傳感器測試系統的應用

張海

摘要 傳感器檢測系統這一概念是傳感技術發展到一定階段的產物，它能彰顯我國科技發展的程度，現已在各個領域中發揮著重要的作用?；诖?，本文通過對傳感器測試系統的概況了解，以氣體傳感器的動態高精度系統、探針式傳感器測試系統和多鐵納米MEMS傳感器測試系統為例，分析傳感器測試系統在現實生產與生活中的實際應用與操作。

【關鍵詞】傳感器 測試系統 無線傳感器網絡

檢測系統是將傳感器同變換裝置、測量儀表進行有機組合，在進行工程的操作中，通過傳感器與多個測量儀器的有機組合，從而構成一個完整體，隨后開始對信號進行檢測，這樣就有了整個檢測系統。隨著計算機技術的普及和信息處理技術的完善與發展，檢測系統中涉及到的內容不斷得到充實。在現代化生產生活中，檢測系統自動完成檢測任務，因此有必要探究和掌握檢測系統的構成原理及相關應用。

1 傳感器測試系統相關概況

傳感器測試系統中的傳感器對物體進行探測后得知其大小，隨后輸出對應下的可用信號，這個環節主要為了數據的傳輸功能服務，如果想要讓每個環節能夠獨立，也就是可以一個區域向另一個區域傳輸數據，整個過程就是傳輸功能的體現。數據處理環節指的是處理或者變換傳感器的輸出信號，例如想要放大、運算或線性化一個信號，又或者想要轉換數模（D/A）或模數（A/D），得到的信號為了符合標準參數，同時又能清晰的進行分析與記錄，所有的信息在處理和系統控制時可以直接與計算機連接。經過處理后的數據在顯示時信息會變成了人的感官可以清晰接受的形式，從而有利于對監視的數據進行監視、控制以及分析。測量后的數據既可以用模擬的效果來表達，也可以用數據的方式直接顯現，人們習慣性接受哪個就會選擇哪種方式進行記錄，有時為了更直觀的分析，還可以用打印機直接打印出來，所有的數據是真實有效的。

2 傳感器測試系統的應用

2.1 氣體傳感器的動態高精度測試系統應用

氣體傳感器是將所要轉換的氣體體積積分數進行對應電信號轉換的裝置，傳感器的探測頭調理氣體樣品，對氣體樣品中的雜質和干擾氣體進行濾除處理，對樣品進行干燥或制冷處理。這是一種將氣體的成分、濃度等信息轉化成能夠被人員、儀器儀表、計算機等利用的信息裝置，被得以廣泛應用。當今人們的生活水平逐漸提高，人們專注身體健康與人身安全的時候會對有毒害的氣體進行檢測，并著手于監控有污染的大氣和有廢氣的工業工廠，其中傳感器測試系統起到了至關重要的作用，當前半導體氣體傳感器是最常見的，最初的氣體傳感器主要采用Sn0，和Zn0為氣敏材料，隨著研究的展開，復合金屬氧化物和混合金屬氧化物半導體傳感器開始走入研究中，Sn02和Zn0有吸附和催化的作用，可以對表面進行控制，使用時需要將溫度調高一些，200-500℃即可。如果對含量在1×l0^-5數量級的H2S氣體添加l%2r02的ZrOr Sno2氣體傳感器，與未添加2r02元件相比，其靈敏度增加了50倍，并且采用薄膜技術和集成電路技術可以不進提高靈敏度，結構和制作上更加精良。

2.2 探針式傳感器測試系統的設計應用

為了提高線源模型的工程應用效率，探針式傳感器測試系統被運用，該系統由測試平臺和傳感器探針組成，測試平臺的流程為計算機通過USB將數據傳輸給基站SPOT，基站和遠端節點通過802.15.4無線通信協議進行通信，探針主要由加熱絲和溫度傳感器構成。探針式溫度傳感器采用的是有針狀結構的不銹鋼外殼，有很強的硬度和尖銳性，能夠輕易刺入被測試物體的內部，測試物體內部溫度的時候十分快捷便利，例如選取A級Ptl00，溫度-20-60℃，管徑為4mm，保護管長度為200mm，探頭結構為直插式，導線為三線制3 00mm，線材為聚氯乙烯線。該設計廣泛應用于糧食、食品、土壤、木材、實驗室等測溫場所，方便了人們對溫度的控制和分析，有助于相關行業的進步。

2.3 多鐵納米MEMS傳感器測試系統應用

多鐵納米MEMS傳感器的敏感元件是多納米纖維構成的，多納米纖維具有壓電特性。機械裝置設計下部分為壓力容器，方便待測MEMS傳感器提供壓力差，量程范圍控制在0-20KPa，上部分作為測試裝置固定待測樣片及測試環境，材料建議選擇鋁合金，更加方便加工和處理?？刂葡到y的硬件電路以STM32微處理器為核心，軟件包括整個測試系統的主程序和上位機界面，通過對c++和LabVIEW等軟件設計及運用，程序軟件將所有數據在最短時間內顯示出來并進行儲存，未來研究實驗中能夠直接取來應用分析。實驗平臺利用薄膜壓力傳感器的測試實驗系統的功能，將靜態特性值和標準傳感器測量值對比，分析誤差，從而進一步完善裝置。最后得出該測試裝置能夠提供一定的溫度、壓力和磁場的測試環境，根據相關數據的對比分析，得出傳感器所輸入的壓力值同輸出電壓值之間的數據聯系，透過分析驗證了測試方案的可行性和裝置功能的完整性，在不同環境下的應用體現了該裝置測試系統能夠促進工業生產與生活的發展。

3 總結

通過舉例和檢測分析得知，任何傳感器檢測系統本身性能并不理想，測試的方法無法達到完善的地步，外在客觀干擾因素和人為疏漏無法避免，被測參數的測量值與真實值最后不一樣，這種情況下誤差是會存在的。為了避免誤差過大保證數據的真實程度，對傳感器檢測系統的研究還需繼續進行，無論是選擇探針式傳感器檢測系統還是選擇氣體傳感器檢測系統，盡管應用的范圍很大，功能也不相同，但最后都是同樣的目標，都是求得真實數據，從而達到當前現代化生產的需求與標準。

參考文獻

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