一种气体传感器自动测试系统的制作方法

技术特征：
1.一种气体传感器自动测试系统，其特征在于：包括硬件测试子系统和软件测试子系统，硬件测试子系统与软件测试子系统通过网络通信连接；所述硬件测试子系统包括主控板、电磁阀组、质量流量计和传感器检测模块，主控板分别与电磁阀组泵、质量流量计和传感器检测模块连接；传感器检测模块用于将电化学气体传感器产生的原始电流数据转换为电压数据，并将电压数据发送至主控板，主控板对传感器检测模块检测的电压数据进行标定分析，并将符合标定条件的电压数据发送至软件测试子系统；软件测试子系统包括环境检测模块、环境参数干扰补偿模块、流量控制管理模块和测试服务平台；环境检测模块用于实时检测气体传感器所在气室环境内的温湿度；环境参数干扰补偿模块检测在不同的温度、湿度下经主控板处理后的符合标定条件的电压数据并进行数据融合分析，建立温度补偿模型和湿度补偿模型，并分析出环境中的温、湿度分别对传感器检测模块的补偿系数；流量控制管理模块用于获取主控板发送的质量流量计录入的流入待测试气体传感器所在环境中的实际流量数值以及传感器检测模块检测的输出电压，对采集的实际流量数值与预设目标流量数值进行对比分析，得到流量偏差以及流量偏差变化率，根据气体流量偏差以及流量偏差变化率对经质量流量计流入待测试气体传感器所在环境的气体流量进行动态修正，并根据修正结果发送控制指令至主控板，以控制主控板对气路管道上的电磁阀通断进行控制；测试服务平台分别测试出气体传感器的响应时间、恢复时间以及灵敏度，并提取测试间隔时长前后气体传感器的响应时间、恢复时间以及灵敏度l，通过采用劳损衰减模型对各等固定间隔时长下的响应时间、恢复时间以及灵敏度进行综合分析，获得气体传感器的劳损衰减系数。2.根据权利要求1所述的一种气体传感器自动测试系统，其特征在于：所述主控板对传感器检测模块检测的数据进行标定分析，具体步骤如下：步骤1、控制气室内的气体浓度差，以获得气体传感器探头输出产生的电流变化δi；步骤2、根据传感器检测模块中iv转换电路所对应的电流与电压转换公式 ，获得电流变化δi经传iv转换电路转换后的电压数据，即电压变化δv，g为iv信号转换电路的增益，传感器检测模块的iv信号转换增益g为150400；步骤3、提取传感器检测模块获取的电压变化δv，对电压变化δv进行分析，以分析出传感器检测模块中的模数转换器的抖动大小δadc；δadc计算公式，vref为模数转换器的参考电压，模数转换器的参考电压vref取值为1200mv，n为模数转换器的采样位数，这里假设使用的模数转换器的采样位数为16bit；步骤4、判断经传感器检测模块转换后的电压数据所对应的抖动大小是否小于δadc，若小于，则统计抖动大小小于δadc的持续时长t，若传感器检测模块中模数转换器所对应的抖动大小小于δadc的持续时长t大于设定的时长，则对传感器检测模块检测出的电压数值进行标定。
3.根据权利要求2所述的一种气体传感器自动测试系统，其特征在于：所述环境参数干扰补偿模块对不同的温度下的传感器检测模块输出电压的实验数据进行融合分析，以建立温度补偿模型的方法，具体步骤如下：步骤q1、在标准湿度环境下，对传感器检测模块所在的环境温度以固定速度进行升温，v1=0.5℃/min；步骤q2、等间隔时间段提取当前温度下的传感器输出模块输出的电压数值；步骤q3、将各温度下的传感器输出的电压数值绘制成温度-电压特征曲线图；步骤q4、根据温度-电压特征曲线图，模拟出与温度-电压特征曲线最接近的温度与电压的表达式，即，为温度补偿系数，为预设的标准温度，实验过程中取值为25℃，为预设的标准温度和湿度下所对应的传感器检测模块输出的电压，u为传感器检测模块在标准湿度和t温度下输出的电压数值，为单位时间内温度上升梯度，即0.5℃；步骤q5、对步骤q4中的传感器检测模块所对应的温度与电压的表达式进行变换，获得温度补偿模型。4.