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1、酒精浓度检测仪的设计,项目一 酒精浓度检测仪的设计,项目描述,设计一种仪器能够监测驾驶员体内酒精含量,国家规定： 车辆驾驶人员血液酒精含量大于或等20mg/100ml，小于80mg/100m1的，属于酒驾；血液酒精含量大于或等于80mg/100m1的，属醉驾。,半导体型的酒精测试仪 采用化学物氧化锡作为敏感元件，这种物质在不同的温度条件下，对酒精、汽油、香烟等气体具有不同的灵敏度，当它在高温下遇到酒精时，电阻值就会急剧减小。,1. 以气敏传感器为传感元件，将气体中酒精浓度转化为电阻； 2. 对于气体中酒精浓度的不同能够有明显区别的不同提示； 3. 最终上交调试成功的试验系统-酒精浓度检测仪；,
2、电阻式传感器酒精浓度检测仪的设计,任务要求,具体知识点如下： 1. 了解MQN型气敏电阻传感器的基本转化原理； 2. 熟悉MQ-3型酒精传感器的结构及应用； 3. 掌握LM3914LED通用电平显示驱动芯片的作用原理,酒精浓度检测仪的设计,任务分析,气敏电阻工作原理,酒精浓度检测仪的设计,2.气敏电阻工作原理,气体浓度不同,气敏电阻阻值变化,酒精浓度检测仪的设计,整体方案设计,根据自动检测系统的组成结构，该酒精浓度检测仪应该包含酒精气体传感器、信号处理电路和执行指示机构等部分。,电阻式传感器酒精浓度检测仪的设计,电路设计,前端部分MQ3传感器和分压电路按照常规设计即可，执行驱动声光指示的电路需
3、要驱动多个发光管及一个蜂鸣器，即需要将分压电路输出的电压转换成LED线段显示，拟用LED通用电平显示驱动芯片LM3914作为执行机构。,电阻式传感器酒精浓度检测仪的设计,电路设计,1.MQ3气敏电阻传感器,特点 对乙醇蒸气有很高的灵敏度和良好的选择性 * 快速的响应恢复特性 * 长期的寿命和可靠的稳定性 * 简单的驱动回路,封装好的气敏元件有只针状管脚，其中个用于信号取出，个用于提供加热电流。,电阻式传感器酒精浓度检测仪的设计,电路设计,2. LED通用电平显示驱动芯片LM3914,10个电压比较器,对被测量的变化反应迅速且真实；无阻尼现象；抗干扰能力强。,10个1k精密电阻串联组成的分压器分
4、别向各电压比较器提供比较基准,直线驱动10个发光二极管LED组成的10段“线”或“点”式条图显示器,电阻式传感器酒精浓度检测仪的设计,电路设计,10个发光二极管LED作为输入端电平变化的显示，输入端电平信号可以是通过各类传感器和变换电路而探测的各种物理量，如电压、电流、温度等,核心电路采用塑封双列直插的18脚LED点条显示驱动集成电路LM3914,LM3914管脚说明,LM3914 电路构成 及引脚功 能图,1.25V,LM3914内部含有10个相同的电压比较器，它们的输出端可以分别直接驱动外接的10只发光二极管(VDlVDl0)作条状显示，也可以实现点状显示。它们的反相输入端并联在一起，并通
5、过一个缓冲器接到输入端5脚。而10个同相输入端分别接到由10个精密电阻串联而成的多级分压器上。而这个分压器的两端在内部没有与其它电路或公共端相连，而是直接由6、4脚引出，通常将之称为悬浮式，这样使得应用电路的设计更加灵活和方便。,灯如何点亮？,解释： 为了驱动发光，集成电路的脚输出应为低电平，因此要求电压比较器异相（）端的输入电压=0.125V； 同理，要使2发光，异相（）端的输入电压=0.1252=0.25V等等,本设计采用5V电源供电，前端是MQ3型酒精气体浓度传感器，利用电阻分压电路将酒精浓度由电阻量转化为电压量，在通过驱动芯片LM3914按照电压大小驱动输出相应的发光管，当到达一定阈值
6、时蜂鸣器被触发，发出报警声。调试时通过电位器RP调节测量的灵敏度。,电阻式传感器酒精浓度检测仪的设计,电路及工作原理,酒精浓度检测仪的设计,制作,所需工具 数字万用表、电烙铁、可调直流稳压电源或5V直流稳压电源、洞洞板,按照设计原理图，准备元件清单,电阻式传感器酒精浓度检测仪的设计,调试,1.检查电源回路,通电前，用数字万用表二极管通断档测量电源正负接入点之间的电阻，应为高阻态。,目测IC的正负电源是否接反。,电阻式传感器酒精浓度检测仪的设计,调试,2.电压直接调节,用一组5V稳压电源使系统通电,用另一组稳压电源输出调至0.2V，电源正通过一个1k电阻接入A点。,调节电源从0.2V，观察LED
7、和蜂鸣器的变化。,LED1LED9挨个被点亮，在LED5和LED6被点亮之间蜂鸣器将发出声音，并一直持续。,酒精浓度检测仪的设计,调试,没有一个LED被点亮,LM3914周边电路没有配合好，或电路某点开路,有几个LED未被点亮,电位器RP阻值偏小，调大一下再试,蜂鸣器未发出声响,后面电路发生开路，或三极管烧坏,酒精浓度检测仪的设计,调试,3.酒精液体校准,按照传感器使用要求，先通电将传感器预热。,使用乙醇液体作为酒精气体的散发源，先使用50%乙醇水溶液，再具体调节乙醇含量。,最终得到200ppm的酒精调试系统。,电阻式传感器酒精浓度检测仪的设计,调试,4.电位器调节灵敏度,调试完成后，调节电位器RP，可以改变系统测试的灵敏度。,三极管：9013 NPN,
