氣體傳感器輸出特性的提取方法和利用該方法的氣體濃度測量裝置及其方法

2023-05-22 02:27:46

專利名稱：：氣體傳感器輸出特性的提取方法和利用該方法的氣體濃度測量裝置及其方法
技術領域：
：本發明涉及一種通過測量最大電壓變動率，準確地提取氣體傳感器輸出特性的氣體傳感器輸出特性的提取方法和計算出氣體傳感器的輸出電壓變動率，從中找出最大電壓變動率，並以此計算氣體濃度，且顯示其計算結果的氣體濃度測量裝置及其方法。
背景技術：
：隨著現代社會產業化和城巿化水平的不斷提高，環境汙染源也隨著擴大。面對這種形勢，人們對環境技術的研究不斷深入，對環境產業巿場的投資不斷加大。為了及時發現和預防環境汙染源的有害氣體，人們不斷地改善半導體式氣體傳感器的功能，同時研究出了評價氣體傳感器功能的方法，以及通過輸出信號數據推測氣體濃度的方法。通常，評價半導體式氣體傳感器功能時釆用向氣體傳感器注入氣體之前的輸出電壓、"或電阻Ra"和向氣體傳感器注入氣體後的輸出電壓Vgas、電阻R^或變化電阻Rx的比例式，即通過以下關係式進行評價。數學式1formulaseeoriginaldocumentpage7數學式2formulaseeoriginaldocumentpage8但是，釆用上述的向氣體傳感器注入氣體之前的輸出值(V^Rair)和注入氣體之後的輸出值(V,R,Rx)的比例式來評價氣體傳感器的功能，會使最初的輸出值隨測定環境的不同而發生變化，導致其輸出結果不穩定，從而不能客觀地評價氣體傳感器的功能。並且，由於在製造過程中難以保證所有氣體傳感器的電阻完全相同，致使每個氣體傳感器的輸出的特性也不盡相同。即，注入氣體前後的輸出值比例式所產生的結果多種多樣，因此，不能使用統一的功能評價方法。另外，以一定周期反覆注入需要測量的氣體時，氣體傳感器每一瞬間的輸出值各不相同，因此，氣體傳感器的必要條件一感度再現性顯著下降。半導體式氣體傳感器的輸出特性主要取決於氣體傳感器的起初電阻Rs和注入氣體的濃度C,但是，在上述方法中運用所述起初電阻Rs和氣體濃度C沒能明確地說明其輸出特性。而且，雖然製造時就可知所述起初電阻Rs值，並且通過對氣體傳感器輸出信號的分析就可推定氣體濃度c值，但是，因為沒有對輸出特性做出明確的定義，因此，也給推定氣體的濃度帶來了不便。
發明內容本發明的自的是彌補上述現有技術的不足，提供一種從氣體傳感器的輸出信號中提取由氣體傳感器的內部電阻和注入氣體的濃度等主要因子確定的氣體傳感器輸出特性的氣體傳感器輸出特性的提取方法。、本發明的另一目的是提供利用所述氣體傳感器輸出特性關係可準確測量氣體濃度的氣體濃度測量裝置及其方法。本發明的目的是通過以下技術方案實現的。本發明包括氣體傳感器輸出特性的提取過程和利用設有一個氣體傳感器的氣體濃度測量裝置測量氣體濃度的過程。所述氣體傳感器輸出特性的提取過程包括分別測量至少兩個氣體傳感器的內部電阻，並確定連接於所述至少兩個氣體傳感器的負荷電阻值的階段；依次注入不同濃度的用於測量的標準氣體，計算一定時間內的相對於每種標準氣體的每個氣體傳感器的輸出電壓變動率，並在算出的相對每種標準氣體的輸出電壓變動率中找出每個氣體傳感器的最大電壓變動率的階段；利用最大電闢變動率、氣體傳感器內部電阻和標準氣體濃度列出特性關係式的階段。所述氣體濃度測量過程包括注入需要測量的氣體的階段；測量一定時間內隨氣體傳感器的大小而發生變化的負荷電阻兩端的輸出電壓的階段；計算一定時間內的輸出電壓變動率的階段；在算出的輸出電壓變動率中找出最大電壓變動率的階段；利用在獲取氣體傳感器特性數據的過程中被確定的特性關係式計算濃度的階段；輸出氣體濃度計算結果的階段。