[发明专利]一种气体传感器综合测试仪及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体传感器测试技术，具体涉及一种气体传感器综合测试仪，本发明适用于电阻式、MOS二极管式、结型二极管式、场效应管式、原电池式、可控电位电解式、电量式和离子电极式等气体传感器的性能测试评价。

背景技术

气体传感器是一种能将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号的装置。根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中存在情况有关的信息，从而可以进行检测、监控和报警。还可以通过接口电路与计算机组成自动检测、控制、报警系统。目前，研发和流行于市场的以化学方法工作的气体传感器大致分为四类：（1）半导体式气体传感器，其工作原理是利用一些金属氧化物半导体材料，在一定温度下，电导率随着环境气体成份的变化而变化；（2）催化燃烧式气体传感器，其工作原理是可燃性气体在表面催化燃烧，燃烧使温度升高，传感器电阻发生变化，变化值是可燃性气体浓度的函数；（3）热导池式气体传感器，每一种气体，都有自己特定的热导率，当两个和多个气体的热导率差别较大时，可以利用热导元件，分辨其中一个组分的含量；(4)电化学式气体传感器，传感器构造成原电池或电解池，气体在传感器中发生电化学氧化或者还原反应，利用这些反应，产生电流或电动势，或使电极的平衡电位发生变化，这些电信号变化值与气体浓度存在函数关系。总的说来，气体传感器一般工作原理是在待测气体中，气体分子与气敏材料表面发生吸附、脱附、催化燃烧、氧化还原等相互作用，改变材料的电化学性质，使气体传感器的电阻，电容，电动势，电流和电压等电信号的某一种发生显著变化而实现检测。

气体传感器测试系统是研究气体传感器的重要设备。多种基于不同原理的气体传感器测试系统在被使用。这些气体传感器测试系统各有许多优点，但存在两个共同的突出问题，一是供电电路，温控系统，数据采集部分都是分散独立。这使得整个气体传感器测试系统十分庞杂，观察和操作十分不便；二是设备通用性不强，效率低下。

发明内容

本发明的目的是提供一种气体传感器综合测试仪，将气体传感器测试系统中的供电电路，温控系统，数据采集部分集成到一台仪器中，以解决目前气体传感器测试系统十分庞杂的问题，提高气体传感器测试设备的通用性和传感器的研发效率。

本发明提供的一种气体传感器综合测试仪，其特征在于：包括直流稳压电源，数字显示温度控制模块，可调取样电阻器，测量方式转换器，数据采集电路，A/D转换模块，数据处理模块，数据储存单元，数据显示器，连接计算机的USB数据接口，电源开关以及测量方法。

所述的直流稳压电源包括多路输出数字显示直流稳压电源和所述测试仪内部各工作模块所需直流稳压电源。

所述的多路输出数字显示直流稳压电源包括0-30V的可调直流加热电源和0-30V的可调直流工作电源。

所述的0-30V的可调直流加热电源包括整流电路，数字显示装置，输出电压调节器，电路开关，输出插接头和加热器。

所述的0-30V的可调直流工作电源包括整流电路，数字显示装置，输出电压调节器，输出插接头和电路开关。

所述数显温度控制模块包括数字温度显示器，温度控制器和热电偶。

所述可调取样电阻器包括两个串联的电阻组，每组分为十档，每组的第一档电线连通，其余九档，每一档有一个阻值不同的电阻，其中一组的每一档电阻各自独立，另一组各档电阻串联，阻值具有加和性，两组电阻可任意组合，电阻器的总阻值等于两组组合电阻的阻值之和，电阻器的总阻值0-400MΩ。

所述的测量方式转换器包括电压测量方式转换，电流测量方式转换，电阻测量方式转换和电容测量方式转换。

所述数据采集电路包括取样电阻两端输出电压采集电路，传感器电流信号采集电路，传感器电阻信号采集电路，传感器电容信号采集电路和电路开关。

所述测量方法包括气体传感器工作电路中取样电阻两端输出电压的测量方法，气体传感器电流的测量方法，气体传感器电阻的测量方法，气体传感器电容的测量方法，气体传感器两端电压的测量方法。

附图说明

图1为本发明实施例测试仪各电路模块框图。

图2为本发明实施例1测试原理示意图。

图3为本发明实施例接线面板示意图。

图4为本发明实施例控制面板示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步详细描述，但本发明并不局限于此。