suizhechuanganjishuwuchubuzaideshidaidedaolai，xuduoxingyechuxianlewushuxindeqitijianceyingyong
，liruqichekongqizhiliangjiancehuodianzibi。buduanfazhandefaguiheanquanbiaozhunduixinyingyonghexianyouyingyongtichulebiguoqugengjutiaozhanxingdeyaoqiu。huanjuhuashuo，weilaideqitijiancexitongbixunengjingqueceliangdideduodenongdu，duimubiaoqitigengjuxuanzexing，yikaodianchidianyuangongzuogengchangdeshijian，bingzaigengchangdeshijianneitigongwendingyizhidexingneng，tongshishizhongbaochianquankekaodeyunxing。

 

電化學氣體傳感器的優缺點

 

電化學氣體傳感器的普及可以歸因於其線性輸出
、digonghaoyaoqiuhelianghaodefenbianlv。ciwai
，yidangenjumubiaoqitideyizhinongdujinxingxiaozhun，qiceliangdezhongfuxinghejingduyefeichanghao。shushinianlaijishudefazhan，rangzhexiechuanganqikeyiduitedingqitileixingtigongfeichanghaodexuanzexing。

 

由於其優點眾多，工業應用（例如用於保護工人安全的有毒氣體檢測）率先采用了電化學傳感器。這些傳感器的運行經濟性促進了區域有毒氣體監測係統的部署，確保了采礦、化學工業、沼氣廠、食品生產

、製藥工業等行業員工的安全環境條件。

 

盡(jin)管(guan)檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)本(ben)身(shen)在(zai)不(bu)斷(duan)進(jin)步(bu)，但(dan)自(zi)電(dian)化(hua)學(xue)氣(qi)體(ti)檢(jian)測(ce)出(chu)現(xian)以(yi)來(lai)，其(qi)基(ji)本(ben)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)以(yi)及(ji)與(yu)生(sheng)俱(ju)來(lai)的(de)缺(que)點(dian)並(bing)未(wei)改(gai)變(bian)。通(tong)常(chang)，電(dian)化(hua)學(xue)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)保(bao)質(zhi)期(qi)有(you)限(xian)，一(yi)般(ban)為(wei)六(liu)個(ge)月(yue)至(zhi)一(yi)年(nian)。傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)老(lao)化(hua)也(ye)會(hui)對(dui)其(qi)長(chang)期(qi)性(xing)能(neng)產(chan)生(sheng)重(zhong)大(da)影(ying)響(xiang)。傳(chuan)感(gan)器(qi)製(zhi)造(zao)商(shang)通(tong)常(chang)會(hui)指(zhi)定(ding)傳(chuan)感(gan)器(qi)靈(ling)敏(min)度(du)每(mei)年(nian)最(zui)多(duo)可(ke)漂(piao)移(yi)20%。此(ci)外(wai)
，雖(sui)然(ran)目(mu)標(biao)氣(qi)體(ti)選(xuan)擇(ze)性(xing)已(yi)有(you)顯(xian)著(zhu)改(gai)善(shan)，但(dan)傳(chuan)感(gan)器(qi)仍(reng)存(cun)在(zai)對(dui)其(qi)他(ta)氣(qi)體(ti)的(de)交(jiao)叉(cha)敏(min)感(gan)性(xing)問(wen)題(ti)，導(dao)致(zhi)測(ce)量(liang)受(shou)到(dao)幹(gan)擾(rao)和(he)讀(du)數(shu)出(chu)錯(cuo)的(de)幾(ji)率(lv)增(zeng)加(jia)。傳(chuan)感(gan)器(qi)性(xing)能(neng)還(hai)與(yu)溫(wen)度(du)相(xiang)關(guan)
，必(bi)須(xu)在(zai)內(nei)部(bu)進(jin)行(xing)溫(wen)度(du)補(bu)償(chang)。

 

技術挑戰

 

設計先進氣體檢測係統需要克服的技術挑戰可以分為三類，分別對應於係統生命周期的不同階段。

 