根据权利要求3所述的一种气体传感器自动测试系统，其特征在于：所述环境参数干扰补偿模块对不同的湿度下的传感器检测模块输出电压的实验数据进行融合，以建立湿度补偿模型的方法，具体步骤如下：步骤w1、在标准温度环境下，对传感器检测模块所在的环境湿度以固定速度进行增加或降低，v2=3%/min；步骤w2、等间隔时间段提取当前湿度下的传感器输出模块输出的电压数值；步骤w3、将各湿度下的传感器输出的电压数值绘制成湿度-电压特征曲线图；步骤w4、根据湿度-电压特征曲线图，模拟出与湿度-电压特征曲线最接近的湿度与电压的表达式，即，为湿度补偿系数，为预设的标准湿度，实验过程中取值为45%，u为传感器检测模块在标准温度和s湿度下输出的电压数值，为预设的标准温度和湿度下所对应的传感器检测模块输出的电压，为单位时间内湿度上升梯度，即3%/min；步骤w5、对步骤w4中的传感器检测模块所对应的湿度与电压的表达式进行变换，获得湿度补偿模型。5.根据权利要求4所述的一种气体传感器自动测试系统，其特征在于：所述流量偏差计算公式：，为第i个时间段内流入待测试气体传感器所在环境中的实际流量数值，为第i个时间段对应的流量偏差，为第i个时间段传感器检测模块的输出电压。
6.根据权利要求5所述的一种气体传感器自动测试系统，其特征在于：根据流量偏差建立气体流量的参数干扰模型，并获取气体流量的调节参数，即，i=1，2，
···
，m，推导出，和分别为传感器检测模块在第i个和第i-1个时间段所对应的输出电压，为第i个和第i-1个时间段所对应的输出电压相对差，t为每次采集间隔的时间段，和分别为第i个和第i-1个时间段所对应的流量偏差，流量偏差变化率计算公式：，为第i个时间段与第i-1个时间段内的流量偏差变化率。7.根据权利要求5所述的一种气体传感器自动测试系统，其特征在于：所述流量控制管理模块根据气体流量偏差以及流量偏差变化率对流入待测试气体传感器所在环境的气体流量进行动态修正处理，采用的方法如下：步骤1、获取各时间段下主控板控制电磁阀处于导通状态下的导通开口尺寸s1以及管道内气体流通速度v1，s1≤s，s为气路管道的截面积；步骤2、统计按照步骤1达到预设目标流量数值所需的时间，；步骤3、获取各时间段对应的气体流量偏差以及流量偏差变化率；步骤4、根据步骤3中的气体流量偏差以及流量偏差变化率，分析出气体流量补偿模型，为第f个时间段需补偿的气体流量；步骤5、采用气体流量补偿模型获得的需补偿的气体流量预测出按照当前导通开口尺寸所需控制电磁阀持续导通的总时长。8.根据权利要求7所述的一种气体传感器自动测试系统，其特征在于：软件测试子系统还包括测试分析管理模块，测试分析管理模块用于获取当前气室内的温、湿度对传感器检测模块的补偿系数，同时获取当前气室环境参数下流入传感器检测模块所在环境的气体流量和主控板分析的传感器检测模块转换的符合标定条件的电压数据，根据温、湿度对传感器检测模块的补偿系数对传感器检测模块转换的电压数据进行补偿，获得传感器检测模块输出的电压补偿后的电压数值，并根据电压数值与气体浓度间的映射关系，筛选出补偿后的电压数据所对应的气体浓度。9.根据权利要求8所述的一种气体传感器自动测试系统，其特征在于：所述测试分析管理模块对传感器检测模块的输出电压补偿后的电压数值公式为，分别将和的表达式代入，得到，和的具体数值随
着测试环境参数的变化而发生变化。

技术总结
本发明公开一种气体传感器自动测试系统，包括硬件测试子系统和软件测试子系统，硬件测试子系统与软件测试子系统通过网络通信连接硬件测试子系统包括主控板、电磁阀组、质量流量计和传感器检测模块，主控板分别与电磁阀组泵、质量流量计和传感器检测模块连接；软件测试子系统包括环境检测模块、环境参数干扰补偿模块、流量控制管理模块和测试服务平台。本发明对传感器检测模块输出的电压数值进行温湿度补偿并对流入测试环境中的气体流量进行动态修正，并根据测试过程中的性能指标综合分析出气体传感器的性能衰减程度，且满足测试过程中的自动化和智能化的特点。中的自动化和智能化的特点。中的自动化和智能化的特点。


技术研发人员：余敏
受保护的技术使用者：深圳市瑞达同生科技发展有限公司
技术研发日：2022.05.18
技术公布日：2022/6/21