【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于传感器性能研究测试装置领域，特别涉及到间隙气体传感器性能研究的实验平台。
技术介绍
1、大型仪器设备中存在的曲面层间空间狭小，不适合安装多种传感器来进行诸如环境气体、间隙变化、振幅变化、工件劳损等参数的监测，传统的金属线圈电涡流传感器需要安装在工件内部，破坏工件结构，且功能单一，不能满足实际工程需求。随着微机电系统的提出，对传感器的集成化程度要求日益增高，把不同功能、不同敏感方向的传感器集成在一起，通过微型化、集成化来探索新原理、新功能的元件和系统，把自动化、智能化和可靠性水平提高到一个新的高度，对工农业、信息、环境、生物工程、医疗、航空和科学发展产生重大影响。对于多参量传感器探头的性能研究也需要相关的测试装置，通过对传感器探头的测试来进一步优化其性能参数，因此对于多参量传感器探头的性能研究及其相关的实验平台的研究是十分必要的，目前能够对间隙气体传感器进行性能研究的装置还未出现，本专利技术能够在一个实验平台上实现同时对间隙气体传感器的气敏效应与间隙敏感效应的性能研究。
技术实现思路
1、针对目前间隙气体传感器的性能研究还没有完备的测试装置，本专利技术公布了一种用于间隙气体传感器性能研究的实验平台和使用方法。
2、本专利技术的技术方案是：一种用于间隙气体传感器性能研究的实验平台，其包括：测试模块和控制模块，所述测试模块包括测试罩、传感器探头放置台、金属目标物升降杆、风扇、蒸发单元和温湿度传感器，使用所述测试罩实现气敏测试密闭环境；所述控制模块包括供电单元、控
3、本专利技术中，测试模块是用于放置间隙气体测试的各部件，实现在密闭的环境中配置一定浓度的被测气体或蒸汽进行气体敏感测试，内部放置所述金属目标物升降杆搭配被测金属板进行间隙敏感测试；所述测试罩用于提供密闭的测试环境，一侧有气液注入口，当被测物是气体时，通过所述气液注入口可以将气体直接注入测试模块密闭环境，当被测物是液体时，将所述被测液体注入到蒸发单元，使被测液体迅速挥发到测试模块密闭环境；所述传感器探头放置台是用于放置并固定传感器，被测试的传感器两侧均有一对电极，所述传感器探头放置台上样片夹的每一个颌上均镶嵌有两个探针，与传感器的电极位置相对应，与上颌探针连接的两根导线接入所述测试单元，与下颌探针连接的两根导线接入所述控制单元；所述金属目标物升降杆是用于固定被测金属目标物样板，其呈竖直状态与控制箱中的步进电机转轴相连接，导程由与步进电机转子相连的螺纹转轴决定，通过控制箱的顶面来限制升降杆径向运动，实现所述金属目标物升降杆的上下运动；所述风扇是固定在控制箱顶面，置于测试箱中，用于被测气体与测试箱内空气的迅速均匀混合，其位置靠近蒸发单元以及测试箱上的气液注入口；所述蒸发单元是用于被测液体的蒸发，其是由蒸发皿和加热电阻组成，固定在测试模块中，所述蒸发单元的温度设置是通过所述人机交互单元完成，所述控制单元实现对加热电阻的供电；所述温湿度传感器是用于监测测试箱内温湿度，其接入所述控制单元，通过所述控制单元来实现温湿度的采集并显示在所述人机交互单元。