首(shou)先(xian)是(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)製(zhi)造(zao)挑(tiao)戰(zhan)
，例(li)如(ru)製(zhi)造(zao)可(ke)重(zhong)複(fu)性(xing)以(yi)及(ji)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)表(biao)征(zheng)和(he)校(xiao)準(zhun)。製(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)本(ben)身(shen)雖(sui)然(ran)已(yi)高(gao)度(du)自(zi)動(dong)化(hua)
，但(dan)不(bu)可(ke)避(bi)免(mian)地(di)會(hui)給(gei)每(mei)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)帶(dai)來(lai)差(cha)異(yi)。由(you)於(yu)這(zhe)些(xie)差(cha)異(yi)
，傳(chuan)感(gan)器(qi)必(bi)須(xu)在(zai)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)進(jin)行(xing)表(biao)征(zheng)和(he)校(xiao)準(zhun)。

 

其qi次ci
，在zai係xi統tong的de整zheng個ge生sheng命ming周zhou期qi中zhong都dou存cun在zai技ji術shu挑tiao戰zhan。這zhe包bao括kuo係xi統tong架jia構gou優you化hua，例li如ru信xin號hao鏈lian設she計ji或huo功gong耗hao考kao慮lv。另ling外wai，工gong業ye應ying用yong中zhong特te別bie注zhu重zhong電dian磁ci兼jian容rong性xing(EMC)hegongnenganquanheguixing

，zhehuiduishejichengbenheshangshishijianchanshengfumianyingxiang。gongzuotiaojianyeqizhezhongyaozuoyong，bingduibaochisuoxuxingnengheshiyongshoumingtichuletiaozhan。dianhuaxuechuanganqizaiqishiyongshoumingqijianhuilaohuahepiaoyi（這是這種技術的本性），導dao致zhi需xu要yao頻pin繁fan校xiao準zhun或huo更geng換huan傳chuan感gan器qi。如ru果guo在zai惡e劣lie環huan境jing中zhong運yun行xing，性xing能neng的de變bian化hua會hui進jin一yi步bu加jia速su
，如ru本ben文wen後hou麵mian所suo述shu。在zai延yan長chang傳chuan感gan器qi使shi用yong壽shou命ming的de同tong時shi保bao持chi其qi性xing能neng，是shi許xu多duo應ying用yong的de關guan鍵jian要yao求qiu之zhi一yi，尤you其qi是shi在zai係xi統tong擁yong有you成cheng本ben至zhi關guan重zhong要yao的de情qing況kuang下xia。

 

第di三san
，即ji使shi采cai用yong了le延yan長chang使shi用yong壽shou命ming的de技ji術shu
，所suo有you電dian化hua學xue傳chuan感gan器qi最zui終zhong都dou會hui達da到dao其qi生sheng命ming終zhong點dian，此ci時shi性xing能neng不bu再zai滿man足zu要yao求qiu，需xu要yao更geng換huan傳chuan感gan器qi。有you效xiao檢jian測ce壽shou命ming結jie束shu條tiao件jian是shi一yi個ge挑tiao戰zhan，若ruo能neng解jie決jue這zhe個ge挑tiao戰zhan，便bian可ke減jian少shao不bu必bi要yao的de傳chuan感gan器qi更geng換huan，從cong而er大da幅fu降jiang低di成cheng本ben。更geng進jin一yi步bu，若ruo能neng準zhun確que預yu測ce傳chuan感gan器qi何he時shi將jiang失shi效xiao

，氣qi體ti檢jian測ce係xi統tong的de運yun行xing成cheng本ben將jiang會hui降jiang低di更geng多duo。

 

在全部氣體檢測應用中，電化學氣體傳感器的利用率都在增加，這給此類係統的物流、調試和維護帶來了挑戰，導致總擁有成本增加。因此，人們采用具有診斷功能的專用模擬前端來減少技術缺點（主要是傳感器壽命有限）帶來的影響，確保氣體檢測係統長期可持續且可靠。

 

信號鏈集成降低設計複雜性

 

傳統信號鏈大多采用獨立的模數轉換器


、放大器和其他構建模塊設計，相當複雜


，迫使設計人員在功效比、測量精度或信號鏈占用的PCB麵積上做出折衷。

 

