同时测试多路传感器响应系统技术方案

本发明专利技术公开一种同时测试多路传感器响应系统，包括控制模块、MEMS传感器阵列单元、传感器输出模块、环路电压模块、分压模块、转换模块及数模转换模块，传感器输出模块包括模拟开关芯片；对MEMS传感器阵列单元中每个传感器进行单独加热控制，模拟开关芯片对每个传感器的信号进行切换，环路电压模块提供环路电压并将环路电压数值固定，当环路电压数值固定时，动态调整加热电压，对传感器输出模块输出的电压信号进行采样，并基于转换模块将电压信号转化为数字信号，数字信号即为传感器的响应信号，多次调整环路电压数值，重复以上步骤，得到每个传感器在同一环路电压数值下的温度响应曲线，进而得到每个传感器在每个环路电压数值对应的温度响应曲线。的温度响应曲线。的温度响应曲线。

【技术实现步骤摘要】
同时测试多路传感器响应系统


[0001]本专利技术涉及传感器
，尤其涉及一种同时测试多路传感器响应系统。

技术介绍

[0002]随着气体检测需求的日益增加，比如，对工厂的流程检测、居住环境的气氛检测、城市的大气监测以及实验室中的气体实验气体的检测。每个环境中并非只存在一种气体，传统的检测基本是靠单个传感器进行检测，但是，当存在多种气体时或者即便存在一种气体时，由于单个传感器在气体的检测精度、检测范围上比由多个传感器组成的传感器阵列相对较差，所以其实在实际应用中，一般会采用多阵列传感器检测复杂气体。
[0003]虽然单个的传感器精度可能相对多阵列传感器的精度较低，但是其操作相对简单，不管是单个传感器还是多阵列传感器，采样电路通常采用分压法、电桥法和频率法等方法进行传感器信号采样，并将采样得到的数据通过数模转换电路转换成数字信号进行处理。但是，这些电路在实际应用中操作过于繁琐，不仅会导致线路连接过多，还有可能会导致数据传输出现问题。另外，在传统的方案中，加热采用固定直流电压，无法动态调节加热电压而实时获取不同加热电压下的传感器变化。
[0004]总的来讲，传统的方案会存在以下的缺陷：
[0005]直流电源无法预设电压及预加热时间；传感器通常是置于密闭的气体空间中，其引脚与测试设备连接不方便；由于传感器有多个传感单元，传统方案无法获得各个传感器单元在不同加热电压下的传感器响应状态。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术中的缺点，提供了一种同时测试多路传感器响应系统。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决：
[0008]一种同时测试多路传感器响应系统，包括控制模块、MEMS传感器阵列单元、传感器输出模块、环路电压模块、分压模块、转换模块、串口模块及数模转换模块，所述控制模块分别连接MEMS传感器阵列单元、传感器输出模块、环路电压模块、分压模块、转换模块、串口模块及数模转换模块；
[0009]所述数模转换模块包括环路电压模块及至少一组加热单元，所述环路电压模块及所有加热单元分别连接MEMS传感器阵列单元，所述环路电压模块及所有加热单元分别连接控制模块；
[0010]所述MEMS传感器阵列单元依次连接加热单元及转换模块，所述转换模块连接所述控制模块，所述分压模块一端连接传感器输出模块的一端，分压模块的另一端连接传感器输出模块的另一端；
[0011]所述传感器输出模块的一端连接控制模块，所述传感器输出模块的另一端连接环路电压模块；
[0012]所述控制模块通过所述数模转换模块对MEMS传感器阵列单元中每个传感器进行
单独加热控制，所述加热单元输出加热电压，所述传感器输出模块对MEMS传感器阵列单元中的每个传感器的信号进行切换，所述环路电压模块提供环路电压并将环路电压数值固定，当环路电压数值固定时，动态调整加热电压，对传感器输出模块输出的电压信号进行采样，并基于所述转换模块将电压信号转化为数字信号，所述数字信号即为传感器的响应信号，多次调整环路电压数值，再次动态调整加热电压，对传感器输出模块输出的电压信号进行采样，并基于所述转换模块将电压信号转化为数字信号，得到每个传感器在同一环路电压数值下的温度响应曲线，进而得到每个传感器在每个环路电压数值对应的温度响应曲线。