4、本专利技术中，控制模块是使用电信号控制各个单元并实现信号的采集，所述控制模块包括控制单元、测试单元、步进电机单元、人机交互单元；所述控制模块和所述测试控制模块结合形成一个密闭的测试环境，所述控制单元、所述测试单元和所述步进电机单元位于所述控制模块内部，所述人机交互单元、电源开关、电源指示灯位于控制模块前面板，所述控制模块通过rs232接口用于与上位机连接；所述供电单元是通过硬件电路将220v工频交流电整流输出控制模块、测试模块所需的直流电压；所述控制单元是由一块微控制器1(microcontroller unit 1)组成的最小系统，扩展液晶触摸显示屏作为所述人机交互单元，配置端口连接所述步进电机单元、所述蒸发单元、所述风扇、所述温湿度传感器和所述传感器探头放置台的下颌中包括的两个电极，通过所述控制单元控制所述步进电机单元中的步进电机转动来实现所述金属目标物升降杆的升降速率和行程，控制所述蒸发单元的蒸发温度，控制所述风扇的运行，采集环境温湿度以及提供传感器探头加热电压；所述测试单元是由一块微控制器2(microcontroller unit 2)组成的最小系统，扩展电阻测试电路和阻抗测试电路，分别用于测试传感器元件的电阻和阻抗，所述测试单元与所述传感器探头放置台的上颌中包括的两个电极实现电连接，所述测试单元通过上位机配置采集参数，并将数据实时上传至上位机；所述步进电机单元是放置于所述控制模块中，其轴向方向向上，与步进电机转子相连接的是具有一定密度的螺纹转轴，与螺纹转轴匹配的是所述金属目标物升降杆，由步进电机的转速控制所述金属目标物升降杆的升降速率；所述人机交互单元采用一块液晶触摸显示屏来实现人机交互功能，其位于所述控制模块前面板，与所述控制单元相连接用于显示和控制各参数。
5、本专利技术中，实验平台的使用方法是取下将传感探头固定在所述传感器探头放置台的上下颌之间，通过上下颌之间的挤压力实现探针和传感探头的良好接触；将一定规格参数的金属目标物板通过过孔套在所述金属目标物升降杆上，并使用螺丝进行固定，由于所述传感器探头放置台的下颌和所述金属目标物升降杆所固定的金属目标物板的下表面在同一水平面，因此对于不同厚度的传感器探头需要在所述金属目标物升降杆和金属目标物板之间使用一个与传感器探头厚度相同的垫片，以保证传感器探头和金属目标物板的临界接触；将所述测试罩置于所述控制模块上表面相对应的卡槽内，通过卡槽内的橡胶密封圈与所述测试罩之间的挤压力形成所述测试模块的密闭空间，使用rs232连接线与上位机进行通信并设置需要采集的信号参数；通过所述人机交互单元实时显示所述测试模块内的温湿度，所述风扇用于被测气体的充分混合，对于被测液体还需要根据其沸点设置不同的蒸发温度，调节传感器探头的加热电压并在所述人机交互单元上显示加热电流大小以及上位机显示的被测数据曲线，当曲线趋于平稳时，使用进样针取一定量的被测气体或液体，通过所述测试罩的气液注入口直接注入所述测试罩内或所述测试罩内的蒸发单元中，此时传感器探头与被测气体或被测蒸汽接触并发生一系列物理化学反应，通过测试单元获取临界状态下传感器探头对被测气体响应的气敏-电阻或气敏-阻抗数据曲线；待气体响应曲线趋于平稳时取下所述测试罩，使传感器探头暴露在大气中，被测气体或蒸汽挥发到空气中，通过所述测试单元获取临界状态下传感器探头在空气中恢复的气敏-电阻或气敏-阻抗数据曲线；待恢复曲线趋于平稳时，放置所述测试罩，注入等量的被测气体或液体，重复之前的测试本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于间隙气体传感器性能研究的实验平台，包括：测试模块和控制模块，所述测试模块包括测试罩、传感器探头放置台、金属目标物升降杆、风扇、蒸发单元和温湿度传感器，使用所述测试罩实现气体激励实验环境；所述控制模块包括供电单元、控制单元、测试单元、步进电机单元、人机交互单元，所述供电单元为实验平台提供电源输入，所述步进电机单元与所述金属目标物升降杆组装实现间隙变化激励输入，所述测试模块和所述控制模块构成的实验平台实现对间隙气体传感器的气敏效应和间隙敏感效应的性能研究。
