有毒气体传感器电路的可变增益电路制造技术

本实用新型专利技术涉及气体检测的技术领域，尤其是有毒气体传感器电路的可变增益电路。其包括传感器电路、可变增益电路和稳压电路，传感器电路、可变增益电路和稳压电路三者信号连接。本实用新型专利技术在保证了较高的传感器参考极电压下，传感器量程范围内输出电流不受限制；独立的输出起始电压，常用的正信号类传感器使用0.3V，使气体检测电路输出电压范围扩大，检测精度提高，相对零点提高一些，避免了运算放大器在零点附近的较大误差，起始电压改用1.2V即可适用于负信号类传感器；二级放大倍数可调，第一级增益电阻不用太大，不易震荡漂移。

【技术实现步骤摘要】
有毒气体传感器电路的可变增益电路
本技术涉及气体检测的
，尤其是有毒气体传感器电路的可变增益电路。
技术介绍
在有毒气体探测器或检测仪中，气体传感器输出微弱电流信号，经过信号处理电路，输出电压信号到微控制器。在常用的三电极气体传感器电路中，如图1所示，电路后一级放大倍数K=R60/R59，调整放大倍数简单，但是使用的参考电压V0.6V较低，一些传感器量程范围内高浓度输出可能受限制，如果提高参考电压则输出范围缩小，如提高到1.2V，输出从1.2V到3V，常用的单端模数转换接口的微控制器接受的电压信号范围约为0-3V，电压的变化范围比较小，微控制器得到的模数转换值变化较小，分辨率就略低。如图2所示，电路保证了气体传感器的参考电极（R极）电压高于负电极（C极）电压1.0V以上，参考电压使用1.2V，输出从0.3V开始到3V，但是放大倍数固定为2.25倍，需要改变第一级增益电阻R40以改变放大输出，一些传感器满量程输出电流比较小，需要提高R40以增大电压变化范围，而R40如果比较大输出电压容易震荡漂移。
技术实现思路
本技术的目的是提供有毒气体传感器电路的可变增益电路，其使用两级放大电路将传感器输出电压范围扩大，同时采用独立的传感器参考电压和输出起始电压，使放大倍数调整更加灵活。本技术的上述专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：有毒气体传感器电路的可变增益电路，包括传感器电路、可变增益电路和稳压电路，传感器电路、可变增益电路和稳压电路三者信号连接，其特征在于：所述传感器电路包括运算放大器U11、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R44、电阻R45、电阻R46、电感C20、电感C21、电感C22、场效应管Q5和气体传感器，运算放大器U11的电源端接电容C21的一端，运算放大器U11的第一正输入端和第二正输入端分别连接电阻R43的一端和电阻R41的一端，运算放大器U11的第二负输入端接电阻R44的一端，电阻R44的另一端分别连接电容C22的一端和电阻R45的一端，电阻45的另一端接气体传感器的R端，电阻R45的另一端还接场效应管Q5的第二端，场效应管Q5的第三端接气体传感器的S端，气体传感器的C端接电容C22的另一端后与运算放大器U11的第二输出端连接，场效应管Q1的第一端接电阻R46的一端，电阻R46的另一端接地；运算放大器U11的第一负输入端接电阻R43的一端，电阻R43的另一端接气体传感器的S端，运算放大器U11的第一负输入端还分别连接电容C20的一端和电阻R40的一端，电容C20的另一端和电阻R40的另一端均连接运算放大器U11的第一输出端，可变增益电路包括电阻R59、电阻R60、电阻R61、电阻R62和运算放大器U15，电阻R61的一端接运算放大器U11的第一输出端，电阻R61的另一端接运算放大器U15的第一正输入端，运算放大器U15的第一正输入端还连接电阻R62的一端，电阻R62的另一端分别连接运算放大器U15的第二负输入端和第二输出端，运算放大器U15的第一负输入端与电阻R60的一端连接，运算放大器U15的第一输出端连接电阻R60的另一端，运算放大器U15的第二正输入端连接有0.3V独立电源，电阻R46的另一端、运算放大器U11的电源端和运算放大器U15的电源端连接后共同接3V电源，电阻R59的一端与运算放大器U15的第一负输入端连接，电阻R59的另一端、电阻R41的另一端和电阻R42的另一端连接后共同接1.2V电源。优选地，所述运算放大器U11的型号为OPA2330，气体传感器采用CO传感器，气体传感器的型号为SENSOR4，电阻R40为3千欧、电阻R41为10千欧、电阻R42为10千欧、电阻R43为33千欧、电阻R44为10千欧、电阻R45为10千欧、电感C20为1uF、电感C21为0.1uF、电感C22为0.1uF。优选地，所述稳压芯片U3的输出端的输出电压为3V，电容C7和电容C9均为10uF，电容C8为0.1uF。优选地，所述运算放大器U15的型号为OPA2330，电阻R59为10千欧、电阻R60为100千欧、电阻R61为10千欧、电阻R62为100千欧。优选地，所述稳压电路包括稳压器U10、电阻R37、电阻R38和电阻R39，电阻R37、电阻R38和电阻R39串联，稳压器U10的正极连接在电阻R37与电阻R38之间，稳压器U10的负极和电阻R39的另一端均接地，电阻R37的另一端与电阻R46的另一端、运算放大器U11的电源端和运算放大器U15的电源端连接后共同接3V电源。优选地，所述稳压器U10的型号为LM385M-1.2，电阻R37为15千欧，电阻R38为30千欧，电阻R39为10千欧。综上所述，本技术的有益技术效果为：在保证了较高的传感器参考极电压下，传感器量程范围内输出电流不受限制；独立的输出起始电压，常用的正信号类传感器使用0.3V，使气体检测电路输出电压范围扩大，检测精度提高，相对零点提高一些，避免了运算放大器在零点附近的较大误差，起始电压改用1.2V即可适用于负信号类传感器；二级放大倍数可调，第一级增益电阻不用太大，不易震荡漂移。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术的改进前1的电路原理图；图2是本技术的改进前2的电路原理图；图3是本技术的电路原理图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细说明。参考图3，为本技术公开的有毒气体传感器电路的可变增益电路，包括传感器电路、可变增益电路和稳压电路，传感器电路、可变增益电路和稳压电路三者信号连接。传感器电路提供一级放大运算，可变增益电路为传感器提供第二级放大运算，稳压电路为电路提供基准电压。参考图3，稳压电路包括稳压器U10、电阻R37、电阻R38和电阻R39，稳压器U10的型号为LM385M-1.2。电阻R37为15千欧，电阻R38为30千欧，电阻R39为10千欧，电阻R37、电阻R38和电阻R39串联。稳压器U10的正极连接在电阻R37与电阻R38之间，稳压器U10的负极和电阻R39的另一端均接地，电阻R37、电阻R38、电阻R39以及稳压器U10组成参考电压电路。传感器电路包括运算放大器U11、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R44、电阻R45、电阻R46、电感C20、电感C21、电感C22、场效应管Q5和气体传感器。运算放大器U11的型号为OPA2330，气体传感器采用CO传感器，气体传感器的型号为SENSOR4。电阻R40为3千欧、电阻R41为10千欧、电阻R42为10千欧、电阻R43为33千欧、电阻R44为10千欧、电阻R45为10千欧、电感C20为1uF、电感C21为0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.有毒气体传感器电路的可变增益电路，包括传感器电路、可变增益电路和稳压电路，传感器电路、可变增益电路和稳压电路三者信号连接，其特征在于：所述传感器电路包括运算放大器U11、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R44、电阻R45、电阻R46、电感C20、电感C21、电感C22、场效应管Q5和气体传感器，运算放大器U11的电源端接电容C21的一端，运算放大器U11的第一正输入端和第二正输入端分别连接电阻R43的一端和电阻R41的一端，运算放大器U11的第二负输入端接电阻R44的一端，电阻R44的另一端分别连接电容C22的一端和电阻R45的一端，电阻45的另一端接气体传感器的R端，电阻R45的另一端还接场效应管Q5的第二端，场效应管Q5的第三端接气体传感器的S端，气体传感器的C端接电容C22的另一端后与运算放大器U11的第二输出端连接，场效应管Q1的第一端接电阻R46的一端，电阻R46的另一端接地；运算放大器U11的第一负输入端接电阻R43的一端，电阻R43的另一端接气体传感器的S端，运算放大器U11的第一负输入端还分别连接电容C20的一端和电阻R40的一端，电容C20的另一端和电阻R40的另一端均连接运算放大器U11的第一输出端，可变增益电路包括电阻R59、电阻R60、电阻R61、电阻R62和运算放大器U15，电阻R61的一端接运算放大器U11的第一输出端，电阻R61的另一端接运算放大器U15的第一正输入端，运算放大器U15的第一正输入端还连接电阻R62的一端，电阻R62的另一端分别连接运算放大器U15的第二负输入端和第二输出端，运算放大器U15的第一负输入端与电阻R60的一端连接，运算放大器U15的第一输出端连接电阻R60的另一端，运算放大器U15的第二正输入端连接有0.3V独立电源，电阻R46的另一端、运算放大器U11的电源端和运算放大器U15的电源端连接后共同接3V电源，电阻R59的一端与运算放大器U15的第一负输入端连接，电阻R59的另一端、电阻R41的另一端和电阻R42的另一端连接后共同接1.2V电源。/n...

