甲烷浓度传感器，甲烷传感器校验仪

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甲烷传感器是一种矿用仪器仪表，必须首先满足井下安全生产的规程，但较其他普通传感器又必须有如下主要特点：具有自动调零功能;标校可靠性更高，性能更稳定，使用更简单方便;采用高分辨率的单片机，测量的数值均准确可靠;机并具有自动稳零功能;可选择的调试菜单结构，方便调试，操作简单。现有的甲烷传感器普遍存在着功耗较大、功能单一、精确度不高的缺点，而且采用模拟电路技术，造成系统的抗干扰能力和智能化程度都很低。因此，研制便于携带、多功能、高精度和抗干扰能力强的高可靠性甲烷检测仪具有很大的应用价值。

新型的甲烷气体传感器必须具有可靠、稳定、安全的测量井下瓦斯功能，这有这样的传感器才能对预防井下安全事故起到了重要作用，也才具有推广应用的价值。

一．甲烷的敏感元件

MH-440V/D 红外气体传感器是通用型、智能型、微型传感器，该传感器利用非色散红外（NDIR）原理对空气中存在的CH4进行探测，具有很好的选择性，无氧气依赖性，性能稳定、寿命长。内置温度传感器，可进行温度补偿。该传感器是将成熟的红外吸收气体检测技术与微型机械加工、精良电路设计紧密结合，制作出的小巧型红外气体传感器。

该传感器使用方便，可直接用来替代催化燃烧元件，广泛应用于存在可燃性、爆炸性气体的各种场合。

二．用敏感元件组成的测量电路

被测

非电量

输出电量

敏感元件

转换元件

转换电路

传感器的组成

辅助电源

三．调节信号电路

四．进行A/D转换

CS5521芯片为20脚 PDIP或SSOP封装。其结构如图 1所示，由多路复用器、20倍斩波稳定测量放大器，可编程增益放大器 (PGA)、带有数字滤波器的 16位?－Σ A/D转换器及片上校验电路 (Calibration)和寄存器构成。

双色红外

探测器(inGaSn,Si)是电流源，两路信号电流分别经串接电阻 R1、R2(或串接 R1′、R2′)形成电压差，它们作为 CS5521两通道的差分输入信号。电容 C1、C2与电阻并联以抑制高频干扰。将NBV端接地，

在使用 25mV、55mV、100mV 三个量程时，输入共模电压要在1.85V～2.65V之间，由 LM385－2.5产生2.5V电压来满足。考虑到所测红外信号强弱差异，仅靠CS5521片内放大器增益调节不能满足故加开关MAX4580来改变串接电阻大小。信号电流　≥5μA 时，仅 R1、R2接入；信号电流<5μA时，由 89C2051 的P1.3脚控制接入R1′、R2′来检测微弱信号。可通过 CS5521自校验来实现自调零和增益设定。若要测每个通道信号的精确值，除2.5V量程外都需要进行系统校验，否则可能产生多达 20%的增益误差。系统校验时，外部需要提供如图 2(b)、图 2(c)所示的精确基准电路。校验结束后，将各量程的偏置值和增益值存入 2051的程序中，在转换量程时将相应值送入各自寄存器即可。若仅需信号的相对值，可进行在线自校验。整个电路由 20脚的 89C2051来控制。/CS端始终有效，SCLK为串行时钟输入端，SDI为 CS5521串行命令/数据输入端，SDO为CS5521数据输出端　空闲时为高电平，高电平向低电平转变用来指示芯片 A/D转换数据可取或校验结束。

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