酒精测试仪电路设计方案报告.doc

苏州科技学院天平学院

传感器原理及工程应用报告
课题名称
酒精测试仪电路设计
姓 名

学 号
11321061
学 院
机电工程系
专 业
电子信息工程专业
指引教师

11 月26日
酒精测试仪电路设计
近来几年以来，咱们国家经济飞速发展着，家家户户基本上均有了自己车。但是随着马路上行驶车辆增多，汽车行驶安全引起了咱们人们关注。特别是酒后驾车。酒后驾车引起交通事故是由于司机过量饮酒导致人体内酒精浓度过高，麻痹神经，导致大脑反映迟缓，肢体不受控制等症状。少量饮酒并不会有上述症状，即人体内酒精浓度比较低时，而人体内酒精超过某一种值时就会引起危险。为此，酒精测试仪就被用来检测驾驶员体内酒精含量，来保证驾驶安全。此外，空气酒精浓度监测仪还能监测某一特定环境酒精浓度如酒精生产车间可避免发生起火、爆炸及工业场地酒精中毒等恶性事故，保证环境安全。
本课题研究是一种以气敏传感器为主，监测空气酒精浓度，并具备LCD显示功能空气酒精浓度监测仪。其可监测出空气环境中酒精浓度值，并依照不同环境设定不同阈值，对超过阈值进行光报警．来提示危害。
一、思路：
酒精测试仪要可以应用，就一定要有四个某些。第一某些是信号取样电路。通过信号取样电路，咱们才可以把酒精浓度这个信号收取进来。第二某些是信号解决电路。取进来信号是一种模仿量，且信号很弱尚有干扰，因此咱们需要对信号进行模数转换，以及滤波和放大。第三某些是控制及电路解决某些。有了信号后，必要通过控制电路控制何时输出多少电压，来使得背面灯可以亮灭。第四某些就是驱动显示电路了。就是灯，以及灯驱动控制。只有对的控制灯亮灭，才可以懂得酒精浓度与否超标，以此才干使酒精测试仪真正发挥作用。
图（1）：总体方案图
驱
动
显
示
控制及电路解决
气敏传感器

信号解决
信号取样

二、原理：
本课题选用是MQ3型气敏传感器。其有很高敏捷度、良好选取性、长期使用寿命和可靠稳定性。MQ3型气敏传感器由微型Al2O3，陶瓷管和SnO2敏感层、测量电极和加热器构成敏感元件固定在塑料或不锈钢腔体内，加热器为气敏元件工作提供了必要工作条件。传感器原则回路有两某些构成。其一为加热回路，其二为信号输出回路，它可以精确反映传感器表面电阻值变化。为了使测量精度达到最高，误差最小，需要找到适当温度，普通在测量前需将传感器预热5分钟。
半导体气敏传感器是运用待测气体在半导体表面氧化和还原反映导致敏感元件阻值变化来检测气体种类和浓度。当半导体器件被加热到稳定状态，在气体接触半导体表面而被吸附时，被吸附分子一方面在表面自由扩散，失去运动能量，一某些分子被蒸发掉，另一某些残留分子产生热分解而固定在吸附处时，如果半导体功函数不不大于吸附分子离解能，吸附分子将向器件释放电子，而形成正离子吸附。如H2、CO、碳氢化合物等，被称为还原型气体。当还原型气体吸附到N型半导体上时，载流子增多，使半导体电阻值下降。依照模块电路设计，当吹进一定量具有酒精气体时，测试电压从电路中输出。此外一种模块电路是回路电压产生，同样咱们运用运放将原则5V电压进行放大得到10V回路电压并进过滤波除噪，电路中稳压管保证输出回路电压能稳定在10V左右。
通过滤波放大电路，比较器等电路，使小灯可以在不同酒精浓度下被点亮。
三、电路：

图（2）电路总图：

四、分析：

图（3）信号采集电路：

图（4）信号解决电路：

图（5）控制及电路解决电路：

图（6）驱动显示电路：

酒精通过气敏传感器构成信号取样电路输入；通过滤波放大电路，把输入模仿量转化为电平信号，输出给比较器；比较器通过度压器产生各个分压信息，来控制LED灯亮。尚有一种复位电路，使小灯灭。这些都通过小灯来显示。
滤波电路设计成带反馈有源低通滤波器，电压增益为2。通过滤波器后，信号被放大。输入为5V，输出变成10V。10V电压传给比较器。三个比较器负向输入端相并联，都接到输入信号上；正向输入端通过并联电阻，接到输出电源上。并联电阻都选取了1KΩ，因此，当每级分压器上电压均为1/3U0，逐级比较电平分别为1/3 U0,2/3 U0，U0。当输入模仿信号不大于1/3 U0时，3级比较器均输出高电平；当输入信号高于1/3 U0时，则第一比较器输出低电平；超过2/3 U0时，第二比较器输出低电平；当信号超过U0时，第三级比较器输出低电平。在这3个输出端接上发光二极管LED，即可线性地显示输入模仿信号大小。
总结
虽然还没有焊电路板，做成实物，也不懂得自己设计电路究竟能不能成功制作成酒精测试仪，但是我对于自己在查找有关资料，整顿，到设计出这个电路过程中收获到东西感到非常满意。我非常感谢诸教师在这样课上对咱们良苦专心。我觉得，我本来学到都是某些空空泛泛东西，但是通过这次电路设计，我学会了运用此前学到某些知识。例如说，滤波器啊，电压放大器啊，比较器之类这些知识。我在这次实践中，把这些知识都联系了起来，并且较好运用了起来。虽然，初次设计，质量有待考证，但是我收获了东西，远远高于这个设计。