聲表面波氣體傳感器信號(hào)檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、目前，我國(guó)的傳感器發(fā)展迅速，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事和民用等各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)滲透到人們的日常生活之中，因此，對(duì)新型傳感器的研究已經(jīng)成為當(dāng)今傳感器研究的主要方向。聲表面波氣體傳感器具有成本低、體積小、精度高、分辨率高、易于集成化等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)，化學(xué)監(jiān)控等方面，已經(jīng)成為現(xiàn)在傳感器研究的熱點(diǎn)之一。
　　 在聲表面氣體傳感器的應(yīng)用中，敏感薄膜在吸附氣體的過(guò)程中，待測(cè)氣體使聲表面波傳輸路徑中介質(zhì)的動(dòng)力學(xué)特性發(fā)生改變，進(jìn)而改變聲表面波器件

2、的諧振頻率。與之配套的信號(hào)檢測(cè)電路檢測(cè)到這個(gè)頻率改變量，從而得到待測(cè)氣體的相關(guān)特性，而檢測(cè)電路的性能直接影響著傳感器系統(tǒng)的檢測(cè)精度和準(zhǔn)確度等技術(shù)指標(biāo)。因此，檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)在聲表面波氣體傳感器中是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。本論文的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)用于聲表面波氣體傳感器的信號(hào)檢測(cè)電路，并對(duì)電路的相關(guān)性能進(jìn)行測(cè)試。
　　 針對(duì)雙端諧振型聲表面波器件，設(shè)計(jì)基于頻率檢測(cè)手段的檢測(cè)電路。首先，我們?cè)O(shè)計(jì)基于諧振器的振蕩電路，讓振蕩電路產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩，

3、輸出與諧振器頻率相關(guān)的頻率信號(hào)。然后設(shè)計(jì)混頻電路，將涂有敏感薄膜的諧振器所在的振蕩電路的輸出信號(hào)與未涂敏感薄膜的諧振器所在的參考振蕩電路的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)混頻之后，得到其差頻信號(hào)。差頻信號(hào)經(jīng)過(guò)整形電路之后，變成方便用于后期基于單片機(jī)電路進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的信號(hào)。最后，將設(shè)計(jì)的方案經(jīng)過(guò)制作印制電路板、焊接元器件等程序，制作出實(shí)際的電路，并根據(jù)實(shí)際情況制作用于保護(hù)敏感單元和便于進(jìn)行氣體檢測(cè)的封閉氣室。
　　 論文還介紹了檢測(cè)電路的性能測(cè)試和實(shí)

4、際應(yīng)用的測(cè)試。在性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)中，主要測(cè)量了檢測(cè)電路中振蕩電路和混頻電路的輸出信號(hào)，從測(cè)試數(shù)據(jù)中分析檢測(cè)電路的相關(guān)性能。同時(shí)，對(duì)檢測(cè)電路的穩(wěn)定度進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，該電路具有良好的性能。對(duì)檢測(cè)電路的實(shí)際應(yīng)用，我們進(jìn)行了氣敏特性測(cè)試，用涂有聚甲基-{3-[2-羥基-4，6-二（三氟甲基）]苯基}-丙基硅氧烷(DKAP)敏感薄膜的聲表器件測(cè)試對(duì)DMMP的氣敏特性，測(cè)量檢測(cè)電路的輸出信號(hào)。測(cè)試結(jié)果表明，檢測(cè)電路在實(shí)際應(yīng)用中能夠表現(xiàn)出良好的