一種氧傳感器的溫度補(bǔ)償電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種氧傳感器的溫度補(bǔ)償電路，其溫度補(bǔ)償電路是：氧傳感器正負(fù)極之間串聯(lián)電阻R3和R2，電阻R3和R2之間節(jié)點(diǎn)接第一級(jí)運(yùn)算放大器輸入端正極，第一級(jí)運(yùn)算放大器輸入端負(fù)極F與地之間并聯(lián)的電阻R4和熱敏電阻R5；濾波電路的兩端接在第一級(jí)運(yùn)算放大器輸入端負(fù)極和輸出端；第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端M串聯(lián)第二級(jí)運(yùn)算放大器；第二級(jí)運(yùn)算放大器電源管腳的正負(fù)極分別接電源+5V和-5V；第二級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端N連接液晶顯示屏的輸入端正極，液晶顯示屏的輸入端負(fù)極接地。本發(fā)明有益效果是：采用的電子元器件組成的溫度補(bǔ)償電路，在選擇合適的熱敏電阻阻值后，使氧傳感器能實(shí)現(xiàn)不受高低溫環(huán)境的影響，具有工作穩(wěn)定、精度高的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種氧傳感器的溫度補(bǔ)償電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供了一種氧傳感器，特別涉及的是能抵消外界溫度給氧傳感器測(cè)量精度帶來(lái)影響的一種氧傳感器的溫度補(bǔ)償電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在氧和二氧化碳檢測(cè)儀中的氧傳感器是專用于對(duì)氧含量的檢測(cè)，即通過(guò)電流的大小反應(yīng)氧含量的多少，其原理是:傳感器的內(nèi)部為一密封容器，它里面包含有兩個(gè)電極(陰極和陽(yáng)極)和能夠發(fā)生反應(yīng)的電解液。當(dāng)外界的氧氣通過(guò)氧傳感器的毛細(xì)微孔與電解液發(fā)生反應(yīng)時(shí)，使得電離出的不同離子分別游離到兩個(gè)電極上，形成電流。電流的大小正比于氧含量的大小，用電流的大小反應(yīng)出氧含量的多少。但是氧傳感器本身存在受外界環(huán)境溫度干擾的缺陷。
[0003]圖1是現(xiàn)有技術(shù)氧傳感器溫度特性曲線LI的坐標(biāo)圖，圖中曲線LI表示氧傳感器在同一氧含量情況下不同溫度其輸出電流不等。
[0004]圖1顯不，同一氧含量在不同溫度下,對(duì)應(yīng)的電流輸出不同，即存在不同溫度下顯示氧含量不穩(wěn)定現(xiàn)象。上述氧傳感器受溫度影響下顯示電流數(shù)值不穩(wěn)定的特性，直接影響其測(cè)量精度。
[0005]因氧傳感器本身的輸出電流非常小，在實(shí)際使用中必須經(jīng)過(guò)外部電路對(duì)其輸出電流進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，又由于電流的大小正比于氧含量的大小，所以經(jīng)放大電路后氧含量的輸出電流必然存在著更大的誤差。因此，人們迫切希望出現(xiàn)一種在外界溫度變化情況下，能抵消溫度對(duì)氧傳感器放大后電流影響的溫度補(bǔ)償電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種使氧傳感器連接一個(gè)抵消溫度影響的溫度補(bǔ)償電路，使氧傳感器測(cè)量值準(zhǔn)確，精度高的一種氧傳感器的溫度補(bǔ)償電路。
[0007]解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是:
[0008]一種氧傳感器的溫度補(bǔ)償電路，所述氧傳感器的溫度補(bǔ)償電路是:在氧傳感器正極B和氧傳感器負(fù)極A之間依次串聯(lián)電阻R3和R2，電阻R3和R2之間的節(jié)點(diǎn)Pl接在第一級(jí)運(yùn)算放大器輸入端正極E，第一級(jí)運(yùn)算放大器輸入端負(fù)極F與地之間并聯(lián)的電阻R4和熱敏電阻R5 ;在電源-5V與地之間串聯(lián)電阻Rl和可變電阻W，電阻Rl和可變電阻W之間的節(jié)點(diǎn)P2接在氧傳感器負(fù)極A上；由電阻R6和電容Cl并聯(lián)后組成濾波電路，所述濾波電路的一端接在第一級(jí)運(yùn)算放大器輸入端負(fù)極F，濾波電路的另一端接在第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端M上；第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端M與地之間串聯(lián)電阻R7 ;第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端M串聯(lián)第二級(jí)運(yùn)算放大器輸入端正極G，第二級(jí)運(yùn)算放大器輸入端負(fù)極H與地之間串聯(lián)電阻R8 ;第二級(jí)運(yùn)算放大器電源管腳的正負(fù)極分別接電源+5V和-5V ;第二級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端N連接液晶顯示屏的輸入端正極，液晶顯示屏的輸入端負(fù)極接地。
[0009]優(yōu)選方案是:所述電阻R6的阻值為15k Ω ;電阻R4的阻值為3kQ ;熱敏電阻R5的阻值選用在O°C時(shí)為IkQ。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明采用的電子元器件組成的溫度補(bǔ)償電路，在選擇合適的熱敏電阻R5、電阻R6、電阻R4的阻值后，使氧傳感器能實(shí)現(xiàn)不受高低溫環(huán)境的影響，具有工作穩(wěn)定、精度高的優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明成本低，操作容易，易制造，這為電化學(xué)氧傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償拓展了新的思路，同時(shí)也為其他傳感器的溫度補(bǔ)償提供了參考。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是現(xiàn)有技術(shù)氧傳感器溫度特性曲線LI的坐標(biāo)圖，圖中曲線LI表示氧傳感器在同一氧含量情況下不同溫度其輸出電流不等；
[0012]圖2是本發(fā)明氧傳感器的溫度補(bǔ)償電路連接圖；
[0013]圖3是圖2中氧傳感器溫度特性曲線L2的坐標(biāo)圖，圖中曲線L2表示氧傳感器在同一氧含量情況下不同溫度其輸出電流值不變；
[0014]圖4是2008年3月I日機(jī)械工業(yè)出版社出版的第三版《測(cè)控電路》中第二章信號(hào)放大電路的第二節(jié)標(biāo)題為“典型測(cè)量放大電路”中圖2-lla。
[0015]《附圖中序號(hào)說(shuō)明》
[0016]1:氧傳感器；2:液晶顯示屏；3:溫度補(bǔ)償電路；
[0017]A:氧傳感器負(fù)極(即溫度補(bǔ)償放大電路的輸入端負(fù)極)；
[0018]B:氧傳感器正極(即溫度補(bǔ)償放大電路輸入端的正極)；
[0019]C:第一級(jí)運(yùn)算放大器；W:可變電阻；P1、P2、:節(jié)點(diǎn)；
[0020]D:第二級(jí)運(yùn)算放大器；
[0021]E:第一級(jí)運(yùn)算放大器C輸入端正極；
[0022]F:第一級(jí)運(yùn)算放大器C輸入端負(fù)極；
[0023]M:第一級(jí)運(yùn)算放大器C的輸出端；
[0024]G:第二級(jí)運(yùn)算放大器D輸入端正極；
[0025]H:第二級(jí)運(yùn)算放大器D輸入端負(fù)極；
[0026]N:第二級(jí)運(yùn)算放大器D的輸出端；
[0027]R1、R2、R3、R4、R6、R7、R8:電阻;
[0028]R5:熱敏電阻；
[0029]Cl:電容；
[0030]L1:現(xiàn)有技術(shù)氧傳感器溫度特性曲線；
[0031]L2:氧傳感器溫度特性曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)一步詳述。
[0033]圖2是本發(fā)明氧傳感器的溫度補(bǔ)償電路連接圖；圖3是圖2中氧傳感器溫度特性曲線L2的坐標(biāo)圖，圖中曲線L2表示氧傳感器在同一氧含量情況下不同溫度其輸出電流值不變。
[0034]如圖2所示，本發(fā)明提供一種氧傳感器的溫度補(bǔ)償電路，所述氧傳感器I的溫度補(bǔ)償電路3是:在氧傳感器I正極B和氧傳感器I負(fù)極A之間依次串聯(lián)電阻R3和R2，電阻R3和R2之間的節(jié)點(diǎn)Pl接在第一級(jí)運(yùn)算放大器C輸入端正極E，第一級(jí)運(yùn)算放大器C輸入端負(fù)極F與地之間并聯(lián)的電阻R4和熱敏電阻R5。
[0035]在電源-5V與地之間串聯(lián)電阻Rl和可變電阻W，電阻Rl和可變電阻W之間的節(jié)點(diǎn)P2接在氧傳感器負(fù)極A上。
