環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測模塊包括氣體傳感器、測量電路以及單片機(jī)，如圖所示。測量電路將氣體傳感器的電信號放大為適合單片機(jī)處理的電壓信號，由單片機(jī)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、溫度補(bǔ)償，再通過異步串口發(fā)送給主板。該環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)監(jiān)測模塊，各個(gè)監(jiān)測模塊間除敏感元件和測量電路不同外，其他部分完全一樣，因此各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)基本思路相同。本文僅介紹一氧化碳監(jiān)測模塊的設(shè)計(jì)，其它模塊不再一一介紹。

1.傳感器選型

環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)采用CO-AF傳感器測量一氧化碳，該傳感器為電化學(xué)式氣體傳感器。其靈敏度為50mA，量程為0～2×10-3，采用三引腳封裝。工作過程為：一氧化碳?xì)怏w透過過濾膜與工作電極進(jìn)行氧化反應(yīng)，產(chǎn)生與氣體濃度成正比的電流信號。

2.測量電路設(shè)計(jì)

一氧化碳測量放大電路原理圖如圖所示。當(dāng)一氧化碳的濃度每變化1×10-6時(shí)，工作電極WE的引腳電流變化量小于90nA，因此對于處理該信號的放大器有著較高的要求。環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)采用了CMOS型具有超低偏置電流的跨阻放大器ADA4505-2，其典型的輸入偏置電流為0.5pA，失調(diào)電壓漂移2.5μV/℃，輸入輸出完全軌對軌，因此該運(yùn)放完全滿足此弱信號放大要求。

3.單片機(jī)電路設(shè)計(jì)

監(jiān)測模塊單片機(jī)作為控制中樞，需要對放大后的模擬信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理等，計(jì)算完成后將得到的測量參數(shù)值與主板采用串口進(jìn)行通訊實(shí)現(xiàn)信息傳送。電路原理圖如圖所示。

本文以圖文結(jié)合的形式為大家介紹了環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)一氧化碳監(jiān)測模塊的設(shè)計(jì)，大家可以簡單了解一下，從傳感器的選型到測量電路設(shè)計(jì)，再到單片機(jī)電路設(shè)計(jì)，這整個(gè)流程需要大家慢慢去理解。