MQ2烟雾传感器的工作原理
MQ-2烟雾传感器的应用介绍
鉴于网上关于MQ-2烟雾传感器的技术资料少之甚少，本人正好现在在做关于《储备粮仓环境监测系统》的项目。因此自己总结关于MQ-2的技术文档，与大家共享，共同学习！
一、MQ-2烟雾传感器的应用领域
可用于家庭与工厂的气体泄漏监测装置，适宜于液化气、苯、烷、酒精、氢气、烟雾等的探测。故因此,MQ-2可以准确来说就是一个多种气体探测器。
MQ-2的探测范围极其的广泛。它的优点：灵敏度高、响应快、稳定性好、寿命长、驱动电路
简单。
二、MQ-2的工作原理
MQ-2型烟雾传感器属于二氧化锡半导体气敏材料,属于表面离子式N型半导体。处于200~300摄氏度时，二氧化锡吸附空气中的氧，形成氧的负离子吸附，使半导体中的电子密度减少，从而使其电阻值增加。当与烟雾接触时，如果晶粒间界处的势垒收到烟雾的调至而变化
就会引起表面导电率的变化。利用这一点就可以获得这种烟雾存在的信息，烟雾的浓度越大导电率越大，输出电阻越低，则输出的模拟信号就越大。
三、MQ-2的特性
1、MQ-2型传感器对天然气、液化石油气等烟雾有很高的灵敏度，尤其对烷类烟雾更为敏感具有良好的抗干扰性，可准确排除有刺激性非可燃性烟雾的干扰信息。
（经过测试:对烷类的感应度比纸张木材燃烧产生的烟雾要好的多，输出的电压升高的比较快）2、MQ-2型传感器具有良好的重复性与长期的稳定性。初始稳定，响应时间短，长时间工作性能好。需要注意的就是：在使用之前必须加热一段时间，否则其输出的电阻与电压不准确。
3、其检测可燃气体与烟雾的范围就是100~10000ppm
（ppm为体积浓度。1ppm=1立方厘米/1立方米）
4?电路设计电压范围宽，24V以下均可，加热电压5± 0、2V
需要注意：加热电压。如果过高，会导致内部的信号线熔断，从而器件报废。
四、MQ-2的结构
引脚及封装图
MQ-2的外形图
从图中可以瞧出（从左到右）
第一个：由于加热电压过大，导致内部信号细线被烧断而无法正常工作。但就是加热功能依旧存在。所以我们必须注意加热丝的电压，最好串个小电阻。
第二个：就是MQ-2底面引脚图
第三个：外观图
五、MQ-2的计算与校准
用MQ-2烟雾传感器来检测火灾烟雾的最好办法就是通过其输出电压与门限电压比较得出。（门限电
压需要经过烟雾测试）
1、M Q-2的计算公式
阻值R与空气中被测气体的浓度C的计算关系式
log R = mlog C + n （m,n 均为常数）
常数n:与气体检测灵敏度有关，除了随传感器材料与气体种类不同而变化外，还会由于测量温
度与激活剂的不同而发生大幅度的变化。
常数m:表示随气体浓度而变数的传感器的灵敏度（也称作为气体分离率）。对于可燃性气体来说,m的值多数介于1/2至1/3之间。
2、传感器的电阻的计算
参考MQ-2d ata sheet可用下式玉2计算：R S=（V C/V R L-1） X R L（3-2）
式中欧为回路电压，枷L是传感器4脚、&脚输出的电压叩验是他载电轧更具上或即可即可算岀传感辭电阻际
3、M Q-2传感器的输出电压
根据MQ-2的工作原理（其电导率随着气体浓度的增大而增大，其电阻就是电导率的倒数，所以电阻就是随之减小的。其特性就相当于一个滑动变阻器）。
U 5hucbu = (R11/R114-RS )*V C (3?3>
比为回路电压即电源电JR,其加在MQ ?2传感话的1脚、3脚之间? U$huchu 是传
感器4脚、6脚输出的电压，Rs 为传感器的体电卩肛 其中若气体浓度上升, 必导致Rs 下降。而Rs 的下降则会导致，MQ.2的4脚、6脚对地输出的电压増 大。所以气体浓度増大，其输出的电用也会増大。
图3MQ-2应用电路
3.2 MQ-2动静态校准
这一步就是设苴合适的报警门限电压。其中要求动前态电压相差0.3-0.6V 为 最好！
不要去迷信什么线性化处理，那都是坑爹的口！
3.2.1 MQ-2传感器的静态校准
根据MQ-2 Datasheet 的要求以及此次计计的烟雾采集模块硬件电路如图3, 将MQ-
2烟雾倍息采集模块通电，测得电源电压为5V C 将传感器置于纯净的空气 中，等待预热延时2分钟，用万用表测最此时的U^uctu (V RL )［静态电乐】，电 压应为0.3至IV,若Ushuchu (V RL )点电压不在此范围内可调整R11电位器，井记 录静态U ATU (V R J 【静态电用】值。
表3-1是通过调节R11滑动变阻器的对10次对烟雾采集模块静态校准试验 所测得
Ushucbu (V RL )静态电压值；
表
静态测戢置
此时测得滑动变阻器的值为2.5K 欧姆，传感器体电阻根据公式3-2为
R S =(V C /V RL -1) X R L = I (5/0.6-1) | *2.5=31K
3.2.2MQ-2传感器的动态校准
本小节至要测试距离(烟雾浓度)对输出电爪的彩响。传感器里火源越远, 烟雾扩散
的范用越大，单位体枳内的烟雾浓度将减小，所以本节将对此现釁进行 实验测量。
(1) 距烟雾传感器传感头5OT1处点燃干燥的废纸产生烟雾飘入传感头，用 万用喪