這種設計挑戰的一個例子是具有多氣體配置、可ke測ce量liang多duo種zhong目mu標biao氣qi體ti的de儀yi器qi。每mei個ge傳chuan感gan器qi可ke能neng需xu要yao不bu同tong的de偏pian置zhi電dian壓ya才cai能neng正zheng常chang運yun行xing。此ci外wai，每mei個ge傳chuan感gan器qi的de靈ling敏min度du可ke能neng不bu同tong，因yin此ci必bi須xu調tiao整zheng放fang大da器qi的de增zeng益yi以yi使shi信xin號hao鏈lian性xing能neng最zui大da化hua。對dui設she計ji人ren員yuan而er言yan
，僅jin這zhe兩liang個ge因yin素su就jiu增zeng加jia了le可ke配pei置zhi測ce量liang通tong道dao（其應能與不同傳感器接口而無需更改 BOM 或原理圖）的設計複雜度。單個測量通道的簡化框圖如圖1所示。

 

就像任何其他電子係統一樣，集成是演進中的一個邏輯步驟，通過集成可設計出更高效

、更強大的解決方案。集成的單芯片氣體檢測信號鏈通過集成TIA（互阻放大器）增益電阻或將數模轉換器用作傳感器偏置電壓源等措施來簡化係統設計（如圖2所示）。youyuxinhaolianjicheng
，celiangtongdaokeyitongguoruanjianlaiquanmianpeizhi


，yiyuzhongduobutongleixingdedianhuaxuechuanganqijiekou
，tongshijiangdishejidefuzaxing。ciwai，zhezhongjichengxinhaoliandegonglvyaoqiuyemingxianjiangdi，zheduiyuyidianchishoumingweiguanjiankaolvyinsudeyingyongzhiguanzhongyao。zuihou，youyujiangdilexinhaoliandezaoshengshuiping，bingqieyoukenengliyongxingnenggenghaodexinhaochuliqijian（如TIA或ADC）
，因此測量精度得以提高。

 

回顧多氣體儀器的例子，信號鏈集成使其能夠：

 

●   實現完全可配置的測量通道
，同時降低信號鏈的複雜性，從而輕鬆重用單個信號鏈設計

●   減少信號鏈占用的PCB麵積

●   降低功耗

●   提高測量精度

 

傳感器劣化與診斷

 

jinguanxinhaolianjichengshixiangqianmaichudezhongyaoyibu，dantabenshenbingweijiejuedianhuaxueqitichuanganqidegenbenquedian，jiqixingnenghuisuizheshiyongshijiantuiyierxiajiang。bunanlijie，zheshichuanganqidegongzuoyuanlihejiegousuodaozhide。gongzuotiaojianyehuizhishixingnengxiajiangbingjiasuchuanganqilaohua。chuanganqijingduhuijiangdi，zhidaobiandebukekao，buzaishihewanchengqirenwu。zaizhezhongqingkuangxia，tongchangdezuofashirangyiqixiaxianbingshoudongjianzhachuanganqi，zhejihaoshiyouanggui。ranhou，genjuqizhuangkuang，keyizhongxinxiaozhunchuanganqibingzaicishiyong
，huozhekenengxuyaoyuyigenghuan。zhehuizhaozhixiangdangdadeweihuchengben。tongguoliyongdianhuaxuezhenduanjishu，keyifenxichuanganqidejiankangzhuangkuangbingyouxiaobuchangxingnengbianhua。

 

圖1.典型電化學氣體傳感器信號鏈（簡圖）

 

 

圖2.雙通道集成氣體檢測信號鏈（簡圖）

 

圖3.在低相對濕度下的加速壽命測試中，傳感器靈敏度（左圖）和阻抗（右圖）之間的相關性

 

導致性能下降的常見因素包括溫度、濕度和氣體濃度過高或電極中毒。短時間暴露於較高溫度（50°C以上）一yi般ban是shi可ke以yi接jie受shou的de。但dan是shi，讓rang傳chuan感gan器qi反fan複fu經jing受shou高gao溫wen會hui導dao致zhi電dian解jie質zhi蒸zheng發fa，並bing對dui傳chuan感gan器qi造zao成cheng不bu可ke逆ni轉zhuan的de損sun壞huai
，例li如ru引yin起qi基ji線xian讀du數shu偏pian移yi或huo響xiang應ying時shi間jian變bian慢man。另ling一yi方fang麵mian，超chao低di溫wen度du（–30°C以下）會大大降低傳感器的靈敏度和響應能力。