2.根据权利要求1所述的用于间隙气体传感器性能研究的实验平台，其特征是：所述测试模块是用于放置间隙气体测试的各部件，实现在密闭的环境中配置一定浓度的被测气体或蒸汽进行气体敏感测试，内部放置所述金属目标物升降杆搭配被测金属板进行间隙敏感测试；所述测试罩用于提供密闭的测试环境，一侧有气液注入口，当被测物是气态时，通过所述气液注入口可以将气体直接注入测试模块密闭环境，当被测物是液态时，将所述被测液体注入到蒸发单元，使液体迅速挥发到测试模块密闭环境；所述传感器探头放置台是用于放置并固定传感器，被测试的传感器两侧均有
3.根据权利要求1所述的用于间隙气体传感器性能研究的实验平台，其特征是：所述控制模块是使用电信号控制各个单元并实现信号的采集，所述控制模块包括供电单元、控制单元、测试单元、步进电机单元、人机交互单元；所述控制模块和所述测试控制模块结合形成一个密闭的测试环境，所述供电单元、所述控制单元、所述测试单元和所述步进电机单元位于所述控制模块内部，所述人机交互单元、电源开关、电源指示灯位于控制模块前面板，所述控制模块通过RS232接口用于与上位机连接；所述供电单元是通过硬件电路将220V工频交流电整流输出控制模块、测试模块所需的直流电压；所述控制单元是由一块微控制器1(Microcontroller Unit 1-MCU1)组成的最小系统，扩展液晶触摸显示屏作为所述人机交互单元，配置端口连接所述步进电机单元、所述蒸发单元、所述风扇、所述温湿度传感器和所述传感器探头放置台的下颌中包括的两个电极，通过所述控制单元控制所述步进电机单元中的步进电机转动来实现所述金属目标物升降杆的升降速率和行程，控制所述蒸发单元的蒸发温度，控制所述风扇的运行，采集环境温湿度以及提供传感器探头加热电压；所述测试单元是由一块微控制器2(Microcontroller Unit 2-MCU2)组成的最小系统，扩展电阻测试电路和阻抗测试电路，分别用于测试传感器元件的电阻和阻抗，所述测试单元与所述传感器探头放置台的上颌中包括的两个电极实现电连接，所述测试单元通过上位机配置采集参数，并将数据实时上传至上位机；所述步进电机单元是放置于所述控制模块中，其轴向方向向上，与步进电机转子相连接的是具有一定密度的螺纹转轴，与螺纹转轴匹配的是所述金属目标物升降杆，由步进电机的转速控制所述金属目标物升降杆的升降速率；所述人机交互单元采用一块液晶触摸显示屏来实现人机交互功能，其位于所述控制模块前面板，与所述控制单元相连接用于显示和控制各参数。
4.一种如权利要求1-3任一项所述用于间隙气体传感器性能研究的实验平台的使用方法，是将传感器探头放置在所述传感器探头放置台上固定，将金属目标物固定在所述金属目标物升降杆顶端；使用进样针配置被测气体或液体施加气体激励，通过控制金属目标物的升降施加间隙变化激励。
5.根据权利要求4所述的用于间隙气体传感器性能研究的实验平台的使用方法，其特征是：所述使用方法是取下将传感探头固定在所述传感器探头放置台的上下颌之间，通过上下颌之间的挤压力实现探针和传感探头的良好接触；将一定规格参数的金属目标物板通过过孔套在所述金属目标物升降杆上，并使用螺丝进行固定，由于所述...
