一种气体传感器的温度补偿装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种传感器温度补偿装置，具体涉及一种气体传感器的差分温度补偿装置。
【背景技术】
[0002]气体传感器属于化学类传感器，被广泛应用于工业、医疗及家庭环境检测领域。
[0003]现有的大多数气体传感器都存在温度敏感性，在测量时往往会导致测量信号存在一定的温度漂移，从而影响测量精度。因此，为了保证传感器测量精确度，这类传感器的使用上一般都需要有温度补偿机制。
【实用新型内容】
[0004]实用新型目的:针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种气体传感器的温度补偿装置，通过差分电路将两个传感器芯片受温度变化的影响分量相减，从而达到消去温度造成的信号变化，方法简单，实用性强，价格低廉，避免了复杂的校准过程带来的测量误差。
[0005]技术方案:一种气体传感器的温度补偿装置，包括信号激励源，气体传感器芯片模块，信号差分电路；信号激励源连接气体传感器芯片模块，气体传感器芯片模块连接信号差分电路；其中，气体传感器芯片模块由第一气体传感器芯片和第二气体传感器芯片组成，第一气体传感器芯片用于探测被测量气体，第二气体传感器芯片b用于获取温度漂移造成的参考信号，均密封在一个导热的壳体内。
[0006]信号激励源由稳压源芯片AD1585、第一电容、第二电容、第三电容组成；稳压源芯片AD1585的输入端由12V直流电压供电，稳压源芯片AD1585的IN端和GND端并联第一电容和第二电容，稳压源芯片AD1585的GND端口接地，稳压源芯片AD1585的OUT端口和GND之间连接第三电容，稳压源芯片AD1585的OUT端连接稳压源VCC。
[0007]在外界温度变化时，第一气体传感器芯片a和第二气体传感器芯片b的温度变化相同。
[0008]有益效果:通过将两个传感器的信号进行差分处理，即可在很大程度上消去温度变化对测量结果的影响，补偿精度高、成本低，实用性强。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的总体电路结构框图；
[0010]图2为本实用新型的信号激励源电路结构示意图；
[0011]图3为气体传感器芯片模块及信号差分电路示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施案例对本实用新型作进一步的说明。
[0013]如图1所示，一种气体传感器的温度补偿装置，包括信号激励源1，气体传感器芯片模块2，信号差分电路3 ;气体传感器芯片模块2由第一气体传感器芯片a和第二气体传感器芯片b组成。其中，第一气体传感器芯片a用于探测被测量气体，第二气体传感器芯片b密封在一个导热的壳体4内，与外部气体隔离。在进行测量时，信号激励源1连接到气体传感器芯片模块2的第一气体传感器芯片a和第二气体传感器芯片b，为其提供工作电源。气体传感器芯片模块2的第一气体传感器芯片a和第二气体传感器芯片b连接到信号差分电路3，使得第一气体传感芯片a和第二气体传感器芯片A的电阻值兄和私输入到信号差分电路3中，得到电阻值之差兄-沁。气体传感芯片A的电阻值沁只受到温度7?影响，即私=沁(7)+#μ，其中电阻沁(7)是温度的函数为常数；第一气体传感器芯片a的电阻值Ra受到温度符P外界探测气体分压浓度c的影响，即Ra=UT) +兄(/^) +心，其中兄(7)为温度对电阻的贡献，Ra{pc)为外界氢气气压或浓度对电阻的贡献，为常数；第二气体传感器芯片A具有和气体传感器芯片a相同或相近的温度-电阻曲线，因此，兄(7)=沁(7)或者兄(7) ;信号差分电路3将第一气体传感器芯片<3和第二气体传感器芯片b的信号值进行差分处理，得到值兄一 Rb=Ra{pc)+Ra0~私,，即兄一 R产Ra{pc);由此得到的差分信号中已经消去了温度对传感信号的影响，实现了温度补偿的目的。
[0014]以氢气传感器为例，具体实施例如下:
