一种通用型电化学传感器采集电路的制作方法

本发明涉及一种通用型电化学传感器采集电路，本发明属于传感器信号采集处理技术领域，特别是涉及一种能在两电极和三电极电化学传感器系统中通用的通用型电化学传感器信号采集电路。

背景技术：

用作有毒、有害气体检测仪表生产中作为信号采集元件的有各种电化学气体传感器，包括两电极、三电极和四电极的电化学气体传感器系统，其中较多使用的是两电极和三电极电化学气体传感器，两电极的电化学气体传感器使用时，对应的工作电压加在两电极之间，当待测气体进入传感器后，测量其两极间通过的电流与气体浓度的关系，因此两电极的电化学气体传感器实际上是一只电流发生器，其电流的大小反映了被测气体的浓度和反应速度，测量时通过外接一只串联电阻负载把传感器输出电流转换成电压，通过一路运算放大器放大后输出。而三电极电化学气体传感器是在两电极的基础上再引进一路恒电位的参比电极作为参考电极，因此需要为参比电极建立恒定参比电位的外接电路，由于两电极和三电极电化学气体传感器需要不同的辅助电路来完成传感器信号的采集，这就导致了两电极和三电极电化学气体传感器系统的采集电路不能通用，给产品的应用带来了不便。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能通用于两电极和三电极电化学气体传感器系统的信号采集电路，解决实际中两电极和三电极电化学气体传感器系统的信号采集电路不能通用的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明一种通用型电化学传感器采集电路，包括传感器接入部分，运放u100a，u100b，电阻r6，r7，r8，r9，r68，r69，r71，r72，r73，r74，r75，电容c30，c48，c50，c51。

所述传感器接入部分包括w，r，c三个接点，三电极系统时分别与工作电极，参比电极和对电极直接连接，两电极系统选择其中的w，c两个接点与两个电极连接；

所述运放u100a的同相输入端通过所述电阻r9接地，所述运放u100a的输出端通过所述电容c48和所述电阻r69串联支路连接到所述运放u100a的反相输入端，组成跟随器，所述运放u100a的输出端通过电阻r6连接所述传感器接点c，所述运放u100a的引脚8通过所述电阻r74接3.3v正电源，所述运放u100a的引脚8还通过所述电容c50接地；

所述传感器接入点r通过所述电阻r68和所述电阻r69串联支路连接所述运放u100a的反相输入端；

所述电阻r75两端分别连接所述传感器接点w和c；

所述电阻r7连接所述传感器接点c；

所述传感器接点w通过所述电阻r73连接所述运放u100b的反相输入端；

所述运放u100b的输出端通过所述电阻771和所述电容c51并联支路连接运放u100b的反相输入端，所述运放u100b的输出端通过所述电阻r8和所述电容c30的串联支路接地，所述运放u100b的同相输入端连接所述传感器接点c；

优选地，所述运放u100a和所述运放u100b的型号是lm358；

优选地，还包括场效应管j177，所述场效应管的栅极通过所述电阻r73接3.3v电源，所述场效应管的漏极和源极分别连接所述传感器接入点w和r；

可选地，所述三电极传感器的工作电极、参比电极和对电极分别连接所述传感器接点w、r和c；

可选地，所述两电极传感器的两个电极分别连接所述传感器接点w和c。

本发明的使用方法是：

当采用三电极传感器时，传感器的工作电极、参比电极和对电极分别连接传感器接点w、r和c，r75、r7不焊接；

当采用两电极传感器时，传感器的两个电极分别连接传感器接点w和c，r6、r68、j177不焊接，r7焊接0欧姆电阻，r75焊接100欧姆电阻。

本发明具有以下有益效果：

本发明只需要设计一块标准的pcb板，在不同的传感器时，按照需要改变几个元件就可以使用，降低了产品生产和管理成本，给用户也带来了方便。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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发明的一些实施例，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为本发明的接线图；

图2为使用三电极传感器时的实施例接线图；

图3为使用两电极传感器时的实施例接线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3所示，本发明为一种通用型电化学传感器采集电路，包括包括传感器接入部分，运放u100a，u100b，电阻r6，r7，r8，r9，r68，r69，r71，r72，r73，r74，r75，电容c30，c48，c50，c51。

传感器接入部分包括w，r，c三个接点，三电极系统时分别与工作电极，参比电极和对电极直接连接，两电极系统选择其中的w，c两个接入点与两个电极连接；

运放u100a的同相输入端通过电阻r9接地，运放u100a的输出端通过电容c48和电阻r69串联支路连接到运放u100a的反相输入端，通过负反馈组成跟随器，运放u100a的输出端通过电阻r6连接传感器接点c点，运放u100a的引脚8通过电阻r74接3.3v正电源，运放u100a的引脚8还通过所述电容c50接地；

传感器接点r通过电阻r68和电阻r69串联支路连接运放u100a的反相输入端；

电阻r75两端分别连接传感器接点w和c；

电阻r7连接传感器接点c；

传感器接点w通过电阻r73连接运放u100b的反相输入端；

运放u100b的输出端通过电阻r71和电容c51并联支路连接运放u100b的反相输入端，运放u100b的输出端通过电阻r8和电容c30的串联支路接地，运放u100b的同相输入端连接传感器接入点c；

图2中，采用三电极传感器时，电阻r75、r7不焊接，w，r，c三个接点分别与工作电极，参比电极和对电极直接连接，运放u100a以及辅助电路组成跟随电路，限制了三个电极的电位变化，输出信号经调理放大后输出到下一级。

还包括场效应管j177，场效应管的栅极通过所述电阻r73接3.3v电源，所述场效应管的漏极和源极分别连接所述传感器接入点w和r，场效应管的作用是在非工作状态下，将三电极中的工作电极和参比电极短路。

图3中，采用两电极传感器时r6、r68、j177不焊接，r7焊接0欧姆电阻，r75焊接100欧姆电阻，传感器输出电流经过r75形成压降，u100放大器实际作为电流电压转换器，由第7脚输出电压信号到下级电路。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。