本發明的氣體傳感器輸出特性的提取方法和利用該提取方法的氣體濃度測量裝置及其方法，不受氣體傳感器最初輸出值的影響，可以通過測量氣體傳感器輸出電壓變動率，客觀而準確地說明氣體傳感器的輸出特性。本發明還可應用於氣體傳感器功能的評價中。另外，可利用氣體傳感器的內部電阻和氣體濃度體現的輸出特性準確地測量氣體濃度。圖l是本發明的實施例1的用於提取氣體傳感器輸出特性的氣體傳感器輸出特性數據測量系統框圖。圖2是本發明的實施例1的氣體傳感器內部電阻和輸出電壓的電路簡圖。圖3是本發明的實施例1的氣體傳感器輸出特性的提取方法流程圖。圖4是本發明的最大電壓變動率、輸出電壓變動率和輸出電壓關係曲線圖。圖5是本發明獲取最大電壓變動率時的曲線圖。圖6是本發明的實施例1的氣體傳感器輸出特性數據驗證曲線圖。圖7是本發明的實施例1的氣體濃度測量裝置框圖。圖8是本發明的實施例1的氣體濃度測量方法流程圖。圖9是本發明的實施例2的獲取氣體傳感器最大電壓變動率的方法流程圖。圖IO是本發明的實施例2的氣體濃度測量方法流程圖。圖中10、氣體傳感裝置11、氣體傳感器12、氣體室20、傳感器連接導線30、負荷電阻測量部31、負荷電阻RL32、輸出電壓、40、A/D轉換部100、氣體傳感器特性數據測量裝置110、測量數據收集部120、數據處理部130、計算數據輸出部140、數據存儲部150、操作部200、氣體濃度測量裝置220、計算氣體濃度控制部230、顯示部240、存儲器250、輸入部。具體實施方式下面結合附圖對本發明的實施例l進行詳細說明。實施例1:圖1是本發明的實施例1的用於提取氣體傳感器輸出特性的氣體傳感器輸出特性數據測量系統框圖。如圖1所示，氣體傳感器11的輸出特性數據測量系統由包括為感知氣體而臨時裝入氣體的氣體室12、可向所述氣體室12注入氣體的氣體注入裝置和設置於所述氣體室12內的至少兩個半導體式氣體傳感器11的氣體傳感裝置10;從所述氣體傳感器11引出並與外部連接的傳感器連接導線20;對通過所述傳感器連接導線20傳遞的氣體傳感器11的信號進行解碼並對其進行計算，進而測量所述氣體傳感器特性數據的氣體傳感器特性數據測量裝置1QG構成。所述氣體傳感器特性數據測量裝置ioo包括有設有通過所述傳感器連接導線20串聯於所述氣體傳感器11的內部電阻Rs的負荷電阻31,並測量所述負荷電阻31兩端的輸出電壓32的負荷電阻測量部30;取出已測量的模擬輸出電壓32信號，並把該信號轉換為數字輸出電壓32數據的A/D轉換部40;在注入氣體的周期內，收集所述輸出電壓32數據的測量數據收集部110;利用收集的輸出電壓32數據計算輸出電壓變動率，並從中找出最大輸出電壓變動率S,進而獲取由所述最大電壓變動率S、注入氣體濃度C、氣體傳感器內部電阻Rs構成的輸出關係式特性常數a、b、d的數據處理部120;輸出所述輸出電壓32、輸出電壓變動率、最大電壓變動率S、特性常數a、b、d等數據的計算數據輸出部130;在指定所述負荷電阻31、取得輸出關係式中的特性常數a、b、d的過程中，用於輸入控制信號的鍵盤操作部150;儲存所述輸出電壓32數據、負荷電阻31、特性常數a、b、d的數據存儲部140;向特性數據測量裝置100供給電源的電源供給部160。圖2是圖1的氣體傳感器內部電阻Rs和輸出電壓關係電路簡圖。如圖2所示，電源供給部160的正電源1和負電源2上串聯有設置於氣體傳感裝置10氣體室12內的氣體傳感器11和設置於負荷電阻測量部30的負荷電阻R^31,在所述負荷電阻測量部30測量負荷電阻R"31兩端的輸出電壓^，32,並把該輸出電壓傳遞至A/D轉換部40，所述氣體傳感器11具有注入氣體之前的原有電阻值，即內部電阻值Rs。