[发明专利]提高半导体电阻式气敏元件动态检测灵敏度的方法及系统

权利要求书

1.一种提高半导体电阻式气敏元件动态检测灵敏度的方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1）采用0～10V直流稳压电源与加热器组成加热回路，0～10V直流稳压电源与半导体气敏元件及负载电阻相串联组成测试回路；

2）半导体气敏元件将气体与浓度有关的信息转换成电阻信号，通过测试回路以分压的方式从负载电阻两端以电压形式输出；

3）所述的负载电阻选用可调节电阻，负载电阻的输出大小由控制器调节，使得半导体气敏元件的阻值与负载电阻的阻值相等或近似相等，所述的近似相等的含义为负载电阻的阻值的取值为半导体气敏传感器的阻值±1kΩ；

4）基于最小二乘法原理建立气体浓度在线检测数学模型，以气体浓度值作为测试模型的输入量，将半导体气敏元件的输出电阻作为测试模型的输出量，根据输入输出的变量关系，选取适合的函数为模型建立气体浓度和半导体气敏元件的输出电阻之间的数学关系式，利用MATLAB曲线拟合工具箱，求得函数模型中的系数大小；

5)当进行气体浓度检测时，根据负载电阻两端的电压，求出对应的半导体气敏元件的输出电阻，再利用所建立的气体浓度在线检测数学模型，得到当前半导体气敏元件的输出电阻所对应的气体浓度。

2.根据权利要求1所述的一种提高半导体电阻式气敏元件动态检测灵敏度的方法，其特征在于：所述的步骤1）通过调节电压来改变加热器的温度，从而选择一个适合于气体测试的温度。

3.根据权利要求1所述的一种提高半导体电阻式气敏元件动态检测灵敏度的方法，其特征在于：所述的步骤3）可调节电阻由大小分别为2⁰，2¹，…，2^NkΩ的电阻组成，每个电阻两端并联一个由继电器控制的开关触点，电阻之间以串联方式连接，继电器的通电或断电状态由控制器控制，通过继电器控制可调节电阻串入或短接，得到2⁰，2¹，2⁰+2¹，…，2⁰+2¹+…+2^N连续可变的数字电阻，其电阻大小依次以2⁰kΩ为基数，递增增加，调节使得半导体气敏元件的阻值与负载电阻的阻值相等或近似相等。

4.一种用于实现权利要求1所述的一种提高半导体电阻式气敏元件灵敏度的方法的气体浓度检测系统，其特征在于：它包括加热回路、测试回路和控制器；其中加热回路由0～10V直流稳压电源与加热器组成，测试回路由0～10V直流稳压电源与半导体气敏元件及负载电阻连接组成，负载电阻两端电压通过采集电路与控制器连接，所述加热器的加热电压由控制器控制，所述负载电阻为可调节电阻，其阻值由控制器控制调节。