該問(wèn)題的方法就是建立混合氣體響應(yīng)的回歸模型。作為一種化學(xué)傳感器，氣體傳感器的響應(yīng)受到環(huán)境中溫度、濕度以及各種氣體的影響，諸多干擾因素給氣體傳感器回歸模型的建立增加了很多困難。 溫度調(diào)制模式對(duì)傳感器 選擇性的改善程度起著決定性的作用，溫度調(diào)制模式主要由調(diào)制波形、調(diào)制頻率、調(diào)制溫度的幅度以及偏移量等幾個(gè)參數(shù)決定，而迄今為止，氣體傳感器的溫度調(diào)制模式的選擇仍處于試錯(cuò)研究階段，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)根據(jù)實(shí)際情況考察適用的溫度調(diào)制模式，其中正弦溫度調(diào)制模式使用最多。目前對(duì)溫度調(diào)制模式的研究給出了一些有意義的結(jié)果，但大部分都還局限于定性分析，定量分析以及溫度調(diào)制方面的規(guī)律性的結(jié)論尚未形成。 章小結(jié) 本章主要 分析在一氧化碳傳感器中所采用的信號(hào)處理技術(shù) ，對(duì)氣體傳感器對(duì)信號(hào)的預(yù)處理、 模式分類、識(shí)別、量化和處理方法做了詳細(xì)的闡述和分 析，同時(shí)對(duì)這種處理技術(shù)在實(shí)際中存在的問(wèn)題做了記錄并分析其原因，對(duì)它的局限性也做了分析。 哈爾濱理工大學(xué) 遠(yuǎn)東學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 - 14 - 第 3章 一氧化碳報(bào)警器的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)一氧化碳報(bào)警器，需要根據(jù)其應(yīng)用的場(chǎng)所確定設(shè)計(jì)要求，選擇合適的一氧化碳傳感器，確定設(shè)計(jì)方案。我們?cè)O(shè)計(jì)的一氧化碳報(bào)警器主要應(yīng)用家庭中，因此選用 氧化碳傳感器進(jìn)行報(bào)警器的設(shè)計(jì)，下面我們對(duì)該傳感器的原理及設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。 件的結(jié)構(gòu)原理 氧化碳 (傳感器 一種新型的專門用于家庭的 測(cè)器。 其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是采用微電子工藝 ,在微型硅橋結(jié)構(gòu)中嵌入的加熱器上制作一層 膜。這種結(jié)構(gòu)不僅使 膜對(duì) 體在很寬的溫度范圍內(nèi)都具有敏感性 , 且由于硅膜減少了熱傳導(dǎo)的損失 , 從而大大降低了功耗 ,其結(jié)構(gòu)如圖 3示。 圖 3感器橫截面圖 該傳感器共有 4 個(gè)管腳 ,兩個(gè)為加熱端 (管腳 1 和 3,腳 3 接地 ),兩個(gè)為傳感器輸出端 (管腳 2 和 4 ),等效電路如圖 3示。 哈爾濱理工大學(xué) 遠(yuǎn)東學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 - 15 - 圖 3100 等效電路和引腳圖 為使傳感器對(duì) 敏感特性處于最佳狀態(tài) , 必須保證 常加熱器及 的溫度與加熱電壓 加熱電流關(guān)。在 體中 ,O 濃度的增大而減小。 件的工作模式 感器實(shí)際應(yīng)用時(shí) , 通常采用連續(xù)工作模式 , 此時(shí)用周期性脈沖電壓對(duì)電阻加熱 ,具體波形參見(jiàn)圖 3 5V,持續(xù) 5 秒 , 1V,持續(xù) 10秒。由于加熱器的電壓為周期性電壓 , 故敏感器的溫度呈現(xiàn)出周期性地變化 ,參見(jiàn)圖 3中在大約 400C 的高溫時(shí) , 對(duì)傳感器的敏感部位進(jìn)行清潔 (維持 300在小于 100 C 的低溫時(shí)檢測(cè) 圖 3加熱電壓波形圖 哈爾濱理工大學(xué) 遠(yuǎn)東學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 - 16 - 圖 3加熱溫度變化圖 在不同的溫度下 ,傳感器的傳感電阻 阻值也不同 ,低值對(duì)應(yīng)高溫狀態(tài) ,高值對(duì)應(yīng)低溫狀態(tài) 。 在低溫段的最后時(shí)刻 , 測(cè)量對(duì)應(yīng)于 s 阻值。若要得到重復(fù)性較好的 度測(cè)量 ,應(yīng)在低溫段的適當(dāng)時(shí)刻對(duì) 行測(cè)量 。 