圖1和圖2中所述數據處理部120中適用的氣體傳感器特性關係式如下述數學式4所示。數學式4:數學式4中，a、b、d為特性常數，S為最大電壓變動率，C為氣體濃度，Rs為氣體傳感器內部電阻。數學式4中，通過把經測量獲得的氣體傳感器內部電阻Rs值和標準氣體濃度C作為輸入信號，把利用輸出電壓算出變動率、並從中取出的最大電壓變動率S作為輸出信號來確定特性常數a、b、d。也就是必須具備所述多個氣體傳感器的內部電阻值Rs、分別對應每個氣體傳感器內部電阻值Rs的氣體濃度C、由所述氣體傳感器內部電阻Rs和氣體濃度C構成的最大電壓變動率S等數據才能確定所述特性常數a、b、d。最好是在氣體室12內設置內部電阻值Rs不相同的多個氣體傳感器11，並向所述氣體室12依次注入不同濃度的氣體，而得出最大電壓變動率S。包括在所述氣體傳感裝置10的氣體室12和氣體注入裝置可使用通常的間歇式反應器(batch-type)或連續式反應器(continuous-type)，因此，對其不進行詳細的說明。另外，氣體注入裝置、氣體傳感器和氣體傳感器的加熱裝置為已有技術，故省略詳細說明。圖3是利用圖l裝置的氣體傳感器輸出特性提取方法的流程圖。如圖3所示，氣體傳感器ll的輸出特性提取方法包括由分別測量並儲存多個氣體傳感器11內部電阻Rs的階段Slll、為提取氣體傳感器ll的輸出特性而選擇要使用的N個標準氣體的濃度dCw,並根據序號n確定和儲存注入順序，選擇要使用的M個負荷電阻RU~R,M,並根據序號n確定和儲存指定順序的階段S112構成的氣體傳感器主要因子指定階段S110;為了依次運用負荷電阻RuRiM而進行的初始化指定階段S120;指定第m個負荷電阻L的階段Sl30;包括為了依次運用濃度值為C]Cw的標準氣體而進行的初始化指定階段S141;向氣體室12注入第n個標準氣體的階段S142;在為了充分獲取注入標準氣體的輸出特性而根據氣體傳感器ll的反應時間所確定的時間段內，反覆測量每個氣體傳感器11的輸出電壓32,並將其轉換為數字數據後存儲的階段S143;計算每個氣體傳感器ll在上述時間段內的輸出電壓32變動率的階段S144;從算出的輸出電壓32變動率中找出各標準氣體的最大電壓變動率S,並分別存儲每個氣體傳感器11所選出的所述最大電壓變動率Sn的階段S145;如果注入的第n個標準氣體不是最後一個，即不是第N個標準氣體，就重複進行上述注入氣體的S142階段，而如果成功獲得所有標準氣體的最大電壓變動率S,Sw就進行下一步驟的階段S146、S147的獲取最大電壓變動率S廣Sw的階段S140;如果指定的負荷電阻Ru,不是最後一個，即不是第M個負荷電阻，就指定下一個負荷電阻1+1,並重新進行獲取最大電壓變動率SiSw的階段S140,而如果指定的第m個負荷電阻L為最後一個即第M個負荷電阻，則進行下一步驟的階段S150、S151;將按負荷電阻RuIU及標準氣體的濃度C,G獲得的每個氣體傳感器ll的最大電壓變動率S,Sw和每個氣體傳感器11的內部電阻值Rs整理成數據表的階段S160;利用氣體濃度d~CN、多個氣體傳感器內部電阻Rs和對應於所述氣體濃度C,~G及氣體傳感器內部電阻Rs的最大電壓變動率S「Sk，通過氣體濃度C、氣體傳感器11內部電阻Rs和最大電壓變動率S之間的特性關係式(數學式4),獲取每個負荷電阻RuL的特性常數a、b、d的階段S170;以及利用所述S160階段的數據表和所述S170階段的對應於每個負荷電阻RuIU的特性常數a、b、d，確定氣體傳感器的輸出特性，評價其功能，並作為氣體濃度測量裝置使用的階段S180。