车载酒精浓度传感器.doc

酒精浓度传感器信号调理电路设计与仿真 PAGE 2 酒精浓度传感器信号调理电路设计与仿真 目 录 TOC \o 1-3 \h \u HYPERLINK \l _Toc10723 第1章 绪论 PAGEREF _Toc10723 2 HYPERLINK \l _Toc31189 1.1选题的依据及课题的意义 PAGEREF _Toc31189 2 HYPERLINK \l _Toc23114 第2章 设计内容 PAGEREF _Toc23114 3 HYPERLINK \l _Toc30015 2.1设计要求 PAGEREF _Toc30015 3 HYPERLINK \l _Toc10198 2.2 总体设计 PAGEREF _Toc10198 3 HYPERLINK \l _Toc7261 2.2.1传感器部分 PAGEREF _Toc7261 3 HYPERLINK \l _Toc5583 2.2.2原理图设计 PAGEREF _Toc5583 5 HYPERLINK \l _Toc28826 2.2.3接收装置模块 PAGEREF _Toc28826 6 HYPERLINK \l _Toc26184 2.3设计方案选择 PAGEREF _Toc26184 7 HYPERLINK \l _Toc8382 2.3.1方案设计 PAGEREF _Toc8382 7 HYPERLINK \l _Toc21963 2.4器件的选型 PAGEREF _Toc21963 9 HYPERLINK \l _Toc9356 第3章 电路仿真 PAGEREF _Toc9356 10 HYPERLINK \l _Toc23806 第4章 可靠性和抗干扰设计 PAGEREF _Toc23806 11 HYPERLINK \l _Toc14903 第5章 设计心得和体 PAGEREF _Toc14903 12 HYPERLINK \l _Toc28879 参考文献 PAGEREF _Toc28879 13 绪论 1.1选题的依据及课题的意义 目前，酒后驾驶造成的交通意外是严重的社会问题之一。当酒精在人体血液内达到一定浓度时，麻痹神经，造成大脑反应迟缓，肢体不受控制等症状。人对外界的反应能力及控制能力就会下降，处理紧急情况的能力也随之下降。对于酒后驾车者而言，其血液中酒精含量越高，发生撞车的几率越大。而根据世界卫组织的事故调查，大约50%—69%的交通事故与酒后驾驶有关，酒后驾驶已经被列为车祸致死的主要原因。在中国，每年由于酒后驾车引发的交通事故达数万起，其危害触目惊心，已成为交通事故的第一大“杀手”。 为了实现对人权的尊重，对生命的关爱，使更多人的生命权、健康权及幸福美满的家庭能得到更好的保护，需要设计一智能仪器能够检测驾驶员体内酒精含量。目前全世界绝大多数国家都采用呼气酒精测试仪对驾驶人员进行现场检测，以确定被测量者体内酒精含量的多少，以确保驾驶员的生命财产安全。酒精检测仪的设计与使用有着不可替代的作用，也有着相当的前景和意义。这次的选题是酒精浓度传感器信号调理电路设计与仿真。 设计内容 2.1设计要求 选用酒精浓度传感器进行气体中酒精浓度测量，要求测量范围10-1000PPM、精度为5PPM。 设计传感器的信号调理电路，实现以下要求： （1）设计信号调理将传感器输出0.2-1.4 V的信号转换为0-5V直流电压信号； （2）对信号调理电路中采用的具体元器件应有器件选型依据； （3）电路的设计应当考虑可靠性和抗干扰设计内容； （4）电路的基本工作原理应有一定说明； （5）电路应当在相应的仿真软件上进行仿真以验证电路可行性。 2.2 总体设计 2.2.1传感器部分 本次课题重要部分即为酒精含量检测模块，酒精探头选用QM-J3气敏元件，是以复合金属氧化物为主体材料的N型半导体气敏元件，当元件接触乙醇蒸汽时，其电导率随气体浓度增加而迅速升高。其对汽油蒸汽有抗干扰能力、灵敏度高、响应速度好、寿命长、工作稳定可靠等特点。 技术指标： 加热电压（） AC或DC 5±0.2V 回路电压 () 最大DC 24V 负载电阻() 4KΩ(或可调) 清洁空气中电阻（） 2000 KΩ 灵敏度（） 5（在100ppm蒸汽中） 分辨率（） 3（在100ppm汽油蒸汽中） 恢复时间 (tres) 30S 元件功耗 0.7W 监测范围 50—5000ppm 使用寿命