【经验】对红外气体传感器进行控制和数据处理以获得目标气体浓度指示的软件的操作经验

时间： 2019-09-26 来源：SGX（Amphenol sensors旗下品牌）

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本文详细说明了使用微控制器对所有SGX Sensortech（安费诺旗下子公司）红外气体传感器进行控制和数据处理以获得目标气体浓度指示的软件的最低限度操作要求（见图1）。

图1-软件布局流程图

其他可能的要求，如RAM测试、ROM测试、看门狗定时器、端口设置、功能设置和故障分析，不作为本应用说明的一部分，将由软件工程师确定。

启动程序

启动程序期间应执行以下操作：

a.）灯中断定时器设置-控制灯的切换和4Hz灯脉冲频率的探测器电压采集。需要每125ms产生一个中断，以获得4hz的灯脉冲频率。

b.）加载非易失性存储器信息——从非易失性存储器中加载校准（零点、量程和校准温度）读数。

c.）设置“预热”计时器，以便传感器在通电后有时间稳定，而不设置与目标气体计算浓度相关的输出（DAC）。

d.）将所有端口设置为所需的默认设置（由软件工程师确定）。

定时器中断

系统可以保持空闲，直到灯中断发生（4赫兹）。

ADC测量程序

ADC测量应在最大和最小信号下进行。由于探测器对灯状态变化的响应，最大和最小信号将在灯状态变化后的一段时间内出现（见图2）

图2-与灯驱动电压相关的测量

平均程序

放大的探测器信号和温度读数的值应分别取平均值，以进一步减少循环噪声。这可以通过保持有源和参考探测器输出的a-d转换最大值和最小值的滚动平均值来实现。16倍的滚动平均值应足以在不影响传感器响应时间的情况下消除大部分噪声。较高的平均值可以在牺牲响应时间的前提下实现更好的低信号分辨率。另一种方法是取最大和最小信号周围的平均读数。这形成了一种不影响响应时间的有效平均方法。平均值的大小将由软件工程师根据所需的稳定性和响应时间确定。

零点校准程序

当用户触发（即手动按下硬件上的“零点”开关）并且传感器暴露在目标气体的气穴中一段设定时间（必须有足够的时间使传感器读数稳定）时，应输入零点校准顺序，并且由软件工程师决定）。

一旦触发，按照红外传感器应用说明2（红外气体传感器的信号处理）中的详细说明计算校准零点，记录温度（以开尔文为单位），并将两个读数保存在非易失性存储器中，以便用于所有后续计算，以确定目标气体浓度。

量程校准程序

当用户触发（即手动按下硬件上的“SPAN”开关）并且传感器以预定浓度暴露在目标气体中一段设定时间（必须有足够的时间使传感器读数稳定）时，应输入量程校准顺序由软件工程师决定）。

一旦触发，按照红外传感器应用注释2中的详细说明计算校准量程，并将读数保存在非易失性存储器中，以便与所有后续计算一起使用，以确定目标气体浓度。

DAC更新程序

当需要更新与目标气体浓度相关的输出信号时，将进入该程序。只有在预热期结束时才应进入该程序（通常将输出设置为与启动程序期间0%的目标气体浓度有关的默认值，以避免在此期间发出任何潜在警报声）。DAC更新的频率应由软件工程师确定，最多1秒的更新被认为是正常的。

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