一種pm2.5傳感器標(biāo)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及傳感器標(biāo)定與應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別提供了一種PM2.5傳感器的標(biāo)定方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中，PM2.5模塊的應(yīng)用非常廣泛，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)各項(xiàng)事業(yè)中占有越來 也重要的作用。但在實(shí)際工程應(yīng)用過程中，相關(guān)技術(shù)仍不夠成熟，現(xiàn)有PM2.5傳感器精度通 常較低，人們亟待解決其標(biāo)定問題W便提高其精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明目的是提出一種PM2.5傳感器標(biāo)定方法，W便提高其精度。
[0004] 本發(fā)明一種PM2.5傳感器標(biāo)定方法，目標(biāo)要求為：傳感器測(cè)量范圍：0~500ug/m3， 傳感器重復(fù)精度：± 10 % ;其特征在于：
[0005] 所述PM2.5傳感器標(biāo)定方法標(biāo)定傳感器具體使用標(biāo)定板2對(duì)待標(biāo)定板1進(jìn)行標(biāo)定操 作;其中：
[0006] 待標(biāo)定板1由控制忍片、模擬信號(hào)輸入/輸出接口、串口數(shù)據(jù)輸入/輸出接口、程序 下載輸入接口構(gòu)成，其中：后S者都與控制忍片連接;待標(biāo)定板1與待標(biāo)定的PM2.5傳感器連 接固定為一體;待標(biāo)定板1還應(yīng)具有下述軟件功能:滿足下述串口協(xié)議:A.當(dāng)前數(shù)值，B.初始 化，C.量程，D.工作模式:模式1(主動(dòng)模式）、模式2(自動(dòng)模式化.出錯(cuò)信息等;待標(biāo)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;
[0007] 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(biāo)定板1每2s自動(dòng)報(bào)數(shù)一 次;在模式2(此模式也為默認(rèn)模式）中，待標(biāo)定板1 一直等待串口的命令，待標(biāo)定板1根據(jù)串 口的命令返回相應(yīng)的數(shù)值；
[000引標(biāo)定板2構(gòu)成如下:控制器、顯示屏、串口數(shù)據(jù)輸入/輸出接口、控制按鈕(可W進(jìn)行 輸入、發(fā)送等控制動(dòng)作）；控制器連接著顯示屏、控制按鈕，控制器同時(shí)通過串口數(shù)據(jù)輸入/ 輸出接口；
[0009] 其中：顯示屏、控制按鈕分別與控制器連接；串口數(shù)據(jù)輸入/輸出接口連接著待標(biāo) 定板1和標(biāo)定板2;控制器具體為單片機(jī)或者化C或二者的組合；
[0010] 控制按鈕具體設(shè)置有=個(gè)按鈕：向上按鈕、向下按鈕、標(biāo)定按鈕;其中：向上按鈕、 向下按鈕作用是使標(biāo)定數(shù)值增大或減??；當(dāng)按下標(biāo)定按鈕時(shí)，標(biāo)定板2會(huì)開始標(biāo)定待標(biāo)定板 1，標(biāo)定結(jié)束后顯示屏上顯示標(biāo)定結(jié)果；
[0011] 所述PM2.5傳感器標(biāo)定方法要求如下：
[001 ^ 將待標(biāo)定板1、標(biāo)定板2通過串口數(shù)據(jù)輸入/輸出接口連接；
[0013]將多個(gè)待標(biāo)定板1插入標(biāo)定板2,并將標(biāo)定板2放入氣箱中，氣箱中通入一定濃度的 標(biāo)準(zhǔn)氣體(默認(rèn)濃度fc為2(K)ppm);待穩(wěn)定后按下開始按鈕，或輸入fc的值后，點(diǎn)擊開始按鈕 開始數(shù)據(jù)采集:首先，標(biāo)定板2中的控制器先向PM2.5傳感器發(fā)送周期為0.32ms的脈寬調(diào)制 信號(hào)，隨后控制器在一個(gè)確定時(shí)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(biāo)定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；
[0014]然后將標(biāo)定板2移出，通入純凈空氣;待穩(wěn)定后通入一定濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體，驗(yàn)證標(biāo) 定結(jié)果。