實(shí)驗(yàn)表明 ,如果低溫段時(shí)間為 10s ,在 時(shí)刻測(cè)量最適合。 氧化碳報(bào)警器的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)的 具有對(duì) 敏度高、穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn) ； 報(bào)警器控制部分采用 通過(guò)它的A/ 然后進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)處理 , 其中包括傳感器 (由于在探測(cè) 60 環(huán)境濕度的變化對(duì) 故忽略對(duì)傳感器 。經(jīng)過(guò)一定的算法 處理修正后 , 最后通過(guò)判斷作出相應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示和報(bào)警輸出。 作為一種家用 它主要是測(cè)量環(huán)境 判斷該濃度 從而作出相應(yīng)的報(bào)警輸出。報(bào)警輸出分別采用光報(bào)警和聲報(bào)警。其功能要求根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定如表 3 表 3度 報(bào)警方法 X 400立即報(bào)警，亮紅燈，蜂鳴 路原理 一氧化碳報(bào)警器電路原理如圖 3 圖 3一氧化碳報(bào)警器電路圖 電路的核心部件為 感器 5s(5V,10的方波驅(qū)動(dòng)。在 很容易利用 但其成本高 , 故可利用圖 3 調(diào)試結(jié)果證明 , 符合器件工作狀態(tài)的 要求。該電路同樣適用于其他公司生產(chǎn)的 僅僅工作周期、驅(qū)動(dòng)電流大小不同 , 需要加以調(diào)整即可。 本系統(tǒng)所需的直流電源 , 通過(guò) 7806、 7805穩(wěn)壓后 ,提供 + 6V 和 + 5中 + 5度傳感器、 + 6境的 分別通過(guò)。 哈爾濱理工大學(xué) 遠(yuǎn)東學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 - 18 - 圖 3方波產(chǎn)生電路 制過(guò)程 一氧化碳報(bào)警器的 控制過(guò)程 如圖 3 其主要功能是 : 通過(guò)控制 輸出電平 , 使方波產(chǎn)生電路產(chǎn)生方波 , 去驅(qū)動(dòng)傳感器 常設(shè)定在 115 同時(shí)對(duì)溫度傳感器采樣 ,采集當(dāng)時(shí)環(huán)境的溫度值 , 實(shí)時(shí)進(jìn)行傳感器溫度校正。由于環(huán)境濕度的對(duì) 故忽略 , 不進(jìn)行濕度校正。對(duì)于溫度的測(cè)量 , 由于使用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 , 對(duì)于傳感器的非線性輸圖出 , 可使用查表法得出最終結(jié)果。它具有程序簡(jiǎn)單、執(zhí)行速度快等優(yōu)點(diǎn)。 通常傳感器 而且在 一定溫度下 , 它的靈敏度輸出特性也是非線性的。故對(duì) 于溫度變化的特性處理 (假設(shè) 濃度為 60 在溫度 傳感器的輸出電阻 R X, T ) =·X, 25)， 即 X, 25) = X, T )/ ， 其中 R s (X, 25)為在一定 度下 (和 25 根據(jù) 如表 3 哈爾濱理工大學(xué) 遠(yuǎn)東學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 - 19 - 初 始 狀 態(tài) 的 設(shè) 定傳 感 器 檢 查顯 示 故 障 燈預(yù) 加 熱是 否 校 準(zhǔn)產(chǎn) 生 驅(qū) 動(dòng) 電 壓 9 . 5 樣 ， 校 正判 斷 、 報(bào) 警采 集 基 準(zhǔn) 點(diǎn) 并 存 入E E P R O 常 正 常表 3溫度 值 0 C5 C C15 C 5 C35 C 1 35 C50 C 性濃度分析。 傳感器 6060100200400段 , 經(jīng)分析 , 每一段可哈爾濱理工大學(xué) 遠(yuǎn)東學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 - 20 - 作為直線處理近似。 只要預(yù)先記錄 601002004005 由經(jīng)過(guò)溫度校正的電阻值 R s (X, 25C),的所屬范圍。根據(jù)表 3報(bào)警功能設(shè)定 , 由 試和結(jié)果 采用如圖 3 由于 定性好、靈敏度高的特點(diǎn)。加之采用