 

濕度是對傳感器壽命影響最大的因素。電化學氣體傳感器的理想工作條件是20°C和60%相對濕度。環境濕度低於60%會導致傳感器內部的電解質變幹
，從而影響響應時間。另一方麵，濕度高於60%會導致空氣中的水被傳感器吸收，從而稀釋電解質並影響傳感器的特性。吸收水分還會導致傳感器泄漏，可能致使引腳腐蝕。

 

上shang述shu劣lie化hua機ji製zhi的de幅fu度du即ji使shi不bu是shi非fei常chang大da

，也ye會hui影ying響xiang傳chuan感gan器qi。換huan句ju話hua說shuo，電dian解jie質zhi耗hao盡jin之zhi類lei的de事shi情qing是shi自zi然ran發fa生sheng的de
，會hui導dao致zhi傳chuan感gan器qi老lao化hua。無wu論lun工gong作zuo條tiao件jian如ru何he，老lao化hua過guo程cheng都dou會hui限xian製zhi傳chuan感gan器qi的de壽shou命ming，不bu過guo某mou些xieEC Sense氣體傳感器的工作時間可超過10年。

 

可以使用電化學阻抗譜(EIS)或計時安培分析法（在觀測傳感器輸出的同時施加偏置電壓脈衝）等技術來分析傳感器。

 

EIS是利用正弦信號（通常為電壓）激(ji)勵(li)電(dian)化(hua)學(xue)係(xi)統(tong)而(er)進(jin)行(xing)的(de)頻(pin)域(yu)分(fen)析(xi)測(ce)量(liang)。在(zai)每(mei)個(ge)頻(pin)率(lv)下(xia)
，流(liu)過(guo)電(dian)化(hua)學(xue)電(dian)池(chi)的(de)電(dian)流(liu)都(dou)會(hui)被(bei)記(ji)錄(lu)下(xia)來(lai)
，用(yong)於(yu)計(ji)算(suan)電(dian)池(chi)的(de)阻(zu)抗(kang)。然(ran)後(hou)
，數(shu)據(ju)通(tong)常(chang)以(yi)奈(nai)奎(kui)斯(si)特(te)圖(tu)和(he)波(bo)特(te)圖(tu)形(xing)式(shi)顯(xian)示(shi)。奈(nai)奎(kui)斯(si)特(te)圖(tu)顯(xian)示(shi)複(fu)阻(zu)抗(kang)數(shu)據(ju)，每(mei)個(ge)頻(pin)率(lv)點(dian)均(jun)由(you)x軸上的實數部分和y軸上的虛數部分來繪製。這種數據表示的主要缺點是會丟失頻率信息。波特圖顯示阻抗幅度和相位角與頻率的關係。

 

實驗測量結果表明
，傳感器靈敏度的下降與EIS測試結果的變化之間具有很強的相關性。圖3中的示例顯示了加速壽命測試的結果，其中電化學氣體傳感器被置於低濕度(10%RH)和較高溫度(40°C)的環境中。在整個實驗過程中，定時將傳感器從環境室中取出並放置一個小時
，然後進行已知目標氣體濃度下的基線靈敏度測試和EIS測(ce)試(shi)。測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)清(qing)楚(chu)表(biao)明(ming)了(le)傳(chuan)感(gan)器(qi)靈(ling)敏(min)度(du)和(he)阻(zu)抗(kang)之(zhi)間(jian)的(de)相(xiang)關(guan)性(xing)。這(zhe)種(zhong)測(ce)量(liang)的(de)缺(que)點(dian)是(shi)頗(po)費(fei)時(shi)間(jian)
，因(yin)為(wei)在(zai)很(hen)低(di)的(de)亞(ya)赫(he)茲(zi)頻(pin)率(lv)下(xia)獲(huo)得(de)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)非(fei)常(chang)耗(hao)時(shi)。

 