[001引所述PM2.5傳感器標(biāo)定方法，其特征在于：
[0016] 所述PM2.5傳感器標(biāo)定方法中，V。。的值的取值范圍為0~1.5V;
[0017] 確定V。。的值，必須先確定一條直線，設(shè)該直線與坐標(biāo)軸Y軸交點(diǎn)為(0，V。。）；確定前 述直線必須要兩個(gè)確定的點(diǎn)，那其中一點(diǎn)：（500,3.7)是固定的，則直線的另外一點(diǎn)(0，V。。） 的確定方式滿足如下要求：
[0018] 首先，把產(chǎn)品板放到通有一定濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體中的密閉容器中，所述標(biāo)準(zhǔn)氣體的 濃度為200ppm;然后，將目標(biāo)值通過控制按鈕中的向上按鈕、向下按鈕調(diào)整至濃度值為 20化pm，再然后，按下標(biāo)定按鈕，標(biāo)定板2在控制器控制下運(yùn)行軟件，開始標(biāo)定；
[0019] PM2.5傳感器采樣根據(jù)下述算法計(jì)算得到電壓值：
[0021] 上式中各符號(hào)的含義:fADcx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(diǎn)數(shù)，（float)為將目前的值轉(zhuǎn)化為浮點(diǎn)數(shù)值；
[0022] V。。數(shù)值標(biāo)定前默認(rèn)為0.6。
[0023] 通過下述公式計(jì)算所需標(biāo)準(zhǔn)氣體的濃度f temp:
[0025] 上式中各符號(hào)的含義:500為濃度的滿量程值;3.4為電壓的滿量程值;V。。為濃度為 0時(shí)的傳感器的電壓值;Vo為通入一定濃度氣體后的傳感器的電壓值；
[0026] 標(biāo)定時(shí)要求根據(jù)不同設(shè)備的差異修改V。。值，W達(dá)到同步一致性的目的；通過W下 公式計(jì)算V。。值：
[0029] 上式中各符號(hào)的含義:Vo為通入一定濃度氣體后(如20化pm)的傳感器的電壓值;f。 為通入氣體的濃度值;Voc為濃度為0時(shí)的傳感器的電壓值，f C為20化pm; V日為20化pm下的電 壓值；
[0030] 標(biāo)定完成后，在各產(chǎn)品板對(duì)應(yīng)位置顯示標(biāo)定結(jié)果；
[003。 即根據(jù)最后的V?？颠_(dá)式，需要輸入Vo、fc的值，W求解問題。
[0032] 標(biāo)定原理說明：標(biāo)定主要是為了確定V。。點(diǎn)的數(shù)值，對(duì)于每個(gè)傳感器來說，該數(shù)值會(huì) 有差異。
[0033] 本發(fā)明所述標(biāo)定方法包括兩種板:PM2.5產(chǎn)品板即待標(biāo)定板1和PM2.5標(biāo)定板(本發(fā) 明中簡(jiǎn)稱為標(biāo)定板2);參照附圖1(圖1為總體關(guān)系簡(jiǎn)圖），待標(biāo)定板1與標(biāo)定板2通過串口進(jìn) 行通信。
[0034] 對(duì)圖2的說明：
[0035] 1、PM2.5產(chǎn)品板與外部板通過串口通信；
[0036] 2、PM2.5產(chǎn)品板輸出模擬量；
[0037] 3、MCU1與PM2.5模塊按如下方式進(jìn)行通信:MCUl向PM2.5模塊發(fā)送P歷信號(hào)（周期為 0.32ms )，然后MCUl在一個(gè)確定時(shí)刻(0.28ms)讀取PM2.5模塊的電壓值。
[003引圖2、圖3中兩個(gè)MCU型號(hào)不同，分別為MCUl和MCU2。
[0039] 對(duì)圖3的說明：
[0040] UMCU2通過檢測(cè)不同的電壓，來判斷如何操作按鍵調(diào)整參數(shù)；
[0041 ] 2、目標(biāo)值顯示與MCU2通過I2C總線進(jìn)行通信；
[0042] 3、？12.5產(chǎn)品板顯示讀數(shù)與1抓2通過12(：總線進(jìn)行通信，標(biāo)定結(jié)果也通過此顯示部 分顯示。
[0043] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：填補(bǔ)了技術(shù)空白，所述方法簡(jiǎn)單、容易操作。標(biāo)定可W明顯提高技 術(shù)效果，大大有利于保證PM2.5傳感器的精度。本標(biāo)定方法，改變了 PM2.5傳感器的標(biāo)定方 法，改善了 PM2.5傳感器的精度。可W應(yīng)用于同類型的PM2.5傳感器的標(biāo)定。其具有可預(yù)期的 較為巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。