【技术特征摘要】
1.一种用于间隙气体传感器性能研究的实验平台，包括：测试模块和控制模块，所述测试模块包括测试罩、传感器探头放置台、金属目标物升降杆、风扇、蒸发单元和温湿度传感器，使用所述测试罩实现气体激励实验环境；所述控制模块包括供电单元、控制单元、测试单元、步进电机单元、人机交互单元，所述供电单元为实验平台提供电源输入，所述步进电机单元与所述金属目标物升降杆组装实现间隙变化激励输入，所述测试模块和所述控制模块构成的实验平台实现对间隙气体传感器的气敏效应和间隙敏感效应的性能研究。
2.根据权利要求1所述的用于间隙气体传感器性能研究的实验平台，其特征是：所述测试模块是用于放置间隙气体测试的各部件，实现在密闭的环境中配置一定浓度的被测气体或蒸汽进行气体敏感测试，内部放置所述金属目标物升降杆搭配被测金属板进行间隙敏感测试；所述测试罩用于提供密闭的测试环境，一侧有气液注入口，当被测物是气态时，通过所述气液注入口可以将气体直接注入测试模块密闭环境，当被测物是液态时，将所述被测液体注入到蒸发单元，使液体迅速挥发到测试模块密闭环境；所述传感器探头放置台是用于放置并固定传感器，被测试的传感器两侧均有一对电极，所述传感器探头放置台上样片夹的每一个颌上均镶嵌有两个探针，与传感器的电极位置相对应，与上颌探针连接的两根导线接入所述测试单元，与下颌探针连接的两根导线接入所述控制单元；所述金属目标物升降杆是用于固定被测金属目标物样板，其呈竖直状态与控制箱中的步进电机转轴相连接，导程由与步进电机转子相连的螺纹转轴决定，通过控制箱的顶面来限制升降杆径向运动，实现所述金属目标物升降杆的上下运动；所述风扇是固定在控制箱顶面，置于测试箱中，用于被测气体与测试箱内空气的迅速均匀混合，其位置靠近蒸发单元以及测试箱上的气液注入口；所述蒸发单元是用于被测液体的蒸发，其是由蒸发皿和加热电阻组成，固定在测试模块中，所述蒸发单元的温度设置是通过所述人机交互单元完成，所述控制单元实现对加热电阻的供电；所述温湿度传感器是用于实时监测测试箱内温湿度，其接入所述控制单元，通过所述控制单元来实现温湿度的采集并显示在所述人机交互单元。
3.根据权利要求1所述的用于间隙气体传感器性能研究的实验平台，其特征是：所述控制模块是使用电信号控制各个单元并实现信号的采集，所述控制模块包括供电单元、控制单元、测试单元、步进电机单元、人机交互单元；所述控制模块和所述测试控制模块结合形成一个密闭的测试环境，所述供电单元、所述控制单元、所述测试单元和所述步进电机单元位于所述控制模块内部，所述人机交互单元、电源开关、电源指示灯位于控制模块前面板，所述控制模块通过rs232接口用于与上位机连接；所述供电单元是通过硬件电路将220v工频交流电整流输出控制模块、测试模块所需的直流电压；所述控制单元是由一块微控制器1(microcontroller unit 1-mcu1)组成的最小系统，扩展液晶触摸显示屏作为所述人机交互单元，配置端口连接所述步进电机单元、所述蒸发单元、所述风扇、所述温湿度传感器和所述传感器探头放置台的下颌中包括的两个电极，通过所述控制单元控制所述步进电机单元中的步进电机转动来实现所述金属目标物升降杆的升降速率和行程，控制所述蒸发单元的蒸发温度，控制所述风扇的运行，采集环境温湿度以及提供传感器探头加热电压；所述测试单元是由一块微控制器2(microcontroller unit 2-mcu2)组成的最小系统，扩展电阻测试电路和阻抗测试电路，分别用于测试传感器元件的电阻和阻抗，所述测试单元与所述传感器探头放置台的上颌中包括的两个电极实现电连接，所述测试单元通过上位机配置采集参数，并将...
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