本科生课程设计（论文）
因为被激活的元件在一段时间内会造成输出不稳，这是在使用中应该加以注意和调整的。
载体催化元件与纯铂丝元件相比，其抗毒性能较弱，在有毒气体的环境中，宜采用铂丝元件。
(6) 元件的寿命。元件的寿命是指元件在使用过程中，其活性下降到某一规定值的时间。
(7)反应速度。反应速度是工作元件的一个重要指标。特别是当元件应用到各种运动机械上时，就更为突出。
在井下空气中，当甲烷浓度发生变化时，元件的反应速度由两个因素决定，一是元件本身的时间常数:，二是甲烷向元件扩散的速度。元件的时间常数?可由下式确定:
E??
as?4s?T3?I2Ra式中: ?:元件的时间常数; E:元件的热容量; a:等效热导系数; s:元件的表面积; ?:常数;
T:元件的工作温度; I:工作电流;
R:元件电阻;
Ra:铂丝电阻温度系数
通过对上式的分析，可以合理地选择元件参数，以提高工作元件的反应速度。本设计中选择的敏感元件型号为:FWC-2。
参数为: 测量介质:甲烷 工作电流:直流稳压 工作点:2. 8V/≤175mA 测量范围:0-4%CH4
稳定性:灵敏度变化±0.1%CH4 响应时间:≤20S
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3.2 小信号放大电路
目前有许多型号的单片测量放大器集成芯片可供选择，因此不再用分立的运算放大器来构成测量放大器。采用单片测量放大器芯片与用分立的运算放大器相比具有性能优异、体积小、结构简单、成本低的优点。在本设计中选择集成芯片INA128仪用放大器。其特点如下： 低偏置电压最大50μV，低温度漂移最大0.5μV/℃，低输入偏置电流最大5nA，高共模抵制CMR 最小120DB，输入保护至±40V，宽电源电压范围±2.25 至±18V，低静态电流700μA，8 引脚塑料DIP 和SO-8封装。电路图如图3.2所示：
V+C 100IN-271RG0.1μF 6INA128OUT5 0.1μF 8IN+34 图3.2 小信号放大电路
3.3 瓦斯监测仪检测接口电路设计
3.3.1 A/D转换器选择
因为单片机不能直接接收模拟量信号，所以电压测量信号，必须通过A/D转换后方可以输入单片机进行处理。A/D转换器芯片有很多种,在此选择比较熟悉的ADC0809。ADC0809是8路8位逐次逼近行A/D转换CMOS器件，能对多路模拟信号进行分时采集和A/D转换，输出数字信号通过三态缓冲器，可直接与微处理器的数据总线相连接。
ADC0809的主要特性如下： 分辨率为8位
最大不可调误差小于±ULSB
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可锁存三态输出，能与8位微处理器接口 输出与TTL兼容 不必进行零点和满度调整 单电源供电，供电电压为+5V
转换速率取决于芯片的时钟频率，时钟频率范围是：10～1280KHZ，当时钟频率为500KHZ时，对应的转换时间为125uS
26272812345IN-0IN-1IN-2IN-3IN-4BOCIN-5ADD-AIN-6IN-7ALE1612ref(-)ref(+)ADC0809ENABLESTARTCLOCKADD-BADD-Crab2-12-22-32-42-52-62-7tsb2-82120191881514177252423229610 图3.3 ADC0809引脚图
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3.3.2 模拟量检测接口电路图
LS?123456781312151417191891716P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7INT1INT0T1T0EA/VPPX1X2RESETRDWRAT89C51LS?347813141718111D0D1D2D3D4D5D6D7OELE74LS373Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7256912151619RXDTXDALE/PPSENP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.739383736353433322122232425262728212019188151417LS?rab2-12-22-32-42-5EOC2-62-71sb2-8ALE161011302912ref(-)ref(+)ADC0809ENABLESTARTCLOCKADD-AADD-BADD-CIN-0IN-1IN-2IN-3IN-4IN-5IN-6IN-7262728123457252423229610U?NORU?NOR 图3.4 ADC0809与单片机连接
3.4 瓦斯监测仪输出接口电路设计
报警电路由NPN三极管、蜂鸣器、LED和限流电阻组成，如图4-10所示。由单片机两个I/0口控制声报警方式和光报警方式，实际应用时，可以通过软件设置选择其中一种报警方式，也可以两种都选择。
8050是一种常用的小功率开关三极管，它的最大负载电流为700mA, VCEO=20V,饱和压降为0.5V。 Q1和Q2分别作为蜂鸣器和发光二极管的驱动器，蜂鸣器的正常工作为3V，声音强度为80dB，发光二极管的额定电流为5～lOmA。当单片机I/O口信号为高电平时，三极管导通，蜂鸣器发出报警声音，发光二极管则给出光指示信号，其中，R2, R3和R1均为限流电阻。
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P1.0P1.1 本科生课程设计（论文）
+3.3VLS1R310K+3.3VR210KSPEAKERQ18050D4R1470Q28050 图3.5报警装置电路图
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