为了得出准确的数据，在标准的测试环境下测出气敏传感器的灵敏度与环境 中的气体浓度变化的特性曲线。如图 3-1 所示

 不同传感器灵敏度与气体浓度的线性图

如图所示，将横坐标设为气体浓度值，纵坐标作为电阻比值，电阻比值为

（ Rs / Ro ）， Rs 为不同浓度下体现的传感器不同组织。 R0 为传感器在氢气浓度 为 1000ppm 中测得的电阻值。

 传感器在不同温度下的温湿度曲线

如图所示，将横坐标设为环境温度，纵坐标作为电阻比值，电阻比值为

（ Rs / Ro ）， Rs 为不同浓度下体现的传感器不同组织。 R0 为传感器在丙烷浓度 为 1000ppm 中测得的电阻值。

3。3。1 QM-N5 的规格参数

电路提供的加热电压为 5V 左右，回路中最大通过电压不超过 24V，加热电 阻设置在 28~34Ω，电路最大加热功率被限制在 900mW， RL 为串联进电路的负 载电阻， RS 为传感器表面敏感电阻。综合公式为： Rs (Vc/VRl -1) Rl 。该型号 传感器适用温度在-15℃~35℃，最佳相对湿度处于 45~75％RH 左右，相对适合 的大气压标准在 80~106kpa[8]。

3。4 本章小结文献综述

本章节通过详细阐述系统的具体方案，以及深入介绍各个功能模块的具体 作用，和整个系统 具体运行的过程。在经过多方面的比对（结构、功能、成本）， 最终选择 QM-N5 传感器作为最终的选择方案。

4。一氧化碳浓度监控及控制的各功能模块设计

根据上一章对一氧化碳泄漏监控设备的设计思路的阐述，接下来从各个功能 模块进行详细介绍。具体将系统分为气体检测部分（核心部分）、单片机控制核 心、键盘及显示电路、输出驱动电路、通讯报警电路和电源等六个部分。

4。1 室内煤气泄漏检测部分

4。1。1 气体传感器检测电路

设计中采用的 QM-N5 型传感器从物理上来看是半导体型感应元件，通过接 触面与空气中被检测气体发生氧化还原反应从而产生电阻值的变化来判断气体 所含浓度。QM-N5 型传感器的电路结构原理图如图 4-1 所示。

QM-N5 型气体检测电路图

根据图中电路显示，中间部分的 f-f 为传感器的加热极，通过将引脚 3 和 4 进行短接，于是构成测量级的 A 端口。同理，将引脚 1 和 2 也同时进行对应的 短接，构建出另一个测量级端口 B。因为传感器在工作期间，通过加热温度会产 生剧烈的变化，通过加入一个具有负温度系数特性的热敏电阻 Rx 来进行温度补

偿。电路中的 U0 作为输入电压，电路中添加一个限流电阻 R0 保证电路不会损 坏，将 ST 作为传感器电路的输出端口。根据手册资料，为了防止过热导致损坏， QM-N5 的加热功率上限被限制在 900mW。回路中的加热电压保持在 5V 左右[9]。 根据空气中待测气体的浓度的不同，当浓度处于低值状态，则 A-B 两端的测的 电阻值保持很大，于是 U0 输出的电压就处于低值，反之则越高。公式如下：

4。1。2 延时电路

根据 QM-N5 传感器在工作状态时的特性，发现其电阻值在工作后的两分钟 会发生剧烈的变化，由于在气敏传感器工作时的初期阶段会表现的很不稳定，导 致测量的结果偏离预期，为了提高传感器的可靠性需要设置一个合适的延时电路 来避开这个不稳定的时间段。

 QM-N5 工作时阻值变化曲线

按照要求设计出 NE-555 延时电路，具体如图 4-3 所示。

NE-555 延时电路图

如结构图所示，NE555 由触发器和倒向器以及一个晶体管和两个比较器组 成，是一个多功能集成电路带有数—模转换的电路。将端口 Q 作为信号的输出 端，为了方便接线，将 CVolt 接为电压控制端口，底部触发端设为引脚 2 也就是来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com STC89C51单片机室内煤气泄漏监控系统设计+程序+电路图(7):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_82803.html