【技术特征摘要】
1.有毒气体传感器电路的可变增益电路，包括传感器电路、可变增益电路和稳压电路，传感器电路、可变增益电路和稳压电路三者信号连接，其特征在于：所述传感器电路包括运算放大器U11、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R44、电阻R45、电阻R46、电感C20、电感C21、电感C22、场效应管Q5和气体传感器，运算放大器U11的电源端接电容C21的一端，运算放大器U11的第一正输入端和第二正输入端分别连接电阻R43的一端和电阻R41的一端，运算放大器U11的第二负输入端接电阻R44的一端，电阻R44的另一端分别连接电容C22的一端和电阻R45的一端，电阻45的另一端接气体传感器的R端，电阻R45的另一端还接场效应管Q5的第二端，场效应管Q5的第三端接气体传感器的S端，气体传感器的C端接电容C22的另一端后与运算放大器U11的第二输出端连接，场效应管Q1的第一端接电阻R46的一端，电阻R46的另一端接地；运算放大器U11的第一负输入端接电阻R43的一端，电阻R43的另一端接气体传感器的S端，运算放大器U11的第一负输入端还分别连接电容C20的一端和电阻R40的一端，电容C20的另一端和电阻R40的另一端均连接运算放大器U11的第一输出端，可变增益电路包括电阻R59、电阻R60、电阻R61、电阻R62和运算放大器U15，电阻R61的一端接运算放大器U11的第一输出端，电阻R61的另一端接运算放大器U15的第一正输入端，运算放大器U15的第一正输入端还连接电阻R62的一端，电阻R62的另一端分别连接运算放大器U15的第二负输入端和第二输出端，运算放大器U15的第一负输入端与电阻R60的一端连接，运算放大器U15的第一输出端连接电阻R60的另一端，运算放大器U15的第二正输...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庭选，郭亚若，刘占坡，
申请(专利权)人：河南英特电气设备有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41