测绘此时Ugh. (V RL )【动态电用】电压的变化怙况.表3-2为逹续10次 所测得的此时烟雾浓度对应的输出电压值：
此时的动态电压比静态时的电压上升了 0.4-0.5V a
(2) 距烟雾传感器传感头20cm 处点燃干慄的废纸产生烟雾飘入传感头八 用万
用表测就此时
U 皿血(V RL )［动态电压】电乐的变化情况。表3-3为连续10 次所测得的此时烟雾浓度对应的输出电用值；
表33烟雾浓度与传感器到火源師离之间的测屋(100cm)
此时的动态电?乐比静态时的电压上升了 0.304%说明了距离对烟勞浓度的 影响是很大
的。
(3) 跖烟雾传感器传感头5cm 处用打火机对着传感头喷射苴内部气体(主 要成
分是丁烷九表3?4连续|次测得的此时的动态电压仏问山们批动态电用】 电压值：
此时的动态电压比静态时的电压上升了 2.6-2.9Vo
(4) 距烟雾传感器传感头20cm
处用打火机对着传感头喷射其内部气体(主 要
成分是丁烷)。表3?5为连续I ?次测得的此时的动态电压U 动态电 压】电斥值；
此时的动态电压比詡态时的电压上升了 2?2?2?4讥 说明烟雾浓度降低了。校 准电乐的时候应该考虑这一点。
总结：传感器距离火源的远近，对应的烟雾浓质将会不一样。距离远近，其 在相
同环境下烟雾浓度越大；跖离越远，其在相同环境下烟雾浓度越小。所以必 须要设置介适的烟雾浓度门限对应的电压值。
MQ-2烟雾传感器对可燃气体有着很高的灵敏度，根据这一特性非常适合布 置与
厨房浴室等可燃气体易溢出的地方。
注意：每次产生的烟雾和实时的环境不一样可伍导致测得的电压不一样，这 是很
正常的。但是你要相倍，哥绘不会错的。
4总结与扩展
MQ-2实际应曲巾发热是正常的.所以不必大惊小怪。最多的应用应该算是与单片机相接.由于输出的是模拟电乐心电FK足姊大.不需要T削的去加放大器件，这只会增加你的峡件消耗成本），所以必须要经过AD 换才能与单片机由于输出电压比较稳宦而且时间还比敎故］完全不WBJn采样保持电路?而且AD转换器用最普逋的朋可以了° AD的朗法与操作程序因器件而异，这里不再叙能。下而是哥参考设计的既有模拟输出又有数字输出的小模块.
由Im393比鮫器和74IS14整形与非门器件构成叫输卅数字倍号”可以宜接和单”机相连的。正常情况是输出高电平’ 一冃检测到烟雾特会输出低电平"単片机壳盲接检测。谬模块貝冇可调比较电压和输卅电压。
工作原理：
MQ-2的4脚输出随烟雾浓度变化的直流信号,被加到比较器U1A的2脚,Rp构成比较器的门槛电压。当烟雾浓度较高输出电压高于门槛电压时，比较器输出低电平（Ov）,此时LED亮报警；当浓度降低传感器的输出电压低于门槛电压时，比较器翻转输出高电平（Vcc）,L ED 熄灭。
调节Rp,可以调节比较器的门槛电压，从而调节报警输出的灵敏度。R1串入传感器的加热回路，可以保护加热丝免受冷上电时的冲击。
MQ-2传感器对甲烷的探测范围就是5000~20000ppm,即0、5%-2%,在跟MQ-2串联的电
阻那里得到参考电压，经过AD转换后得到数字电压，就这么一个数字电压，怎样可以得到当时空气中甲烷的PPM值,即浓度。（参考了网上传的使用MQ-2做基于单片机的烟雾报警系统的朋友，那份资料就存在这个特大问题，并不止这一个，大错的地方很多，请注意！）希望有经验的同志帮忙解决这一难题~送分~
就这么一个数字电压，当然可以知道浓度了，前提就是要设计与标定好传感器，主要过程就就是：
1传感器量程5000~20000ppm,如果输出为0-5V（传感器模拟信号中间量，也可以就是别的电压范围，或4-20mA信号）,ad就是将模拟转化数字量的，
2 AD转换后得到就是数字信号，也就就是数据，如:12位ad（分辨率就是1/4096）转换后，那么则5000-20000PPM（0-5V）对应就就是0-4096,这样就有了比例关系，当数字信号就是0时，对应就就是5000,4096时就就是20000,通过方程得出2048对应就就是12500ppm,就就是这么简单的一个函数，取下反函数就得出浓度、
3,其实就就是个比例关系式，只要有电信号在，其她的都就是简单运算而已了、
追问
您好,应该没这么简单吧？比如，当时的浓度为0,或者就是低于5000PPM,那么这时得到的数字电压会就是什么呢？
如果就是0、5%-2%（对应0-5V）,当然0、5%以下就是数字
信号就就是0呀，
如果量程0%-2%,当然就不就是了
提问者评价
因为传感器灵敏度就是非线性的，所以转换也就是非线性的
本文的控制部分主要用的就是ARMFE分,它与传统的51单片机相比功能更加的强大，如芯片内部的Flsah、EEPROMSRAM容量较大、支持在线编程烧写ISP、每个IO 口都可以以推挽驱动的方式输出高、低电平,驱动能力强，内部资源丰富，一般都集成A/D、D/A模数转换器、PWMSPI、USART I2C、I2S等接口，以及拥有丰富的中断源等。这些因素使得ARM^ 51单片机相比更加的高性能，低功耗。
利用ARM来设计的自动监测系统的高效、方便、准确的特点决定了它将更加
广泛的应用于工业控制各个领域,同时现在基于ARM嵌入式系统在控制、通信领域应用的更加广泛。