[0013]作为一种可实施方式，所述MEMS传感器阵列单元至少包括两个传感器。
[0014]作为一种可实施方式，所述MEMS传感器阵列单元包括16个传感器；
[0015]所述温湿度传感器的1脚分别连接3.3V电压及传感器电容的一端，所述传感器电容的另一端分别连接所述传感器的4脚和5脚，所述传感器的2脚连接第一传感器电阻的一端，第一传感器电阻的另一端连接所述控制模块，所述传感器的3脚连接第二传感器电阻的一端，第二传感器电阻的另一端连接所述控制模块。
[0016]作为一种可实施方式，所述模拟开关芯片的1脚连接电容单元的一端并设有信号输出端，所述电容单元的另一端接地；
[0017]所述模拟开关芯片的28脚连接第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端分别连接第二电阻的一端及运算放大器的1脚，所述第二电阻的另一端接地，运算放大器的3脚分别连接第三电阻的一端和第四电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接运算放大器的4脚，所述第四电阻的另一端接地，运算放大器的2脚接地，运算放大器的5脚分别连接3.3V电压及第一电容的一端，所述第一电容的另一端接地；
[0018]所述模拟开关芯片的14脚至18脚分别连接控制模块；
[0019]所述模拟开关芯片的4脚至11脚及19脚至26脚分别连接第一连接排线，所述第一连接排线其中之一脚接地，所述第一连接排线其中之一脚连接控制模块，所述第一连接排线其中之二脚连接所述信号输出端；
[0020]所述模拟开关芯片的12脚及27脚分别接地。
[0021]作为一种可实施方式，所述加热单元包括第一数模转换单元、第二数模转换单元、线性稳压单元、放大单元及第二连接排线，所述第一数模转换单元及第二数模转换单元分别连接放大单元，所述放大单元包括4个放大子单元，每个放大子单元包括运算放大器；
[0022]所述第一数模转换单元及第二数模转换单元的结构相同，分别包括数模转换芯片，所述数模转换芯片的7脚、8脚及9脚分别连接3.3V电压，10脚分别连接第二电容C200的一端及第三电容C201的一端并接地，第二电容C200的另一端及第三电容C201的另一端分别连接3.3V电压；
[0023]所述数模转换芯片的1脚、2脚、15脚及16脚各分别连接第五电阻的一端，每个所述第五电阻的另一端连接控制模块；
[0024]所述数模转换芯片的3脚、4脚、5脚、6脚、11脚、12脚、13脚及14脚各分别连接第六电阻的一端，每个所述第六电阻的另一端各分别连接每个运算放大器的3脚、5脚、10脚及12脚，每个所述运算放大器的1脚、7脚、8脚及14脚各分别连接第二连接排线的其中之一脚，所述第二连接排线其中之一脚接地，所述第二连接排线的其中之二脚连接控制模块；
[0025]所述线性稳压单元包括线性稳压器，所述线性稳压器的两个2脚连接模拟开关芯片的1脚；所述线性稳压器的1脚接地，所述线性稳压器的3脚分别连接3.3V电压、第四电容的一端及第七电阻的一端，所述第四电容的另一端接地，所述第七电阻的另一端接3.3V电压；
[0026]每个所述运算放大器的1脚、5脚、10脚及12脚各连接第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端各连接每个运算放大器的2脚、6脚、9脚、13脚及第九电阻的一端，所述第九电阻的另一端接地。
[0027]作为一种可实施方式，所述转换模块包括转换芯片；
[0028]所述转换芯片的1脚连接控制模块，所述转换芯片的2脚及6脚接地，所述转换芯片的3脚及4脚分别连接控制模块，所述转换芯片的5脚连接分别连接3.3V电压及第五电容单元的一端，所述第五电容单元的另一端接地。
