论文部分内容阅读
针对半导体气体传感器气体选择性差的缺点，对温度调制技术进行了系统研究。为实现对半导体气体传感器的温度调制，研制了“基于DDS技术的气体传感器温度调制实验平台”，该平台能够以4种常用的温度调制电压信号，以及用户定义的任意波形的调制电压信号调制传感器的工作温度，并实时采集传感器的响应数据。 本文首先综述分析了大量关于半导体气体传感器温度调制的文献，在此基础上提出了该温度调制实验平台的设计要求和指标。其次，简述了该实验平台产生调制电压信号的理论基础——DDS技术的基本原理，并对其进行了频谱分析，给出了DDS参数对DDS通道杂散噪声的影响。接着，重点阐述了该实验平台的硬件实现。包括“相位累加器和ROM”的实现、“DAC及偏移量加法电路”的实现、“低通滤波器组”的实现等。叙述中不但介绍了电路设计的原理，还同时给出了电路所产生的波形的照片，分析了所设计电路的效果。 测试气体传感器需要一个长的时间周期，在测试过程中会产生大量的数据。本文将实验平台硬件作为虚拟仪器的一部分，使用LabVIEW编程，设计了上位机数据采集软件，通过RS-232串口与硬件通信，控制硬件产生调制电压信号调制传感器，接收硬件采集的传感器响应数据，图形化显示并保存数据，同时能够下载调制电压波形到实验平台的硬件并通过实验平台硬件重现下载的波形。 使用所研制的温度调制实验平台对两款典型的半导体气体传感器TGS2611和TGS2442做了大量的测试实验，给出了测试结果。应用这两款传感器，完成了S863课题“面向服务机器人的MEMS传感器集成化应用研究”的子项“应用于家用机器人的CO-CH4气体变送器”的设计与开发，该变送器可将室内环境中煤气的主要成分CO和CH4的浓度以0～3V线性电压的形式输出，供机器人决策。