一種氣敏元件參數測試的方法及系統的製作方法
2023-05-30 23:59:36 1
專利名稱：一種氣敏元件參數測試的方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及測試領域，更具體的說，是涉及一種氣敏元件參數測試的方法及系統。
技術背景
氣敏元件是一種檢測特定氣體的元件，主要應用有一氧化碳氣體的檢測、瓦斯氣體的檢測、煤氣的檢測、氟利昂的檢測、呼氣中乙醇的檢測和人體口腔口臭的檢測等，它將氣體種類及其濃度有關的信息轉換成電信號，根據這些電信號的強弱就可以獲得與待測氣體在環境中的存在情況有關的信息，從而可以進行檢測、監控和報警；還可以通過接口電路與計算機組成自動檢測、控制和報警系統，所以，氣敏元件的靈敏度等參數測試對氣敏元件的質量是很重要的。
目前，在氣敏元件的研究與生產中，需要對氣敏元件的參數進行大量的測試與計算，而這些工作大部分是重複和繁瑣的，這些工作需要人工去完成，使工作人員處於繁瑣的數據測試、分析和計算中，處理方式的低效率在很大程度上制約了氣敏元件的開發和生產， 也使得現有技術中氣敏元件參數測試方法在人力和物力上成本耗費過大。發明內容
有鑑於此，本發明提供了一種氣敏元件參數測試方法及系統，以克服現有技術中由於參數測試的大量工作由人工進行分析和計算，處理方式的低效率制約氣敏元件的開發和生產的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案
一種氣敏元件參數測試的方法，該方法包括
模擬氣敏元件的工作環境，輸出感知環境中氣體信息轉化來的模擬電壓信號；
對所述模擬電壓信號進行模數轉換，將所述模擬電壓信號轉化為數位訊號；
對所述數位訊號進行分析和計算，以得到所述氣敏元件的測試參數。
其中，所述模擬電壓信號包括所述氣敏元件感知的環境信息轉化來的氣敏元件電壓信號和溫、溼度傳感器轉化的溫溼度電壓信號。
其中，所述對所述模數電壓信號進行模數轉換，將所述模擬電壓信號轉化為數位訊號包括
將所述模擬電壓信號進行信號變換，輸出解調與濾波後的電壓信號；
將所述解調與濾波後的電壓信號通過A/D模數轉換電路，轉換為數位訊號。
其中，該方法還包括
將所述氣敏元件的測試參數以文字、圖形動態的顯示。
其中，所述對所述數位訊號進行分析和計算，以得到所述氣敏元件的測試參數包括
將所述數位訊號輸入處理器內，進行反應值計算、靈敏度計算、響應時間計算、元件分檔和恢復時間計算，從而得到所述氣敏元件的測試參數。
一種氣敏元件參數測試的系統，包括
測試主機，用於模擬氣敏元件的工作環境，輸出感知環境中氣體信息轉化來的模擬電壓信號；
數據轉換模塊，用於將所述模擬電壓信號進行模數轉換，將所述模擬電壓信號轉換為數位訊號；
處理器，用於安裝配套的測試軟體，對所述數位訊號進行分析和計算，以得到所述氣敏元件的測試參數。
其中，所述測試主機輸出的模擬電壓信號為所述氣敏元件感知環境中氣體信息轉化來的氣敏元件電壓信號和溫、溼度傳感器轉化的溫溼度電壓信號。
其中，所述數據轉換模塊包括
信號變換電路，用於將所述模擬電壓信號進行信號變換，輸出解調與濾波後的電壓信號；
A/D模數轉換電路，用於將所述解調與濾波後的電壓信號轉換為數位訊號。
其中，該系統還包括
測試結果顯示模塊，用於將所述氣敏元件的測試參數以文字、圖形動態的顯示。
其中，所述處理器包括
反應值計算模塊，用於計算反應獲取的數值；
靈敏度計算模塊，用於計算傳感器靈敏度；
響應時間計算模塊，用於計算傳感器響應時間；
元件分檔模塊，用於按照設定的參數對批次測試傳感器進行分類顯示；
恢復時間計算模塊，用於計算傳感器恢復時間。
經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發明公開了一種氣敏元件參數測試的方法及系統，能夠結合計算機輔助測試氣敏元件參數，將繁瑣操作和計算處理改為計算機進行智能化處理，提高了氣敏元件的開發和生產效率，同時也使得在測試過程中的人力與物力成本的降低。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例公開的一種氣敏元件測試的方法的流程圖2為本發明實施例公開的另一種氣敏元件測試的方法的流程圖3為本發明實施例公開的一種氣敏元件測試的系統組圖4為本發明實施例公開的一種氣敏元件參數測試系統的具體組圖5為本發明實施例公開的一種氣敏元件參數測試系統的生產中的具體組圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
