光电式甲醛监测系统中信号调理电路设计与应用

摘要

随着现代电子信息技术的迅猛发展，特别是计算机技术的高速发展，不仅实现了数据的实时采集和处理，而且使现代化的气体浓度监测仪器进入了向小型化、轻便化和便携化发展的阶段。 根据光电式甲醛检测原理和探测光束的特点，设计了光电式甲醛浓度测量传感器信号调理电路，该调理电路主要由光电探测器前置放大电路、窄带有源滤波器和精密交流信号一直流信号转换电路三部分组成。基于OP07运算放大器设计的交流信号一直流信号转换电路等效净输入信号小于0.3μV，降低了甲醛测试系统检测限，提高了测试精度。以此信号调理电路构成的系统，实验标定的甲醛浓度的检出限低于0.01μg/5ml。 本文主要分为五个部分，第一步部分描述光电信号的特点以及信号采集的特点；第二部分讨论了测量原理和测量装置的组成；第三部分详细的介绍了光电式甲醛传感器信号调理电路的结构以及电路各部分的工作方式；第四部分介绍信号调理电路的测试与分析；第五部分对全文进行了了总结、提出了不足之处，并展望了该系统在实际使用中的良好发展前景。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2信号的调节

1.2.1信号调理的一般方法

1.2.2信号调理电路的内容

1.3国内外研究现状

1.4本课题的任务要求和主要内容

第二章传感器信号调理的方法

2.1光电传感器的选择

2.1.1光电传感器的分类以及特性

2.1.2选择PIN光电二极管探测器

2.2信号调理

2.2.1滤波电路

2.2.2滤波器

2.3本章小结

第三章甲醛测量系统信号调理电路设计

3.1测量原理

3.2测量装置

3.3光电探测器前置放大器设计

3.4有源滤波电路设计

3.4.1电路图

3.4.2设计原理

3.5交直流转换电路设计

3.5.1电路图

3.5.2设计原理

3.6运算放大器的选择

3.6.1 OP07简介

3.6.2 OP07特性

3.6.3 OP07接口电路设计

3.7 PCB实施时的注意事项

3.8本章小结

第四章测量结果与分析

4.1硬件电路的测试

4.2信号调理电路的特性测试

4.2.1信号发生器的选取

4.2.2滤波器中心频率测试

4.2.3交直流转换电路线性性测试

4.2.4调理电路应用测试

4.3本章小结

第五章总结

5.1结论

5.2展望

参考文献

附录1：图23甲醛监测系统信号调理电路图

附录2：作者在攻读硕士学位期间发表的论文以及参加的学术活动

致 谢