從所述S140階段中獲取的最大電壓變動率S,Sw為輸出電壓V,變動率中的最大值，因此，與不穩定的初始輸出電壓V,無關，即使反覆測量其最大值也保持不變。由此可知，現有數學式1、數學式2和數學式3因受到起初輸出值的影響，故不能準確地反映氣體傳感器的輸出特性，而本發明的最大電壓變動率S,則由於不受起初輸出電壓VL的影響，因此，可以準確地反映氣體傳感器的輸出特性。表1是向三個氣體傳感器注入硫化氫(H2S)時測得的數據表，表2是利用表1中的數據建立的特性關係式(數學式4)。表1tableseeoriginaldocumentpage15表2tableseeoriginaldocumentpage16表2的特性關係式是把表1的數據運用在常用的多重回歸分析法中得出的。圖4是輸出電壓V,32、輸出電壓變動率和最大電壓變動率S的關係曲線圖。左曲線圖表示的是利用間歇式反應器(上曲線)和連續式反應器(下曲線)向氣體室12內注入一定時間的氣體,並測量設置於負荷電阻測量部30的負荷電阻RJ1兩端的輸出電壓VJ2在注入氣體時間段內的變化量所得出的結果。右曲線圖表示的是通過計算測出的輸出電壓l32的曲線傾斜度而獲得的輸出電壓變動率。右曲線圖中的輸出電壓變動率的最大值是最大電壓變動率'S。圖5是將負荷電阻測量部30的負荷電阻R,31指定為10kQ,表示向間歇式反應器注入濃度為6ppm的硫化氫(H2S)時的輸出電壓叭32、利用所述輸出電壓VJ2算出的輸出電壓變動率和最大電壓變動率S之間關係的曲線圖。如圖5所示，注入氣體後，表示氣體傳感器11反應速度的輸出電壓變動率在初期一定時間急劇上升，而所述最大電壓變動率S也出現在這一時間段內。圖6是通過表1和表2得出的特性關係式的驗證結果曲線圖。圖6的橫軸表示注入氣體的實際濃度值，縱軸表示將最大電壓變動率S和氣體傳感器內部電阻Rs代入表2的特性關係式而推算出的濃度值。如圖6所示，將測出的最大電壓變動率S和氣體傳感器內部電阻Rs值代入特性關係式得出的濃度與實際注入的氣體濃度之間只存在微小的誤差。由此表明，本發明的特性關係式可以準確地說明直接影響氣體傳感器功能的氣體傳感器內部電阻Rs和注入氣體濃度C的信息。另外，由於氣體傳感器的最大電壓變動率S可準確地體現氣體傳感器的輸出特性，因此，不必受其它因素的影響，可準確評價氣體傳感器功能。圖7是本發明實施例1中利用從圖1和圖3中得出的氣體傳感器的特性數據測量氣體濃度的氣體濃度測量裝置框圖。如圖7所示，氣體濃度測量裝置包括由為了感知氣體而臨時裝有氣體的氣體室12、用於向所述氣體室12注入氣體的氣體注入裝置、設置於所述氣體室12內的多個半導體式氣體傳感器ll構成的氣體傳感裝置IO;設有串聯於所述氣體傳感器11上的負荷電阻31，並用於測量所述負荷電阻31兩端輸出電壓32的負荷電阻測量部30;用於存儲所述負荷電阻值31、隨負荷電阻的大小而變化的特性常數a、b、d值、特性關係式(數學式4)的信息和存儲測量數據的存儲器240;提取測量的模擬輸出電壓32信號，並把該信號轉換為輸出電壓數據的A/D轉換器；利用測得的輸出電壓32數據計算出輸出電壓變動率，並從計算結果中找出最大電壓變動率S,之後把所述最大電壓變動率S、儲存在存儲器240的所述內部電阻Rs和特性常數a、b、d代入特性關係式(數學式4)計算注入氣體濃度C的控制部220;顯示氣體濃度C計算結果的顯示部230;用於輸入氣體的注入信號和所述控制部220的控制信號的鍵盤輸入部250;供給電源的電源供給部260。圖8是本發明實施例1的利用圖7所示的裝置測量氣體濃度的氣體濃度測量方法流程圖。