請參閱附圖1，為本發明公開的一種氣敏元件測試的方法的流程圖。
步驟101 模擬氣敏元件的工作環境，輸出感知環境中氣體信息轉化來的模擬電壓信號；
依照傳感器類型設計信號採集電路，製成傳感器測試板(插接傳感器)，依照測試板規格及傳感器信號特徵製作測試臺(為測試板提供連接口及提供電壓等工作條件)， 測試臺上配有專用的配氣箱，通過真空橡皮密封使氣箱內測試氣體與外界隔離，是一個以有機玻璃製作的，體積已知的長方體容器，是為配置特定濃度氣體使用的，配氣箱內設置有溫度傳感裝置、溼度傳感裝置，可實時監測箱內溫度、溼度；還備有注氣、攪拌、排氣裝置，比較真實的反映、模擬、控制氣敏元件周圍的環境狀況；蒸發器作為檢測液體蒸汽時的加熱裝置，使液體蒸發為氣體。
將數據採集模塊插入配用處理器空閒的PCI插槽內，固定完好，將測試主機安放於平整穩固便於操作的工作檯上，用隨機附帶的通訊電纜連接測試主機數據口與處理器數據採集模塊數據口，將測試主機電源接入符合要求的電源插座內，打開面板上的電源開關， 面板顯示氣敏元件加熱電壓和迴路電壓，調節相應的電壓調節旋鈕得到測試電壓條件，依據容器體積，按要求配置特定濃度的氣體，在測試面板中選測試鍵開始測試，處理測試獲得的數據，通過調節測試臺控制面板上的旋鈕和開關鍵，對測試迴路工作電壓、加熱迴路工作電壓和配氣箱內的氣體進行調節，數據採集模塊接受感知環境中氣體信息轉化來的模擬電壓信號，其中模擬電壓信號為氣敏元件感知的環境信息轉化來的氣敏元件電壓信號和溫、 溼度傳感器轉化的溫溼度電壓信號。
根據上述的內容，本發明可用於檢測的氣敏元件包含但不限於檢測半導體類、電化學類、紅外類氣敏元件，可按軟硬體配置設計單批次測試數量。
步驟102 對所述模擬電壓信號進行模數轉換，將所述模擬電壓信號轉化為數位訊號；
測試臺經數據採集卡將採集到的模擬電壓信號經過數據轉換模塊，對模擬電壓信號進行模數轉換，將模擬電壓信號轉化為數位訊號。
步驟103 對所述數位訊號進行分析和計算，以得到所述氣敏元件的測試參數。
將所述數位訊號輸入處理器內，進行反應值計算、靈敏度計算、向應時間計算、元件分檔和恢復時間計算，從而得到所述氣敏元件的測試參數。處理器中的嵌入式軟體以界面形式將信息展示出來，通過視窗系統實現各種操作。
本實施例能夠結合計算機輔助測試氣敏元件參數，將繁瑣操作和計算處理改為計算機進行智能化處理，提高了氣敏元件的開發和生產效率，同時也使得在測試過程中的人力與物力成本的降低。
在上述本發明公開的實施例的基礎上，參閱附圖2所示，為本發明公開的一種氣敏元件測試的方法的更進一步流程圖，應用於氣敏元件參數的測試，該方法還可以包括
步驟201 模擬氣敏元件的工作環境，輸出感知環境中氣體信息轉化來的模擬電壓信號；
本步驟與上實施例的步驟101是相同的，具體內容參見步驟101的詳細說明，在這裡就不再贅述了。
步驟202 將所述模擬電壓信號進行信號變換，輸出解調與濾波後的電壓信號；
信號變換電路，用於將模擬電壓信號進行信號變換，輸出解調與濾波後的電壓信號，感知環境信息轉化來的模擬電壓信號為不穩定及摻雜有一些不需要的信號波，所以要通過信號變換電路對所得到的模擬電壓信號進行解調和濾波，得到實驗所需要的電壓信號。
步驟203 將所述解調與濾波後的電壓信號通過A/D模數轉換電路，轉換為數位訊號；
A/D模數轉換電路，用於將解調與濾波後的電壓信號轉換為數位訊號，輸入到處理器中進行分析與計算，處理器不能對模擬信號進行處理，所以要設計一個A/D模數轉換電路，將模擬信號轉換為處理器能夠識別的數位訊號，進而對其進行分析和計算。
步驟204 對所述數位訊號進行分析和計算，以得到所述氣敏元件的測試參數；
將所述數位訊號輸入處理器內，進行反應值計算、靈敏度計算、響應時間計算、元件分檔和恢復時間計算，從而得到所述氣敏元件的測試參數。處理器機中的嵌入式軟體以界面形式將信息展示出來，通過視窗系統實現各種操作。
