1引言

　　电化学气体传感器由膜电极和电解液 灌封而成。气体浓度信号将电解液分解成阴阳带电离子，通过电极将信号传出。它的优点是：分辨率高、准确、稳定性好、能够定量检测、体积小、耗电小、线性和重复性较好。

　　电化学传感器非常适合低浓度有毒有害气体的检测。目前国际上绝大部分毒气检测采用该类型传感器。由于电化学传感器的优势非常明显，这就使得电化学传感器的市场前景非常广阔。而在研究电化学传感器时由于其本身输出信号非常微弱，所以在检测时需要很高、很精确的检测工具和很专业的检测人员。基于以上考虑我公司研发了这款电化学传感器测试系统WS-24H。它具有下端信号处理准确、中端数据采集迅速、上端数据显示清晰，操作简单等优点。

　　2电化学气体传感器测试系统的设计

　　2.1系统结构

　　本系统分四部分：(1)系统电源、(2)信号处理放大、(3)数据采集、(4)软件处理及输出显示。

　　2.2 系统电源

　　系统电源分两部分供电计算机部分采用220AC供电，电路板和采集卡部分采用直流电源5V供电。

　　2.3信号处理放大

　　电化学气体传感器本身就是一个电流信号发生器。I-V转换电路是设计的重点，由于其本身产生的电流非常微弱，这样采用传统的电阻采样法、积分法、电流反馈法，都存在各种各样的缺点，像电阻采样法中采样电阻对传感器响应时间有影响，所以采样电阻不能很大这就造成对微弱信号采样不准的现象，而后两种方法容易引入噪声造成放大后的信号不准确，所以电路设计时I-V转换电路的设计是一个难点。电路中一款适合的运放有时可以解决很多问题,以前的应用电路中运放本身就有很高的偏置电流，这根本无法满足传感器分辨率的要求。最后所以经过大量的实验我们终于设计出一款采样准确、响应迅速、低噪声输入、最大量程可调的电路。

　　2.4数据采集

　　数据采集部分采用国外进口的采集卡。数据采集设备在单个设备中集成了模拟输入、模拟输出、计数器/定时器和数字I/O。通过在自校准中补偿非线性误差，确保了对所有信号范围内模拟测量的精确性。可自定义仪用放大器提高了ADC的稳定时间，在高采样率下同样保证高精度。系统定时控制器配合锁相环(PLL)技术可实现多设备间精确同步。设备使用新型的高速数字隔离器，消除接地回路以及抑止高共模电压，提供更好的精确性和安全性。

　　此外，数据采集卡支持USB、PCI和PCI Express总线，采样率最高达1.25 MS/s，分辨率最高达18位，通用性强，不需特定的通信协议。

　　2.5软件处理及输出显示

　　在研究过程由于需要大量的实验数据支持，需要长期、细心的观察数据。这就导致人员重复的工作过程中，产生效率低，易出错等现象。因此如果能用计算机取代员工大量的重复劳动，不仅可以提高研究效率，而且能够大大的减少研究人员的劳动强度，为研究工作带来很大方便。基于研究效率和便捷考虑，我们在软件上实现了一下功能：

　　可实时显示数据且可显示实时波形曲线，使传感器的特性形象化便于观察;

　　(1) 可设置并保存档位，免于下次操作的再设置;

　　(2) 可自动处理、保持数据，便于后来的数据分析与研究;

　　(3) 曲线的纵横坐标可设置，可进行习惯性设置;

　　(4) 可同时采集24只(或者64只)传感器信号全部显示且可调出一条或多条记录的曲线进行叠加比对，便于传感器之间的对比研究;

　　(5) 采集数据可保存并可导出;

　　3结论

　　电化学传感器由于其突出的性能优势，在市场上的占有率越来越高。现在在低浓度有毒有害气体检测上已经展现出了其独有的特点，所以就对对电化学传感器的大范围使用带来了机遇。而电化学传感器本身输出信号微弱给电化学传感器的研发带来了困难。而我公司开发的这款WS-24H测试系统解决了以上问题。本测试系统经过测试以后具有精度高，响应快，数据准等优点。并且引入了计算机进行自动保存、处理、分析数据，更可联网进行远距离操作，不接触气体就能获得大量的可靠数据，使研究过程更便捷、研究环境更安全。