如圖8所示，氣體濃度的測量方法包括向氣體傳感裝置10注入待測量氣體的氣體注入階段S210;測量負荷電阻K兩端的輸出電壓Vl，並把輸出電壓轉換為數字的階段S220;計算測出的所述輸出電壓叭變動率的階段S230;注入氣體的時間內，從輸出電壓變動率的計算結果中找出最大輸出電壓變動率S的階段S240;在特性關係式(數學式4)中代入所述最大電壓變動率S、存儲於存儲器240內的內部電阻值Rs和特性常數a、b、d計算注入氣體濃度C的階段S250;將氣體濃度C的計算結果顯示在顯示部230的階段S260。圖7中，存儲於存儲器240的內部電阻Rs值、特性常數a、b、d和負荷電阻RL是體現設置於氣體傳感裝置10的氣體傳感器11特性的數據。這些數據是通過圖3中的氣體傳感器11輸出特性數據測量方法中獲取的。另外，圖8的S250階段中，內部電阻Rs和特性常數a、b、d為特性關係式(數學式4)的固定常數。實施例2:圖9是本發明實施例2的獲取氣體傳感器的最大電壓變動率數據的方法流程圖。如圖9所示的獲取氣體傳感器的最大電壓變動率S數據的方法，可利用圖l所示的裝置得以實施，因此，省略詳細說明。但是，其中的數據處理部120不進行獲取特性常數a、b、d的計算,而只把選出的最大電壓變動率S對應於標準氣體的濃度C存儲在數據存儲部140。如圖9所示，氣體傳感器的最大電壓變動率S數據的獲取方法包括儲存標準氣體濃度值Cr",確定並儲存負荷電阻值R,的階段S310;對標準氣體編制序號n,並把所述序號n初始化為1的階段S321;向氣體室12注入第n個標準氣體的階段S322;11、的反應時間所確定的時間段內，、反覆進行將測量的輸出電壓32轉換為數字後儲存過程的階段S323;計算上述時間內的輸出電壓變動率，並從其計算結果中找出注入每種標準氣體時的最大電壓變動率Sn的階段S324;儲存所述最大電壓變動率Sn的階段S325;如果注入的第n種標準氣體不是最後一個，即不是第N個標準氣體，就繼續注入下一種標準氣體，而如果獲取到已準備的所有標準氣體的最大電壓變動率S「Sn,就進行下一步驟的階段S326、S327;製作對應於標準氣體濃度C,~CN的最大電壓變動率S「Sw數據表的階段S330。在所述S330階段中製作的數據表應用於利用所述氣體傳感器ll的氣體濃度測量裝置上。由於最大電壓變動率S「Sw隨所述S310階段中指定的負荷電阻值RL而發生變化，因此，所述S310階段中指定的負荷電阻值Rt應與使用於氣體濃度測量裝置的負荷電阻RL值相同，所述氣體濃度測量裝置上設有多個負荷電阻RL時，應選出對應的最大電壓變動率S,Sw。圖IO是本發明實施例2的氣體濃度測量方法流程圖。如圖10所示的氣體濃度測量方法可利用如圖7所示的裝置得以實施，因此，省略其詳細說明。但是，其中的氣體濃度計算控制部220不運用特性關係式(數學式4),而是，運用儲存在存儲器240內的對應於濃度值dCw的最大電壓變動率S「Sw數據表。如圖IO所示的氣體濃度測量方法包括向氣體傳感裝置10注入待測量氣體的階段S410;測量負荷電阻RL兩端的輸出電壓l並把輸出電壓VL轉換為數字的階段S420;計算測量的輸出電壓VL的變動率的階段S430;在注入氣體的時間內算出的輸出電壓變動率中找出最大電壓變動率S的階段S440;確認找出的最大電壓變動率S值是否包含在儲存於存儲器24G內的數據表的階段S450;所述最大電壓變動率S值包括在數據表中時，提出與其相對應的氣體濃度C值的階段S461;所述最大電壓變動率值S不包含在數據表中時，分別取出最接近於最大電壓變動率S的上、下兩個數據和氣體濃度值，並利用所述提出的數據，釆用內插法計算對應於所述最大電壓變動率S的氣體濃度C的階段S470;顯示在所述S461階段或S470階段中得出的氣體濃度C的階段S480。