步驟205 將所述氣敏元件的測試參數以文字、圖形動態的顯示。
將氣敏元件的測試參數以文字、圖形動態的計算機人機互動界面上進行顯示。
本實施例能夠結合計算機輔助測試氣敏元件參數，將繁瑣操作和計算處理改為計算機進行智能化處理，提高了氣敏元件的開發和生產效率，同時也使得在測試過程中的人力與物力成本的降低，本實施例添加了計算機人機互動界面將氣敏元件的測試參數以文字、圖形動態的顯示，更加直觀的將參數顯示出來，便於數據的分析和分類。
上述本發明公開的實施例中詳細描述了方法，對於本發明的方法可採用多種形式的系統實現，因此本發明還公開了一種氣敏元件參數測試的系統，下面給出具體的實施例進行詳細說明。
本發明實施例還公開了一種氣敏元件參數測試的系統，請參閱附圖3，為本發明實施例公開的一種氣敏元件測試的系統組圖；包括測試主機(301)，用於模擬氣敏元件的工作環境，輸出感知環境中氣體信息轉化來的模擬電壓信號；數據轉換模塊(302)，用於將所述模擬電壓信號進行模數轉換，將所述模擬電壓信號轉換為數位訊號；處理器(303)，用於安裝配套的測試軟體，對所述數位訊號進行分析和計算，以得到所述氣敏元件的測試參數。
本實施例能夠結合計算機輔助測試氣敏元件參數，將繁瑣操作和計算處理改為計算機進行智能化處理，提高了氣敏元件的開發和生產效率，同時也使得在測試過程中的人力與物力成本的降低。
請參閱附圖4，為本發明公開的氣敏元件參數測試系統的具體組圖；其中，數據轉換模塊(40 包括信號變換電路005)，用於將所述模擬電壓信號進行信號變換，輸出解調與濾波後的電壓信號；A/D模數轉換電路006)，用於將所述解調與濾波後的電壓信號轉換為數位訊號。處理器模塊(403)包括反應值計算模塊G07)，用於計算反應獲取的數值； 靈敏度計算模塊008)，用於計算氣敏元件靈敏度；響應時間計算模塊009)，用於計算氣敏元件響應時間；元件分檔模塊G10)，用於按照設定的參數對批次測試氣敏元件進行分類顯示；恢復時間計算模塊G11)，用於計算氣敏元件恢復時間。
該系統是基於軟硬體於一體的對氣敏元件參數的測試，請參閱附圖5，為本發明公開的一種氣敏元件參數測試系統的生產中的具體組圖，硬體設計包括測試主機硬體 (501)(電源、配氣裝置(504)、混合裝置(505)、蒸發裝置(506)、溫度傳感裝置(507)、溼度傳感裝置(508))、A/D轉換電路(50 、PC機(50 。軟體設計包括特性曲線計算機顯示模塊、特性曲線放大顯示模塊、氣敏元件反應值計算模塊、氣敏元件靈敏度計算模塊、響應時間計算模塊、元件分檔模塊、恢復時間計算模塊、測試結果保存列印模塊。
測試主機(501)的配氣箱內傳感器插座插入設定的氣敏元件測試板，將配氣箱密封，充入測試氣體，打開電源，將測試的模擬電壓信號通過專用的數據信號電纜傳入數據轉換模塊(502)，經過信號變換電路(510)和模數轉換電路(511)將模擬的電壓信號轉換為數位訊號，再由通信電纜將數位訊號經I/O 口(512)輸入到處理器(503)的CPU(513)、存儲器 (514)和輸入輸出設備(515)中，在處理器內置軟體和專用的顯示模塊進行分析、計算和存儲，並通過輸入輸出設備將參數測試結果輸出。
測試系統基本功能包括實驗和生產過程中所需要檢測的氣敏元件的多種參數， 如氣敏元件在空氣中的電阻、樣氣氣氛中的電阻、輸出電壓值、靈敏度、響應時間、恢復時間等。同時，軟體用按鈕虛擬氣敏元件，通過滑鼠對按鈕的操作，即可顯示元件的特性曲線。
在批量生產氣敏元件時要對每批元件進行分類篩選，該系統可根據用戶設定的分選條件、範圍對傳感器進行分類，分類結果用不同的顏色形象表示出來，非常直觀。用戶可以對得到的數據進行保存、列印，並可用數據軟體進行處理，生成各種更豐富的圖文材料。
綜上所述這種計算機輔助氣敏元件參數測試系統，可以提高氣敏元件參數測試的準確性、便捷性，使工作人員從繁瑣的數據測試、分析、計算中解脫出來。該系統經生產及科研單位實際使用，其功能的使用性，可靠性和穩定性都得到了充分的肯定，具有廣泛的推廣價值。
本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
對於實施例公開的系統而言，由於其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。
