[实用新型]一种高精度氢气流量检测电路

说明书

本实用新型提供了一种高精度氢气流量检测电路，应用于氢气流量传感器和后级ADC之间，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、运算放大器、参考电压电源；其中：所述第一电阻的第一端连接氢气流量传感器的输出端；所述第一电阻的第二端连接运算放大器的正相输入端；所述第二电阻的第一端连接所述第一电阻的第二端，所述第二电阻的第二端接地；所述第三电阻的第一端连接参考电压电源，所述第三电阻的第二端连接所述运算放大器的反相输入端；所述第四电阻的第一端连接所述运算放大器的反相输入端，所述第四电阻的第二端和所述运算放大器的输出端均接入后级ADC。该检测电路具有调整简单、方便，和最大化利用后级ADC量程和分辨率的特点。

技术领域

本实用新型涉及自动化及仪器仪表检测领域，具体涉及一种高精度氢气流量检测电路。

背景技术

氢气流量传感器，如通用型检测器FID(flame ionization detector，火焰离子化检测仪)使用氢气作为燃烧气体，有机化合物样品分子被氢氧火焰离子化后，形成带电荷的粒子。带电粒子在直流电场中有定向运动，从而形成电流。通过测量电流强度，可以计算出进入检测器的被测物质的质量，结合进样量，可以计算出被测样品的浓度。

在气体流量检测场景，通用型氢气流量传感器应用较广泛，其总流量范围大，可适应不同流量场合的应用。因为传感器的输出电压跨度无法正好与后级ADC的输入电压跨度完全匹配，需要对氢气流量传感器的输出电压进行缩放处理，然后再送入后级ADC。

通用型氢气流量传感器应用于小流量范围使用场景时，传感器起始DC电压的非零现象比较常见。需要说明，这里传感器起始DC电压是指实际流量范围的起始最小值时对应的传感器起始电压。若是流量范围从传感器的零流量开始，则零流量时对应的传感器电压为传感器起始电压；若是流量范围从传感器的中间流量开始，则中间最小起始流量对应的传感器电压为传感器起始电压。

起始电压非零时，若是不经过去偏置处理，起始电压和净信号会一起送入后级ADC，浪费了ADC有限的量程。特别是实际流量使用量程占比传感器满量程较小时，可能起始电压占比总信号幅值接近80％～90％，后级ADC处理净信号的能力几乎压缩到不可用的地步，大量的量程被占用，有限的ADC分辨率无法处理占比过小的净信号。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种高精度氢气流量检测电路，以解决氢气流量传感器输出信号分辨率低导致氢气流量控制精度低的问题。本实用新型的技术方案如下：

一种高精度氢气流量检测电路，应用于氢气流量传感器和后级ADC之间，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、运算放大器、参考电压电源；其中：

所述第一电阻的第一端连接氢气流量传感器的输出端；所述第一电阻的第二端连接运算放大器的正相输入端；

所述第二电阻的第一端连接所述第一电阻的第二端，所述第二电阻的第二端接地；

所述第三电阻的第一端连接参考电压电源，所述第三电阻的第二端连接所述运算放大器的反相输入端；

所述第四电阻的第一端连接所述运算放大器的反相输入端，所述第四电阻的第二端和所述运算放大器的输出端均接入后级ADC。

可选地，所述第一电阻和第三电阻的阻值相等；所述第二电阻和第四电阻的阻值相等；且满足：

其中，R1、R2、R3、R4分别是第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻；Vin是氢气流量传感器输出电压，Vref为参考电压电源输出的参考电压，Vo是运算放大器输出电压。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

该检测电路具有调整简单、方便，和最大化利用后级ADC量程和分辨率的特点。

附图说明