所述S470階段中所釆用的內插法是指當存儲於所述存儲器240內的數據表中沒有所需值時，利用存儲數據中與所需值最接近的上、下兩個數據，推算位於這兩個值之間、並對應於所述最大電壓變動率S的氣體濃度C的方法，一般作為數字分析法使用。上述的說明僅是對本發明實施例的詳細描述，但本發明保護範圍並不限定於上述實施方式。在權利要求書和說明書及其附圖所示的範圍之內通過一些修改，可實現不同的實施方式，而這種修改應屬於本發明的範圍。權利要求1、一種氣體傳感器輸出特性的提取方法，它利用氣體傳感裝置(10)和氣體傳感器特性數據測量裝置(100)提取氣體傳感器(11)輸出特性，所述氣體傳感裝置(10)包括有氣體傳感器(11)和氣體室(12)，所述氣體傳感器特性數據測量裝置(100)用於測量串聯於所述氣體傳感器(11)的負荷電阻(RL，31)兩端的輸出電壓(VL)，計算所述輸出電壓(VL)隨時間的變動率，並在其計算結果中找出最大值作為最大電壓變動率(S)，其特徵在於它包括將氣體注入一定時間的階段(S142)；在注入氣體的時間內，測量隨時間變化的輸出電壓(VL)的階段(S143)；計算輸出電壓變動率的階段(S144)；從算出的輸出電壓變動率中找出最大電壓變動率(S)的階段(S145)。2、根據權利要求1所述的氣體傳感器輸出特性的提取方法，其特徵在於它還包括測量至少兩個氣體傳感器的內部電阻(Rs)的階段(Slll);向所述至少兩個氣體傳感器依次注入不同濃度的至少兩種標準氣體，反覆進行獲取最大電壓變動率(S)的步驟(S142,S143，S144，S145)的階段(S140);利用在上一階段(S140)中獲取的最大電壓變動率數據、所述至少兩個氣體傳感器內部電阻(Rs)數據、以及所述至少兩個標準氣體濃度數據，導出氣體濃度(C)、氣體傳感器內部電阻(Rs)和'最大電壓變動率(S)之間的特性關係式的階段(S170)。3、根據權利要求2所述的氣體傳感器輸出特性的提取方法，其特徵在於所述特性關係式以數學式表示，所述數學式中的特性常數(a,b,d)在所述導出特性關係式的階段(S170)中被確定。4、根據權利要求3所述的氣體傳感器輸出特性的提取方法，其特徵在於所述特性關係式中的特性常數U,b,d)隨負荷電阻(Rl,31)的大小而變化。5、一種利用氣體傳感器輸出特性提取方法的氣體濃度測量裝置，它從連接於氣體傳感器(11)的負荷電阻(Rl)兩端的輸出電壓(V,)變動率中找出最大電壓變動率(S),進而計算氣體濃度，其特徵在於它包括由裝入氣體的氣體室(12)、用於向氣體室(12)注入氣體的氣體注入裝置和設置於所述氣體室(12)的氣體傳感器(11)構成的氣體傳感裝置(10);設有串聯於所述氣體傳感器(11)的負荷電阻(31)，並用來測量所述負荷電阻(31)兩端的輸出電壓(32)的負荷電阻測量部(30);儲存所述負荷電阻(31)值、所述氣體傳感器(11)內部電阻(Rs)值和氣體傳感器特性關係式中取決於負荷電阻(31)大小的特性常數值的存儲器(240);取出測量的模擬輸出電壓(32)信號，並把該信號轉換為輸出電壓數據的A/D轉換器(40);利用所述輸出電壓數據計算出輸出電壓變動率，並從中找出最大電壓變動率(S)，並把所述最大電壓變動率(S)和所述內部電阻(Rs)值代入特性關係式計算注入氣體濃度(C)的氣體濃度計算控制部(220);顯示氣體濃度(C)計算結果的顯示部(230);用於輸入氣體的注入信號和所述控制部(220)的控制信號的輸入部(250);供給電源的電源供給部(260)。