【附圖說明】
[0044] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：
[0045] 圖1為PM2.5傳感器標(biāo)定方法總體應(yīng)用原理關(guān)系簡(jiǎn)圖即標(biāo)定板2和待標(biāo)定板1通過 串口通信的關(guān)系原理圖；
[0046] 圖2為實(shí)施例1中PM2.5產(chǎn)品板即待標(biāo)定板1的原理圖；
[0047] 圖3為實(shí)施例1中標(biāo)定板2的原理圖。
【具體實(shí)施方式】 [004引實(shí)施例1
[0049] 一種PM2.5傳感器標(biāo)定方法，目標(biāo)要求為：傳感器測(cè)量范圍：0~500ug/m3,傳感器 重復(fù)精度：±10%;
[0050] 所述PM2.5傳感器標(biāo)定方法標(biāo)定傳感器具體使用標(biāo)定板2對(duì)待標(biāo)定板1進(jìn)行標(biāo)定操 作;其中：
[0051] 待標(biāo)定板1由控制忍片、模擬信號(hào)輸入/出接口、串口數(shù)據(jù)入/出接口、程序下載輸 入接口構(gòu)成，其中：后S者都與控制忍片連接;待標(biāo)定板1與待標(biāo)定的PM2.5傳感器連接固定 為一體;待標(biāo)定板1還應(yīng)具有下述軟件功能:滿足下述串口協(xié)議:A.當(dāng)前數(shù)值，B.初始化，C. 量程，D.工作模式:模式1(主動(dòng)模式）、模式2(自動(dòng)模式），E.出錯(cuò)信息等;待標(biāo)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 V~3.225V;
[0052] 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(biāo)定板1每2s自動(dòng)報(bào)數(shù)一 次;在模式2(該模式為默認(rèn)模式）中，待標(biāo)定板1 一直等待串口的命令，待標(biāo)定板1根據(jù)串口 的命令返回相應(yīng)的數(shù)值；
[0053] 標(biāo)定板2構(gòu)成如下:控制器、顯示屏、串口數(shù)據(jù)輸入/輸出接口、控制按鈕(可W進(jìn)行 輸入、發(fā)送等控制動(dòng)作）；控制器連接著顯示屏、控制按鈕，控制器同時(shí)通過串口數(shù)據(jù)輸入/ 輸出接口；
[0054] 其中：顯示屏、控制按鈕分別與控制器連接；串口數(shù)據(jù)輸入/輸出接口連接著待標(biāo) 定板1和標(biāo)定板2;控制器具體為單片機(jī)或者化C或二者的組合；
[0055] 控制按鈕具體設(shè)置有=個(gè)按鈕：向上按鈕、向下按鈕、標(biāo)定按鈕;其中：向上按鈕、 向下按鈕作用是使標(biāo)定數(shù)值增大或減小；當(dāng)按下標(biāo)定按鈕時(shí)，標(biāo)定板2會(huì)開始標(biāo)定待標(biāo)定板 1，標(biāo)定結(jié)束后顯示屏上顯示標(biāo)定結(jié)果；
[0056] 所述PM2.5傳感器標(biāo)定方法要求如下：
[0057] 將待標(biāo)定板1、標(biāo)定板2通過串口數(shù)據(jù)輸入/輸出接口連接；
[005引將多個(gè)待標(biāo)定板1插入標(biāo)定板2,并將標(biāo)定板2放入氣箱中，氣箱中通入固定濃度的 標(biāo)準(zhǔn)氣體，（默認(rèn)濃度fC為2(K)卵m);待穩(wěn)定后按下開始按鈕，或輸入fC的值后，點(diǎn)擊開始按鈕 開始數(shù)據(jù)采集:首先，標(biāo)定板2中的控制器先向PM2.5傳感器發(fā)送周期為0.32ms的脈寬調(diào)制 信號(hào)，隨后控制器在一個(gè)確定時(shí)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(biāo)定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；
[0059] 然后將標(biāo)定板2移出，通入純凈空氣;待穩(wěn)定后通入一定濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體，驗(yàn)證標(biāo) 定結(jié)果。
[0060] 所述PM2.5傳感器標(biāo)定方法中，Voc的值的取值范圍為0~1.5V;
[0061 ] 確定V。。，必須先確定一直線，此直線與坐標(biāo)軸Y軸必經(jīng)過一個(gè)確定點(diǎn)，該點(diǎn)為(0， V。。）；確定前述直線必須要兩個(gè)確定的點(diǎn)，那其中一點(diǎn)：（50