面向新型量子点气体传感器测试系统的设计

发布时间：2024-03-17 20:13

　　近年来,国内外众多研究者在量子点领域持续探索,利用低维纳米材料的特殊活性发展高性能、低功耗的气体传感器。半导体气体传感器的基本原理是目标气体与材料表面的相互作用导致的晶界耗尽层电阻变化,而量子点气敏材料的晶粒半径小于耗尽层宽度,整个晶粒呈现体耗尽状态,导致了传感器件的阻值过大,难以通过传统仪器进行测量,因此在传感材料与器件的研发中,性能测试技术的发展相对滞后。针对量子点气体传感器的阻值过大难以进行数据采集的问题,本文设计了一种基于MPS-010602采集模块的高精度气体传感器测试系统。系统硬件主要包括多通道电压采集模块、温度控制模块、温湿度采集模块、滤波器以及高输入阻抗的CA3140跟随器。系统以Visual C++6.0作为软件开发平台,采用MFC可视化编程,通过人机界面将所得数据进行实时显示,实现采集、优化、显示、存储及读取等功能。经硬件和软件的协同配合,保证了电压信号的稳定性,并对阻值范围在3MΩ-100GΩ的高值电阻进行了测量与验证,其测量误差低于3%,保证了测量数据的准确性。该测试系统可实现量子点气体传感器响应与浓度关系、响应恢复特性、选择性、多通道测试、分辨率以及多种工作温...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．４分压法测试原理图??Ｆｉｇ．?２．４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｒａｗｉｎｇ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｅｒｉａｌ?ｃｉｉ＊ｃｕｉｔ?ｄｉａｇｒａｍ??

?大连海事大学硕士学位论文???采用稳压源模块用来做测试电压。为了滤除在实际测量中出现的随机噪声及高频噪声，??系统设计了滤波模块。为了实际需要，系统的设计需面向量子点气体传感器的测试，根??据量子点气体传感器阻值过大的特点，跟随器的设计选用了美国无线电公司研制开发的??ＣＡ３１....

图２．５测试腔实物图??．?Ｆｉｇ．?２．５?Ｐｉｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｅｓｔ?ｃｈａｍｂｅｒ??‘

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图２．６响应信号在变送器内的转换过程??Ｆｉｇ．?２．６?Ｔｈｅ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｓｉｇｎａｌ?ｉｎ?ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ??

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图２．７?ＨＲ２０２Ｌ湿度传感器电路图??Ｆｉｇ．?２．７?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｒａｗｉｎｇ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＨＲ２０２Ｌ?ｈｕｍｉｄｉｔｙ?ｓｅｎｓｏｒ??－１３?－??

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本文编号：3931573