[0015]如图2所示，信号激励源1由一个稳压源芯片AD1585和第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3组成；第一电容为10 4?，第二电容为4.7 4?，第三电容为14?。稳压源芯片AD1585的输入端IN由12V直流电压供电，第一电容C1和第二电容C2链接到稳压源芯片AD1585的IN端和GND端之间，稳压源芯片AD1585的GND端口接地，稳压源芯片AD1585的OUT端口和GND之间连接第三电容C3 ;稳压源芯片AD1585的OUT端口输出直流5V的稳压源 VCC。
[0016]如图3所不，气体传感器芯片模块2由第一气体传感器芯片a和第二气体传感器芯片妨且成，在电路中分别用第二电阻R2和第四电阻R4表示。图中，第一电阻为500ΚΩ，第二电阻为4ΜΩ，第三电阻为6ΜΩ，第四电阻为4ΜΩ，第五电阻为6ΜΩ，第六电阻为10ΚΩ，第七电阻为10ΚΩ。
[0017]第二电阻R2和第四电阻R4在297K，无氢气暴露时的初始电阻值都为4ΜΩ。第二电阻R2暴露于外界气氛环境中，第四电阻R4被封闭在一个密封的壳体4内，与外部气体隔离。VCC连接到第二电阻R2和第四电阻R4，且第二电阻R2和第四电阻R4分别与第三电阻R3和第五电阻R5串联在A和B点形成两路电压信号，这两路电压信号输入到信号差分电路3中。信号差分电路3由差分放大芯片AD8221和第六电阻R6和第五电容C5等组成；其中第五电容C5为0.01 μ F。差分放大芯片AD8221的Vcc端由直流12V电源供电，Vss端接地，Vref段接到电位器R1来选择参考电压，差分放大芯片AD8221的Out端接到第七电阻R7输出差分电压，差分放大芯片AD8221的RG+和RG-接到第六电阻R6和第五电容C5上选择输出增益，差分放大芯片AD8221的IN+和IN-分别连接到节点A和B。本实用新型所述技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更改和润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
【主权项】
1.一种气体传感器的温度补偿装置，其特征在于:包括信号激励源(1)，气体传感器芯片模块(2)，信号差分电路(3);所述信号激励源(1)连接所述气体传感器芯片模块(2)，所述气体传感器芯片模块(2)连接所述信号差分电路(3);其中，所述气体传感器芯片模块(2)由第一气体传感器芯片和第二气体传感器芯片组成，所述第一气体传感器芯片用于探测被测量气体，所述第二气体传感器芯片用于获取温度漂移造成的参考信号，均密封在一个导热的壳体(4)内。2.根据权利要求1所述的气体传感器的温度补偿装置，其特征在于:所述信号差分电路(3)为差分放大芯片AD8221。3.根据权利要求1所述的气体传感器的温度补偿装置，其特征在于:所述信号激励源(1)由稳压源芯片AD1585、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)组成；所述稳压源芯片AD1585的输入端由12V直流电压供电，所述第一电容(C1)和所述第二电容(C2)并联，并且连接于所述稳压源芯片AD1585的IN端和GND端，所述稳压源芯片AD1585的GND端口接地，所述稳压源芯片AD1585的OUT端口和GND之间连接第三电容(C3)，所述稳压源芯片AD1585的OUT端连接稳压源VCC。
【专利摘要】本实用新型提供了一种气体传感器的温度补偿装置，包括信号激励源，气体传感器芯片模块，信号差分电路。信号激励源与气体传感器芯片模块相连接，气体感器芯片模块与信号差分电路相连接。气体传感器芯片模块由两个气体传感器芯片组成，一个气体传感器芯片用于探测被测量气体，另一个气体传感器芯片密封在一个导热的壳体内，与外部气体隔离。进行测量时，将这两个传感器芯片的信号量相减即可在很大程度消去温度漂移带来的测量误差。
【IPC分类】G01N33/00
【公开号】CN205049548
【申请号】CN201520716928
【发明人】邵玮, 陆伟华
【申请人】苏州新锐博纳米科技有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年9月17日