計時安培法（脈衝測試）是另一種有助於分析傳感器健康狀況的技術。測量方法如下：在傳感器偏置電壓上疊加一個電壓脈衝，同時觀測流經電化學電池的電流。脈衝幅度一般非常低（例如1 mV）且很短（例如200 ms）
，因此不會幹擾傳感器本身。這樣便能相當頻繁地執行測試，同時氣體檢測儀器保持正常運行。在執行更耗時的EIS測量之前
，可以使用計時安培法來檢查傳感器是否已物理插入設備中
，還能指示傳感器性能的變化。傳感器對電壓脈衝響應的示例如圖4所示。

 

圖4.計時安培分析法測試的示例結果

 

xianqiandechuanganqitanzhajishuyizaidianhuaxuelingyushiyongleshushinian。raner，zhexieceliangsuoxudeshebeitongchanghenangguiqiebenzhong。congshijianhezijinliangfangmiankan
，shiyongzhezhongshebeigenbenwufaceshixianchangbushudedaliangqitichuanganqi。weileshixianyuanchengneizhichuanganqijiankangzhuangkuangfenxi，bixujiangzhenduantexingzhijiejichengweixinhaoliandeyibufen。

 

借jie助zhu集ji成cheng的de診zhen斷duan功gong能neng

，可ke以yi在zai無wu需xu人ren工gong幹gan預yu的de情qing況kuang下xia自zi動dong測ce試shi氣qi體ti傳chuan感gan器qi。如ru果guo在zai生sheng產chan中zhong對dui氣qi體ti傳chuan感gan器qi進jin行xing了le表biao征zheng，則ze從cong傳chuan感gan器qi獲huo得de的de數shu據ju可ke以yi與yu這zhe些xie特te征zheng數shu據ju集ji進jin行xing比bi較jiao，從cong而er深shen入ru了le解jie傳chuan感gan器qi的de當dang前qian狀zhuang況kuang，然ran後hou使shi用yong智zhi能neng算suan法fa來lai補bu償chang傳chuan感gan器qi靈ling敏min度du的de損sun失shi。此ci外wai，傳chuan感gan器qi的de曆li史shi記ji錄lu可ke以yi支zhi持chi預yu測ce其qi壽shou命ming何he時shi結jie束shu

，並bing在zai需xu要yao更geng換huan傳chuan感gan器qi時shi提ti醒xing用yong戶hu。內nei置zhi診zhen斷duan功gong能neng最zui終zhong會hui減jian少shao氣qi體ti檢jian測ce係xi統tong的de維wei護hu需xu求qiu
，延yan長chang傳chuan感gan器qi的de使shi用yong壽shou命ming。

 

工業應用的係統設計挑戰

 

安全性和可靠性至關重要
，特別是在工業環境中。在嚴苛的工業環境（例如化工廠）中運行時，有嚴格的規章來確保氣體檢測係統滿足這些要求並保持可靠、完整的功能。

 

電磁兼容性(EMC)是指不同電子設備在共同的電磁環境中正常運行而互不幹擾的能力。EMC涉(she)及(ji)的(de)測(ce)試(shi)有(you)電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)發(fa)射(she)或(huo)輻(fu)射(she)抗(kang)擾(rao)度(du)等(deng)。輻(fu)射(she)發(fa)射(she)測(ce)試(shi)研(yan)究(jiu)係(xi)統(tong)的(de)有(you)害(hai)輻(fu)射(she)以(yi)幫(bang)助(zhu)減(jian)少(shao)輻(fu)射(she)，而(er)輻(fu)射(she)抗(kang)擾(rao)度(du)測(ce)試(shi)會(hui)檢(jian)查(zha)係(xi)統(tong)在(zai)受(shou)到(dao)其(qi)他(ta)係(xi)統(tong)幹(gan)擾(rao)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)保(bao)持(chi)其(qi)功(gong)能(neng)的(de)能(neng)力(li)。

 

EC氣體傳感器本身的結構對EMC性能有負麵影響。傳感器電極起到天線一樣的作用，可以拾取附近電子係統的幹擾。對於無線連接的氣體檢測設備（例如便攜式工人安全儀器）
，這種影響更為明顯。

 

