2电化学气体传感器测试系统的设计

　　2.1系统结构

　　本系统分四部分：(1)系统电源、(2)信号处理放大、(3)数据采集、(4)软件处理及输出显示。

　　2.2 系统电源

　　系统电源分两部分供电计算机部分采用220AC供电，电路板和采集卡部分采用直流电源5V供电。

　　2.3信号处理放大

　　电化学气体传感器本身就是一个电流信号发生器。I-V转换电路是设计的重点，由于其本身产生的电流非常微弱，这样采用传统的电阻采样法、积分法、电流反馈法，都存在各种各样的缺点，像电阻采样法中采样电阻对传感器响应时间有影响，所以采样电阻不能很大这就造成对微弱信号采样不准的现象，而后两种方法容易引入噪声造成放大后的信号不准确，所以电路设计时I-V转换电路的设计是一个难点。电路中一款适合的运放有时可以解决很多问题,以前的应用电路中运放本身就有很高的偏置电流，这根本无法满足传感器分辨率的要求。最后所以经过大量的实验我们终于设计出一款采样准确、响应迅速、低噪声输入、最大量程可调的电路。

　　2.4数据采集

　　数据采集部分采用国外进口的采集卡。数据采集设备在单个设备中集成了模拟输入、模拟输出、计数器/定时器和数字I/O。通过在自校准中补偿非线性误差，确保了对所有信号范围内模拟测量的精确性。可自定义仪用放大器提高了ADC的稳定时间，在高采样率下同样保证高精度。系统定时控制器配合锁相环(PLL)技术可实现多设备间精确同步。设备使用新型的高速数字隔离器，消除接地回路以及抑止高共模电压，提供更好的精确性和安全性。

　　此外，数据采集卡支持USB、PCI和PCI Express总线，采样率最高达1.25 MS/s，分辨率最高达18位，通用性强，不需特定的通信协议。

　　2.5软件处理及输出显示

可实时显示数据且可显示实时波形曲线，使传感器的特性形象化便于观察;

　　(1) 可设置并保存档位，免于下次操作的再设置;

　　(2) 可自动处理、保持数据，便于后来的数据分析与研究;

　　(3) 曲线的纵横坐标可设置，可进行习惯性设置;

　　(4) 可同时采集24只(或者64只)传感器信号全部显示且可调出一条或多条记录的曲线进行叠加比对，便于传感器之间的对比研究;

　　(5) 采集数据可保存并可导出

　　在研究过程由于需要大量的实验数据支持，需要长期、细心的观察数据。这就导致人员重复的工作过程中，产生效率低，易出错等现象。因此如果能用计算机取代员工大量的重复劳动，不仅可以提高研究效率，而且能够大大的减少研究人员的劳动强度，为研究工作带来很大方便。基于研究效率和便捷考虑，我们在软件上实现了一下功能：