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可燃?xì)怏w測量儀器由傳感器檢測橋，DC放大器，A / D轉(zhuǎn)換單元，零點(diǎn)，量程調(diào)節(jié)單元，單片機(jī)，報(bào)警顯示電路和輸出電路組成。

系統(tǒng)框圖如圖1所示。

首先，傳感器發(fā)出的對應(yīng)于可燃?xì)怏w濃度的小電壓信號被放大，然后由A / D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并發(fā)送到單個(gè)芯片微電腦。

然后，單個(gè)芯片過濾數(shù)字信號并分析處理過的數(shù)據(jù)以確定它是否大于或等于警報(bào)值。

如果大于報(bào)警值，則報(bào)警電路被激活，發(fā)出聲光報(bào)警，否則正常。

然后將數(shù)字信號發(fā)送到顯示單元以顯示相應(yīng)的密度值。

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)對比，該設(shè)計(jì)采用半導(dǎo)體金屬氧化物可燃?xì)怏w傳感器TGS842。

這種高度穩(wěn)定的傳感器需要在一定的高溫下運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)其氧化還原反應(yīng)，因此必須有一個(gè)電壓來加熱它，并且加熱電壓由+ 5V電源供電。

傳感器的測量方法是：惠斯通檢測橋由惠斯通檢測橋構(gòu)成，當(dāng)可燃混合氣體擴(kuò)散到檢測元件上時(shí)，氣敏元件表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)，電阻值變化。

打破橋的平衡并產(chǎn)生與可燃?xì)怏w濃度成比例的小電壓差信號，從而達(dá)到檢測可燃?xì)怏w濃度的目的。

傳感器輸出的信號是弱信號，需要由集成運(yùn)算放大器OP07線性放大，以滿足A / D轉(zhuǎn)換電路的電平信號要求。

但是，在輸入信號之前，增加了一個(gè)具有100個(gè)電阻值和精確調(diào)整漂移信號的高精度數(shù)字電位器X9C103，使輸入漂移信號歸零，使其不會(huì)進(jìn)入運(yùn)算放大器OP07。

具體過程如下：橋接信號輸出的一端由X9C103歸零（P3.4控制）;進(jìn)入OP07的反相輸入端（2腳），輸出電壓為V.然后，通過電阻R9連接到反相輸入端子（2腳）和歸零端子（1腳），確保引入負(fù)面反饋;另一端由非反相輸入端子（3個(gè)引腳）引入放大器，并由另一個(gè)X9C103放大。

（P3.5控制）實(shí)現(xiàn)范圍的外部調(diào)整。

信號通過兩個(gè)數(shù)字電位器到達(dá)A / D轉(zhuǎn)換單元。

A / D轉(zhuǎn)換單元由TLC549芯片實(shí)現(xiàn)，通過8位開關(guān)電容逐次逼近實(shí)現(xiàn)A / D轉(zhuǎn)換。

傳感器的勵(lì)磁電壓信號由電壓/電流轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成4至20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號，并傳輸?shù)街饔?jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

為了將電壓信號轉(zhuǎn)換為4~20 mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號，使用XTR105精密電流變送器。

它包含一個(gè)高精度儀表放大器，一個(gè)電壓/電流轉(zhuǎn)換器和兩個(gè)相同的0.8 mA精密恒流源參考。

傳感器的電壓信號輸入13英尺;滑動(dòng)電阻連接在3到4英尺之間，以調(diào)節(jié)輸出全幅; 1,2,14引腳連接到電源，I / O引腳連接到24 V電源的正極端子（并且是循環(huán)注入端）7腳通過負(fù)載電阻RL連接到電源負(fù)端（也是回路信號輸出）;外部BD235晶體管為8,9腳，三極管是主電流導(dǎo)通器件的4~20 mA電流環(huán)，可將外部電源電流與XTRl05內(nèi)部消耗嚴(yán)格分開。