EMC測(ce)試(shi)通(tong)常(chang)是(shi)一(yi)個(ge)非(fei)常(chang)耗(hao)時(shi)的(de)過(guo)程(cheng)，在(zai)最(zui)終(zhong)滿(man)足(zu)要(yao)求(qiu)之(zhi)前(qian)可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)多(duo)次(ci)迭(die)代(dai)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)。此(ci)測(ce)試(shi)對(dui)投(tou)入(ru)產(chan)品(pin)開(kai)發(fa)的(de)成(cheng)本(ben)和(he)時(shi)間(jian)有(you)很(hen)大(da)影(ying)響(xiang)。使(shi)用(yong)經(jing)過(guo)預(yu)先(xian)測(ce)試(shi)的(de)滿(man)足(zu)EMC要求的集成信號鏈解決方案

，可以減少時間和成本支出。

 

功gong能neng安an全quan是shi另ling一yi個ge要yao認ren真zhen考kao慮lv的de方fang麵mian
，同tong時shi也ye是shi一yi項xiang技ji術shu挑tiao戰zhan。根gen據ju定ding義yi，功gong能neng安an全quan是shi指zhi檢jian測ce到dao潛qian在zai的de危wei險xian狀zhuang況kuang時shi，會hui激ji活huo保bao護hu或huo糾jiu正zheng機ji製zhi以yi防fang止zhi任ren何he危wei險xian事shi件jian發fa生sheng。這zhe種zhong安an全quan功gong能neng提ti供gong的de風feng險xian降jiang低di的de相xiang對dui程cheng度du被bei定ding義yi為wei安an全quan完wan整zheng性xing等deng級ji(SIL)。功能安全要求當然已包含在工業標準中。

 

在(zai)工(gong)業(ye)氣(qi)體(ti)檢(jian)測(ce)應(ying)用(yong)中(zhong)，功(gong)能(neng)安(an)全(quan)的(de)重(zhong)要(yao)性(xing)主(zhu)要(yao)涉(she)及(ji)安(an)全(quan)操(cao)作(zuo)環(huan)境(jing)，因(yin)為(wei)環(huan)境(jing)中(zhong)可(ke)能(neng)存(cun)在(zai)爆(bao)炸(zha)性(xing)或(huo)易(yi)燃(ran)性(xing)氣(qi)體(ti)。化(hua)工(gong)廠(chang)或(huo)采(cai)礦(kuang)設(she)施(shi)就(jiu)是(shi)此(ci)類(lei)應(ying)用(yong)的(de)很(hen)好(hao)例(li)子(zi)。為(wei)了(le)符(fu)合(he)功(gong)能(neng)安(an)全(quan)標(biao)準(zhun)

，係(xi)統(tong)必(bi)須(xu)通(tong)過(guo)功(gong)能(neng)安(an)全(quan)認(ren)證(zheng)，達(da)到(dao)滿(man)意(yi)的(de)安(an)全(quan)完(wan)整(zheng)性(xing)等(deng)級(ji)。

 

ADI公司的單芯片電化學測量係統

 

為解決上述挑戰，並讓客戶設計出更智能
、更精確、更具競爭力的氣體檢測係統，ADI公司推出了ADuCM355——一種針對氣體檢測和水分析應用的單芯片電化學測量係統。

 

ADuCM355集ji成cheng了le兩liang個ge電dian化hua學xue測ce量liang通tong道dao，一yi個ge用yong於yu傳chuan感gan器qi診zhen斷duan的de阻zu抗kang測ce量liang引yin擎qing，以yi及ji一yi個ge用yong於yu運yun行xing用yong戶hu應ying用yong程cheng序xu和he傳chuan感gan器qi診zhen斷duan補bu償chang算suan法fa的de超chao低di功gong耗hao混hun合he信xin號haoARM® Cortex®-M3微控製器。圖5顯示了ADuCM355的簡化功能框圖。

 

圖5.ADuCM355的簡化功能框圖

 

對市場趨勢和客戶需求的了解
，幫助ADI公司設計出高度集成的片內測量係統，其中包括：

 

●   一個16位400 kSPS ADC

●   兩個雙輸出DAC
，用於產生電化學電池的偏置電壓

●   兩個帶TIA放大器的超低功耗
、低噪聲恒電位儀

●   一個具有高速TIA的高速12位DAC

●   支持診斷測量的模擬硬件加速器（波形發生器
、數字傅立葉變換模塊和數字濾波器）

●   內部溫度傳感器

●   26 MHz ARM Cortex-M3微控製器

 

