[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

摘要

本发明提供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，包括加热回路、测试回路和控制器；加热回路由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，加热器由控制器控制，负载电阻为可调节电阻，阻值由控制器控制调节。本发明基于电阻形式输出的半导体气敏元件进行气体浓度的动态检测，在一定气体浓度作用下，随着半导体气敏元件输出电阻动态变化，自动调节负载电阻大小，实现半导体气敏元件输出电阻和负载电阻的匹配，从而提高动态检测灵敏度，减少人工操作和缩短测试时间，间接提高测试精度，达到实时精确监测气体浓度的目的。

主权项

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。