气体传感器.docx

实验八气体传感器实验【实验目的】理解气体传感器的工作原理;掌握单片机驱动气体传感器的方法【实验设备】装有IAR开发工具的PC机一台;下载器一个;物联网多网技术综合教学开发设计平台一套。实验要求】编程要求:编写气体传感器的驱动程序;实现功能:检测室内的有害气体并输出标志位;实验现象:将检测到的数据通过串口调试助手显示【实验原理】气体传感器简介气体传感器是气体检测系统的核心,通常安装在探测头内。从本质上讲,气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。探测头通过气体传感器对气体样品进行调理,通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥或制冷处理、样品抽吸,甚至对样品进行化学处理,以便化学传感器进行更快速的测量。气体传感器分类及在本实验中的应用气体传感器通常以气敏特性来分类,主要可分为:半导体型气体传感器、电化学型气体传感器、固体电解质气体传感器、接触燃烧式气体传感器、光化学型气体传感器、高分子气体传感器等。半导体气体传感器是采用金属氧化物或金属半导体氧化物材料做成的元件,与气体相互作用时产生表面吸附或反应,引起以载流子运动为特征的电导率或伏安特性或表面电位变化。这些都是由材料的半导体性质决定的。原理如下图所示:根据其气敏机制可以分为电阻式和非电阻式两种。本实验采用的是电阻式半导体气体传感器主要是指半导体金属氧化物陶瓷气体传感器,是一种用金属氧化物薄膜(例如:Sn02,ZnOFe203,Ti02等)制成的阻抗器件,其电阻随着气体含量不同而变化。气味分子在薄膜表面进行还原反应以引起传感器传导率的变化。为了消除气味分子还必须发生一次氧化反应。 传感器内的加热器有助于氧化反应进程。它具有成本低廉、制造简单、灵敏度高、响应速度快、寿命长、对湿度敏感低和电路简单等优点。气体传感器MQ-6灵敏度特性灵敏度特性如表所示符号参数名称技术参数备注Rs敏感体电阻10K^60KQ探测范围:100-1000ppm检测目标:LPG丁烷、丙烷、LNGa(1000ppm/4000PPMLNG浓度斜率<:20C±2CVc:±:65%土5%Vh:±【电路连接】电路连接如图所示。U9」1牙^0-1-2-3-436-7^coooooo-oo^VPPPPPPPPGj一气体传感器电路连接图当检测到气体时,气体传感器MQ-6的电导率会发生变化,通过调节滑动电阻器(R18)的阻值调配适当的输出电压,以便单片机检测输出信号,做出相应的判断。图中J15为传感器模组与单片机的接口。传感器的6引脚为输出引脚,C27为滤波电容。【程序流程图】程序流程图如图所示气体传感器节点程序流程图【实验步骤】1本实验使用标有“气体传感器节点”的节点完成实验内容;2、首先使用MiniUSB延长线将气体传感器节点底板的MiniUSB接口连接至PC机的USB接口,如图所示;将气体传感器节点的串口连接至 PC机3、确保节点扩展板上,在核心板下方的跳线已经跳上,如图所示;UARTO跳线帽位置说明4、将调试器一端使用USBA-B延长线连接至PC的USB接口,另一端的10pin排线连接到实验箱JTAG调试接口,如图所示;程序下载硬件连接图5、将实验箱“控制方式切换”开关拨至“手动”一侧,如图所示;选择节点调试控制模式6转动实验箱“旋钮节点选择”,使得气体