ADuCM355提供了克服電化學氣體檢測技術挑戰的手段。兩個測量通道不僅支持最常見的3電極氣體傳感器，還支持4電(dian)極(ji)傳(chuan)感(gan)器(qi)配(pei)置(zhi)。第(di)四(si)個(ge)電(dian)極(ji)既(ji)可(ke)用(yong)於(yu)診(zhen)斷(duan)目(mu)的(de)，也(ye)可(ke)以(yi)在(zai)雙(shuang)重(zhong)氣(qi)體(ti)傳(chuan)感(gan)器(qi)中(zhong)用(yong)作(zuo)第(di)二(er)目(mu)標(biao)氣(qi)體(ti)的(de)工(gong)作(zuo)電(dian)極(ji)。任(ren)一(yi)恒(heng)電(dian)位(wei)儀(yi)也(ye)可(ke)以(yi)配(pei)置(zhi)為(wei)休(xiu)眠(mian)模(mo)式(shi)以(yi)降(jiang)低(di)功(gong)耗(hao)，同(tong)時(shi)保(bao)持(chi)傳(chuan)感(gan)器(qi)偏(pian)置(zhi)電(dian)壓(ya)，從(cong)而(er)減(jian)少(shao)傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)之(zhi)前(qian)可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)的(de)穩(wen)定(ding)時(shi)間(jian)。模(mo)擬(ni)硬(ying)件(jian)加(jia)速(su)器(qi)模(mo)塊(kuai)支(zhi)持(chi)傳(chuan)感(gan)器(qi)診(zhen)斷(duan)測(ce)量(liang)
，例(li)如(ru)電(dian)化(hua)學(xue)阻(zu)抗(kang)譜(pu)和(he)計(ji)時(shi)安(an)培(pei)分(fen)析(xi)法(fa)。集(ji)成(cheng)的(de)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)可(ke)用(yong)於(yu)運(yun)行(xing)補(bu)償(chang)算(suan)法(fa)
、存儲校準參數以及運行用戶應用程序。ADuCM355在設計時還考慮了EMC要求，並經過預先測試
，符合EN 50270標準。

 

如果應用不需要集成微控製器，可以使用僅有前端的版本——AD5940。

 

結論

 

得(de)益(yi)於(yu)技(ji)術(shu)創(chuang)新(xin)，我(wo)們(men)現(xian)在(zai)擁(yong)有(you)所(suo)有(you)必(bi)要(yao)的(de)知(zhi)識(shi)和(he)工(gong)具(ju)，可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)應(ying)對(dui)電(dian)化(hua)學(xue)氣(qi)體(ti)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)技(ji)術(shu)挑(tiao)戰(zhan)，掃(sao)清(qing)我(wo)們(men)進(jin)入(ru)普(pu)遍(bian)檢(jian)測(ce)時(shi)代(dai)的(de)障(zhang)礙(ai)。從(cong)低(di)成(cheng)本(ben)的(de)無(wu)線(xian)空(kong)氣(qi)質(zhi)量(liang)監(jian)測(ce)器(qi)到(dao)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)和(he)工(gong)人(ren)安(an)全(quan)應(ying)用(yong)
，信(xin)號(hao)鏈(lian)集(ji)成(cheng)和(he)內(nei)置(zhi)診(zhen)斷(duan)特(te)性(xing)將(jiang)使(shi)這(zhe)些(xie)傳(chuan)感(gan)器(qi)得(de)到(dao)廣(guang)泛(fan)使(shi)用(yong)，同(tong)時(shi)減(jian)少(shao)維(wei)護(hu)需(xu)求(qiu)
，提(ti)高(gao)精(jing)度(du)，延(yan)長(chang)傳(chuan)感(gan)器(qi)壽(shou)命(ming)，並(bing)降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)。

 

作者簡介

 

Michal Raninec是ADI公司自動化與能源業務部工業係統部門的係統應用工程師。其專業領域包括電化學氣體檢測和無線傳感器網絡。Michal畢業於捷克布爾諾科技大學，獲得電子工程碩士學位。聯係方式：michal.raninec@analog.com。

 

 

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