[0029]作为一种可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同时测试多路传感器响应系统，其特征在于，包括控制模块、MEMS传感器阵列单元、传感器输出模块、环路电压模块、分压模块、转换模块、串口模块及数模转换模块，所述控制模块分别连接MEMS传感器阵列单元、传感器输出模块、环路电压模块、分压模块、转换模块、串口模块及数模转换模块；所述数模转换模块包括环路电压模块及至少一组加热单元，所述环路电压模块及所有加热单元分别连接MEMS传感器阵列单元，所述环路电压模块及所有加热单元分别连接控制模块；所述MEMS传感器阵列单元依次连接加热单元及转换模块，所述转换模块连接所述控制模块，所述分压模块一端连接传感器输出模块的一端，分压模块的另一端连接传感器输出模块的另一端；所述传感器输出模块的一端连接控制模块，所述传感器输出模块的另一端连接环路电压模块；所述控制模块通过所述数模转换模块对MEMS传感器阵列单元中每个传感器进行单独加热控制，所述加热单元输出加热电压，所述传感器输出模块对MEMS传感器阵列单元中的每个传感器的信号进行切换，所述环路电压模块提供环路电压并将环路电压数值固定，当环路电压数值固定时，动态调整加热电压，对传感器输出模块输出的电压信号进行采样，并基于所述转换模块将电压信号转化为数字信号，所述数字信号即为传感器的响应信号，多次调整环路电压数值，再次动态调整加热电压，对传感器输出模块输出的电压信号进行采样，并基于所述转换模块将电压信号转化为数字信号，得到每个传感器在同一环路电压数值下的温度响应曲线，进而得到每个传感器在每个环路电压数值对应的温度响应曲线。2.根据权利要求1所述的同时测试多路传感器响应系统，其特征在于，所述MEMS传感器阵列单元至少包括两个传感器。3.根据权利要求1所述的同时测试多路传感器响应系统，其特征在于，所述MEMS传感器阵列单元包括16个传感器；所述温湿度传感器的1脚分别连接3.3V电压及传感器电容的一端，所述传感器电容的另一端分别连接所述传感器的4脚和5脚，所述传感器的2脚连接第一传感器电阻的一端，第一传感器电阻的另一端连接所述控制模块，所述传感器的3脚连接第二传感器电阻的一端，第二传感器电阻的另一端连接所述控制模块。4.根据权利要求1所述的同时测试多路传感器响应系统，其特征在于，所述模拟开关芯片的1脚连接电容单元的一端并设有信号输出端，所述电容单元的另一端接地；所述模拟开关芯片的28脚连接第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端分别连接第二电阻的一端及运算放大器的1脚，所述第二电阻的另一端接地，运算放大器的3脚分别连接第三电阻的一端和第四电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接运算放大器的4脚，所述第四电阻的另一端接地，运算放大器的2脚接地，运算放大器的5脚分别连接3.3V电压及第一电容的一端，所述第一电容的另一端接地；所述模拟开关芯片的14脚至18脚分别连接控制模块；所述模拟开关芯片的4脚至11脚及19脚至26脚分别连接第一连接排线，所述第一连接排线其中之一脚接地，所述第一连接排线其中之一脚连接控制模块，所述第一连接排线其中之二脚连接所述信号输出端；
所述模拟开关芯片的12脚及27脚分别接地。5.根据权利要求1所述的同时测试多路传感器响应系统，其特征在于，所述加热单元包括第一数模转换单元、第二数模转换单元、线性稳压单元、放大单元及第二连接排线，所述第一数模转换单元及第二数模转换单元分别连接放大单元，所述放大单元包括4个放大子单元，每个放大子单元包括运算放大器；所述第一数模转换单元及第二数模转换单元的结构相同，分别包括数模转换芯片，所述数模转换芯片的7脚、8脚及9脚分别连接3.3V电压，10脚分别连接第二电容C200的一端及第三电容C201的一端并接地，第二电容C200的另一端及第三电容C201的另一端分别连接3.3V电压；所述数模转换芯片的1脚、2脚、15脚及16脚各分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：周国其，
申请(专利权)人：启思半导体杭州有限责任公司，
类型：发明
国别省市：