[發明專利]一種PM2.5傳感器標定方法

在審

• 申請號: 201610034464.3
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105527207A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 黃向向;王振民;鄭偉存
• 申請（專利權）人: 罕王微電子（遼寧）有限公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 樊南星

1.一種PM2.5傳感器標定方法，目標要求為：傳感器測量范圍：0～ 500ug/m³，傳感器重復精度：±10％；其特征在于：

所述PM2.5傳感器標定方法標定傳感器具體使用標定板(2)對待標定 板(1)進行標定操作；其中：

待標定板(1)由控制芯片、模擬信號輸入/輸出接口、串口數據輸入/ 輸出接口、程序下載輸入接口構成，其中：后三者都與控制芯片連接；待 標定板(1)與待標定的PM2.5傳感器連接固定為一體；待標定板(1)具 有串口輸出和模擬量輸出功能，其中模擬量輸出的范圍為0.1～3.225V；

串口輸出的工作模式分為模式1和模式2；在模式1中，待標定板(1) 每2s自動報數一次；在模式2中，待標定板(1)一直等待串口的命令， 待標定板(1)根據串口的命令返回相應的數值；

標定板(2)構成如下：控制器、顯示屏、串口數據輸入/輸出接口、 控制按鈕；控制器連接著顯示屏、控制按鈕，控制器同時通過串口數據輸 入/輸出接口；

其中：顯示屏、控制按鈕分別與控制器連接；串口數據輸入/輸出接口 連接著待標定板(1)和標定板(2)；控制器具體為單片機或者PLC或二者 的組合；

控制按鈕具體設置有三個按鈕：向上按鈕、向下按鈕、標定按鈕；其 中：向上按鈕、向下按鈕作用是使標定數值增大或減小；當按下標定按鈕 時，標定板(2)會開始標定待標定板(1)，標定結束后顯示屏上顯示標定 結果；

所述PM2.5傳感器標定方法要求如下：

將待標定板(1)、標定板(2)通過串口數據輸入/輸出接口連接；

將多個待標定板(1)插入標定板(2)，并將標定板(2)放入氣箱中， 氣箱中通入一定濃度的標準氣體，待穩定后開始數據采集：首先，標定板 (2)中的控制器先向PM2.5傳感器發送周期為0.32ms的脈寬調制信號， 隨后控制器在一個確定時刻即0.28ms后讀取PM2.5傳感器模塊的電壓值； 讀取到的電壓值作為采樣值并成為隨后標定的基礎數據；

然后將標定板(2)移出，通入純凈空氣；待穩定后通入一定濃度的標 準氣體，驗證標定結果。

2.按照權利要求1所述PM2.5傳感器標定方法，其特征在于：

所述PM2.5傳感器標定方法中，V_oc的值的取值范圍為0～1.5V；

確定V_oc的值，必須先確定一條直線，設該直線與Y軸交點為(0，V_oc)， 另一已知點(500，3.7)，則(0，V_oc)的確定方式滿足如下要求：

首先，把產品板放到通有一定濃度的標準氣體的密閉容器中，所述標 準氣體的濃度為200ppm；然后，將目標值通過控制按鈕中的向上按鈕、向 下按鈕調整至200ppm，再然后，按下標定按鈕，標定板(2)在控制器控制 下運行軟件，開始標定；

PM2.5傳感器采樣根據下述算法計算得到電壓值：

V=((float)fADCX*4.0961023)]]>

上式中各符號的含義：f_ADCX為采樣值；4.096V為滿量程的電壓值；1023 為滿量程的采樣值；float為單精度浮點數，(float)為將目前的值轉化為浮 點數值；

通過下述公式計算所需標準氣體的濃度f_temp：

ftemp=(float)(5003.4-Voc)*(V0-Voc)]]>

上式中各符號的含義：500為濃度的滿量程值；3.4為電壓的滿量程值； V_oc為濃度為0時的傳感器的電壓值；V₀為通入一定濃度氣體后的傳感器的 電壓值；

標定時要求根據不同設備的差異修改V_oc值，以達到同步一致性的目的； 通過以下公式計算V_oc值：

3.4-V0500-fc=V0-Vocfc]]>

Voc=500V0-3.4fc500-fc]]>

上式中各符號的含義：V₀為通入一定濃度氣體后(如200ppm)的傳感器 的電壓值；f_c為通入氣體的濃度值；V_oc為濃度為0時的傳感器的電壓值，f_c為200ppm；V₀為200ppm下的電壓值；

標定完成后，在各產品板對應位置顯示標定結果；

即根據最后的V_oc表達式，需要輸入V₀、f_c的值，以求解問題。