传感器技术与应用+许磊+电子资源 25甲烷热催化元件检测电路的搭建-项目实施任务书.doc

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1、项目实施任务书甲烷热催化元件检测电路的搭建任务描述应**煤矿的要求，某煤矿集团研究院仪表所决定开发一款接触燃烧式甲烷传感器。技术人员分析了接触燃烧式甲烷传感器的惠斯顿电桥检测电路，确定了反相比例放大电路的放大倍数以及确定好检测电路中各个电子元器件的参数。运用仿真软件对其检测电路进行仿真分析，确保所选电子元器件参数符合设计要求：甲烷浓度变化为0.00%~4.00%CH4，则甲烷检测电路的输出电压为0~5V。1、任务内容要求：（1）分析Error!Referencesourcenotfound.惠斯顿电桥检测电路；①推导出差动直流电桥的公式：；②推导出双差动直流电桥的公式：

2、。（2）以低浓度甲烷热催化元件MJ-2.9为例，该催化元件的输出灵敏度为12mV/1%CH4，测量范围为0.00~4.00%CH4浓度，则该催化元件输出的电压为0mV~48mV，要求经过运放后电压范围为0V~5V。那么这个放大倍数为：A=5V/48mV=104。重新确定Error!Referencesourcenotfound.中各电子元器件的参数，如表3.1所示。表3.1电子元器件参数R1=R2=R3=R4=R5=R6=R7=R8=R9=R10=（3）确定好Error!Referencesourcenotfound.中个电子元器件参数后，调试惠斯顿电桥电路的平衡条件。

3、（4）对接触燃烧式甲烷传感器检测电路进行零点调试。（5）参数数据分析：改变滑动变阻器R1的电阻（增大R1的电阻值），模拟CH4浓度的上升，进行整体参数分析。以甲烷浓度0.50%CH4、1.50%CH4、2.00%CH4、3.50%CH4四个浓度为例进行分析，如表3.2所示。表3.2CH4各浓度下的检测电路参数CH4浓度0.50%CH41.50%CH42.00%CH43.50%CH4电桥输出电压6mV18mV24mV42mV运放后输出电压实际放大倍数A2、任务开展要求：（1）分组讨论完成，每组3~5人；（2）所需资料自行收集。3、任务提交资料：（1）任务计划报告：包括但不

4、限于任务目标、任务内容、分工计划（包括分工理由）；（2）甲烷热催化元件检测电路分析报告：包括但不限于【任务内容要求（1）~（5）】中的内容（附5电路仿真源文件）；（3）能证明每个组员参与本任务的实证资料（参与任务的相关记录、图片、音视频等）。4、任务目标：通过本次任务，要求学员能：（1）惠斯顿电桥电路平衡条件。（2）惠斯顿电桥电路单臂式、半桥式和全桥式。（3）热催化元件的检测电路仿真。（4）工作计划的合理性。（5）报告编写的规范性。（6）工作作风评价。任务资讯1、惠斯顿电桥电路的平衡条件2、单臂式惠斯顿电桥电路3、半桥式惠斯顿电桥电路4、全桥式惠斯顿电桥电路5、Mult

5、isim仿真的使用方法任务准备一、热电偶检测电路仿真前准备理解惠斯顿电桥电路的平衡条件及电桥电路的单臂式、半桥式和全桥式；熟悉电路仿真软件Multisim的基本使用方法。二、仪表与工具在该任务实施过程中需要具备的工具：（1）仪表：无。（2）工具：装配有Multisim电路仿真软件的电脑。（3）提交文档：任务计划报告；甲烷热催化元件检测电路分析报告；能证明每个组员参与本任务的实证资料。三、教学材料（1）教材：《传感器技术与应用》（2）教学资源：电子教材、教学课件、文献资源等甲烷热催化元件检测电路仿真分析步骤51、分析单臂式电桥电路输出电压和灵敏度。2、检测电路及参数的确定

6、。R1=R2=R3=R4=R5=R6=R7=R8=R9=R10=3、电桥电路平衡条件的调试。R5是一个滑动电阻器，调试电桥电路的平衡条件。4、检测电路的零点调试。连接好整个电路，还需要调整R5滑动电阻器，要使经过运放后输出电压在CH4浓度零点的时候为0V。55、multisi仿真及参数数据分析。热催化元件检测电路零点调试完成后，就可以改变滑动变阻器R1的电阻（增大R1的电阻值），模拟CH4浓度的上升，进行整体参数分析。总结与提高一、自我总结1.请收集和分析组内为完成任务讨论分析资料。2.请编写一份规范的电路仿真分析报告文本。二、拓展提高1、通过查找资料等方式，学习6S工

7、作规程。考核与评价51.自我评价个人签字：日期：2.组长评价组长签字：日期：3.教师评价教师签字：日期：5