[0036]由電阻R6和電容Cl并聯(lián)后組成濾波電路，所述濾波電路的一端接在第一級(jí)運(yùn)算放大器C輸入端負(fù)極F，濾波電路的另一端接在第一級(jí)運(yùn)算放大器C的輸出端M上；第一級(jí)運(yùn)算放大器C的輸出端M與地之間串聯(lián)電阻R7。
[0037]第一級(jí)運(yùn)算放大器C的輸出端M串聯(lián)第二級(jí)運(yùn)算放大器D輸入端正極G，第二級(jí)運(yùn)算放大器D輸入端負(fù)極H與地之間串聯(lián)電阻R8 ;第二級(jí)運(yùn)算放大器D電源管腳的正負(fù)極分別接電源+5V和-5V ;第二級(jí)運(yùn)算放大器D的輸出端N連接液晶顯示屏2的輸入端正極，液晶顯示屏2的輸入端負(fù)極接地。
[0038]所述電阻R6的阻值為15k Ω ；電阻R4的阻值為3k Ω ;熱敏電阻R5的阻值選用在(TC 時(shí)為 IkQ。
[0039]更具體的說(shuō)，本發(fā)明氧傳感器的溫度補(bǔ)償電路，是利用氧傳感器具有電化學(xué)原理的特性，即氧傳感器電極之間的電流量正比于采樣氣體中的氧氣含量，并經(jīng)補(bǔ)償、放大及轉(zhuǎn)換等數(shù)據(jù)處理，成為與氧氣含量對(duì)應(yīng)的電子數(shù)字量經(jīng)液晶屏顯示輸出其氧濃度的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。為了抵消氧傳感器的測(cè)量容易受到溫度影響的缺陷，在運(yùn)算放大電路中加入熱敏電阻作為電路補(bǔ)償原件，充分利用熱敏電阻隨溫度變化而阻值變化的特性，在不同的溫度下改變運(yùn)算放大電路的放大倍數(shù)，從而抵消在高低溫環(huán)境下對(duì)氧傳感器檢測(cè)的影響。
[0040]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中氧傳感器的電流特性，為了得到穩(wěn)定的輸出電流，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)選型后確定為:電阻R6的阻值為15k Ω、電阻R4的阻值為3k Ω、熱敏電阻R5的阻值選用在(TC時(shí)為IkQ。這種在(TC時(shí)阻值為IkQ的熱敏電阻為鉬電阻，型號(hào)為PtlOOO，該熱敏電阻的特性是隨溫度升高阻值增大，根據(jù)外購(gòu)的PtlOOO型號(hào)熱敏電阻的技術(shù)資料，其隨溫度變化而阻值變化的情況如表1所示:
[0041]表1型號(hào)為PtlOOO的熱敏電阻不同溫度下的阻值
【權(quán)利要求】
1.一種氧傳感器的溫度補(bǔ)償電路，其特征在于，所述氧傳感器(I)的溫度補(bǔ)償電路(3)是:在氧傳感器(I)正極B和氧傳感器(I)負(fù)極A之間依次串聯(lián)電阻R3和R2，電阻R3和R2之間的節(jié)點(diǎn)Pl接在第一級(jí)運(yùn)算放大器(C)輸入端正極E，第一級(jí)運(yùn)算放大器(C)輸入端負(fù)極F與地之間并聯(lián)的電阻R4和熱敏電阻R5 ;在電源-5V與地之間串聯(lián)電阻Rl和可變電阻W,電阻Rl和可變電阻W之間的節(jié)點(diǎn)P2接在氧傳感器負(fù)極A上；由電阻R6和電容Cl并聯(lián)后組成濾波電路，所述濾波電路的一端接在第一級(jí)運(yùn)算放大器(C)輸入端負(fù)極F，濾波電路的另一端接在第一級(jí)運(yùn)算放大器(C)的輸出端M上；第一級(jí)運(yùn)算放大器(C)的輸出端M與地之間串聯(lián)電阻R7 ;第一級(jí)運(yùn)算放大器(C)的輸出端M串聯(lián)第二級(jí)運(yùn)算放大器(D)輸入端正極G，第二級(jí)運(yùn)算放大器(D)輸入端負(fù)極H與地之間串聯(lián)電阻R8 ;第二級(jí)運(yùn)算放大器(D)電源管腳的正負(fù)極分別接電源+5V和-5V;第二級(jí)運(yùn)算放大器(D)的輸出端N連接液晶顯示屏(2)的輸入端正極，液晶顯示屏(2)的輸入端負(fù)極接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種氧傳感器的溫度補(bǔ)償電路，其特征在于，所述電阻R6的阻值為15kΩ ;電阻R4的阻值為3kΩ ;熱敏電阻R5的阻值選用在0°C時(shí)為IkQ。
【文檔編號(hào)】G01N27/42GK103558281SQ201310542132
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】郭曉光 申請(qǐng)人:天津市森羅科技發(fā)展有限責(zé)任公司