對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
權利要求
1.一種氣敏元件參數測試的方法，其特徵在於，該方法包括模擬氣敏元件的工作環境，輸出感知環境中氣體信息轉化來的模擬電壓信號； 對所述模擬電壓信號進行模數轉換，將所述模擬電壓信號轉化為數位訊號； 對所述數位訊號進行分析和計算，以得到所述氣敏元件的測試參數。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述模擬電壓信號包括所述氣敏元件感知的環境信息轉化來的氣敏元件電壓信號和溫、溼度傳感器轉化的溫溼度電壓信號。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述對所述模數電壓信號進行模數轉換， 將所述模擬電壓信號轉化為數位訊號包括將所述模擬電壓信號進行信號變換，輸出解調與濾波後的電壓信號； 將所述解調與濾波後的電壓信號通過A/D模數轉換電路，轉換為數位訊號。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法還包括 將所述氣敏元件的測試參數以文字、圖形動態的顯示。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述對所述數位訊號進行分析和計算，以得到所述氣敏元件的測試參數包括將所述數位訊號輸入處理器內，進行反應值計算、靈敏度計算、響應時間計算、元件分檔和恢復時間計算，從而得到所述氣敏元件的測試參數。
6.一種氣敏元件參數測試的系統，其特徵在於，包括測試主機，用於模擬氣敏元件的工作環境，輸出感知環境中氣體信息轉化來的模擬電壓信號；數據轉換模塊，用於將所述模擬電壓信號進行模數轉換，將所述模擬電壓信號轉換為數位訊號；處理器，用於安裝配套的測試軟體，對所述數位訊號進行分析和計算，以得到所述氣敏元件的測試參數。
7.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述測試主機輸出的模擬電壓信號為所述氣敏元件感知環境中氣體信息轉化來的氣敏元件電壓信號和溫、溼度傳感器轉化的溫溼度電壓信號。
8.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述數據轉換模塊包括信號變換電路，用於將所述模擬電壓信號進行信號變換，輸出解調與濾波後的電壓信號；A/D模數轉換電路，用於將所述解調與濾波後的電壓信號轉換為數位訊號。
9.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，該系統還包括測試結果顯示模塊，用於將所述氣敏元件的測試參數以文字、圖形動態的顯示。
10.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述處理器包括 反應值計算模塊，用於計算反應獲取的數值；靈敏度計算模塊，用於計算傳感器靈敏度；響應時間計算模塊，用於計算傳感器響應時間；元件分檔模塊，用於按照設定的參數對批次測試傳感器進行分類顯示；恢復時間計算模塊，用於計算傳感器恢復時間。
全文摘要
本發明公開了一種氣敏元件參數測試的方法及系統，該方法包括模擬氣敏元件的工作環境，輸出感知環境中氣體信息轉化來的模擬電壓信號；對所述模擬電壓信號進行模數轉換，將模擬電壓信號轉化為數位訊號；對所述數位訊號進行分析和計算，以得到所述氣敏元件的測試參數；將所述氣敏元件的測試參數以文字、圖形動態的顯示。該氣敏元件參數測試的方法或系統，能夠結合計算機輔助測試氣敏元件參數，將繁瑣操作和計算處理改為計算機進行智能化處理，提高了氣敏元件的開發和生產效率，同時也使得在測試過程中的人力與物力成本的降低。
文檔編號G01N27/00GK102507650SQ201110294768
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月30日 優先權日2011年9月30日
發明者張小水, 祁明鋒, 鍾克創, 高勝國 申請人:鄭州煒盛電子科技有限公司