及键盘响应电路,
无需要其他计算机,用户就可以与之进行交互工作,完成数据的采集、存储、计算、分析等过程。
(2)系统具有低功耗、小型化、高性价比等特点。(3)从便携式的角度出发,系统成功使用了数码管显示器以及小键盘。由单片机系统控制键盘和LED显示来实现人机交互操作,界面友好。(4)软件设计简单易懂。22酒精浓度检测仪设计方案设计时,考虑酒精浓度是由传感器把非电量转换为电量,传感器输出的是05伏的电压值且电压值稳定,外部干扰小等。因此,可以直接把传感器输出电压值经过AD转换器转换得到数据送入单片机进行处理。此外,还需接人LED显示,44键盘,报警电路等。
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f其总体框图如图21所示。
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空气流量传感器
被测环境
气敏传感器
AD转换电路
声光报警电路单片机
LED显示
键盘
图21基本工作原理图
三、硬件设计
311传感器的选择本系统直接测量的是呼气中的酒精浓度,再转换为血液中的酒精含量浓度,故采用
气敏传感器。考虑到周围空气中的气体成分可能影响传感器测量的准确性,所以传感器只能对酒精气体敏感,对其他气体不敏感,故选用MQ3型气敏传感器。其有很高的灵敏度、良好的选择性、长期的使用寿命和可靠的稳定性。MQ3型气敏传感器由微型Al2O3,陶瓷管和S
O2敏感层、测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢的腔体内,加热器为气敏元件的工作提供了必要的工作条件。传感器的标准回路有两部分组成。其一为加热回路,其二为信号输出回路,它可以准确反映传感器表面电阻值的变化。传感器的表面电阻RS的变化,是通过与其串联的负载电阻RL上的有效电压信号VRL输出面获得的。负载电阻RL可调为0.5200K。加热电压Uh为5v。上述这些参数使得传感器输出电压为05V。MQ3型气敏传感器的结构和外形、标准回路、传感器阻值变化率与酒精浓度、外界温度的关系图如图33所示。为了使测量的精度达到最高,误差最小,需要找到合适的温度,一般在测量前需将传感器预热5分钟。
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图31MQ3结构和外形
图32MQ3结构图图33传感器阻值变化率与酒精浓度、外界温度之间的关系
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本系统测量时还需要测量呼气量的大小,我们采用空气流量传感器空气流量传感器的热线电阻和温度补偿电阻分别连接在电桥电路上,当空气流经发热元件(热线电阻)时,热线的温度和电阻发生变化,空气带走的热量与流过发热元件的空气质量具有成正比的对应关系,使得电桥失去平衡,控制电路将改变供给发热云件的电流,使r