6、根據權利要求5所述的利用氣體傳感器輸出特性提取方法的氣體濃度測量裝置，其特徵在於所述特性關係式以數學式表示，所述數學式中的特性常數(a,b，d)通過測量的隨不同的氣體傳感器Ul)內部電阻Us)和氣體濃度(C)而變化的最大電壓變動率(S)數據而預先被確定。7、一種利用權利要求5或6所述的氣體濃度測量裝置的氣體濃度測量方法，它通過測量串聯於所述氣體傳感器(11)負荷電阻兩端的輸出電壓(32)計算氣體濃度(C)，其特徵在於它包括將需要測量的氣體注入一定時.間的階段(S210);在注入氣體的時間內，測量隨時間變化的輸出電壓(32)的階段(S220);計算輸出電壓(32)變動率的階段(S230);在算出的輸出電壓變動率中找出最大電壓變動率(S)的階段(S240);在通過權利要求2至4中任一項所述的氣體傳感器輸出特性的提取方法而導出的特性關係式中代入最大電壓變動率(S)、氣體傳感器內部電阻Us)和特性常數(a，b,d),計算出氣體濃度(C)的階段(S250);—顯示氣體濃度(C)計算結果的階段(S260)。8、根據權利要求7所述的氣體濃度測量方法，其特徵在於所述特性關係式由數學式表示，所述數學式中的特性常數(a,b,d)通過測量的隨不同的氣體傳感器Ul)內部電阻(Rs)和氣體濃度(C)而發生變化的最大電壓變動率(S)數據而預先被確定。9、一種利用權利要求5或6所述的氣體濃度測量裝置的氣體濃度測量方法，它利用由分別對應於至少兩種氣體濃度(C)的最大電壓變動率(S)構成的數據表，並根據反應於注入氣體的氣體傳感器U1)內部電阻(Rs)值的變化，測量串聯於所述氣體傳感器(11)的負荷電阻兩端輸出電壓(32),進而計算氣體濃度(C),其特徵在於它包括將需要測量的氣體注入一定時間的階段(S410);在注入氣體的時間內，測量隨時間變化的輸出電壓(32)的階段(S420);計算隨時間變化的輸出電壓(32)變動率的階段(S430);在計算出的輸出電壓變動率中找出最大電壓變動率(S)的階段(S440);檢查所找出的最大電壓變動率(S)值是否在所述最大電壓變動率(S)數據表中的階段(S450);找出的最大電壓變動率(S)值包含在所述最大電壓變動率數據表中時，提出與其相對應的氣體濃度(C)值的階段(S461);顯示提出的氣體濃度(C)值的階段(S480)。10、根據權利要求9所述的氣體濃度測量方法，其特徵在於它還包括找出的最大電壓變動率(S)值不包含於所述最大電壓變動率(S)數據表中時，分別提出最接近於最大電壓變動率(S)的上、下電壓變動率值和氣體濃度值的階段(S460);利用提出的數據，以內插法計算對應於最大電壓變動率(S)值的氣體濃度(C)的階段(S470)。全文摘要本發明涉及一種氣體傳感器輸出特性的提取方法和利用該提取方法的氣體濃度測量裝置及其方法，它包括分別測出對應於每個氣體傳感器內部電阻及每種氣體濃度的負荷電阻兩端輸出電壓，在計算的隨時間變化的輸出電壓變動率中找出最大電壓變動率，進而提取氣體傳感器輸出特性數據的過程；利用獲取的氣體傳感器輸出特性數據得出氣體濃度、氣體傳感器內部電阻和最大電壓變動率之間的特性關係式的過程；利用所述最大電壓變動率的特性關係式測出氣體濃度的過程。本發明可利用輸出電壓變動率準確說明氣體傳感器的輸出特性；本發明的氣體傳感器的輸出特性與氣體濃度和氣體傳感器內部電阻有關，因此，本發明可應用於氣體濃度測量裝置及氣體傳感器的功能評價。文檔編號G01N27/00GK101236167SQ20081000911公開日2008年8月6日申請日期2008年1月24日優先權日2007年2月2日發明者崔一煥,李翊載,金善泰,金韓洙申請人:株式會社科學技術分析中心