关于空气质量传感器TGS2600的详细资料

SOP

TGS2600系列传感器-SOP：

本文主要针对日本Figaro公司的TGS2600系列空气质量传感器。

1．传感器的原理简述

TGS气体传感器的敏感材料是金属氧化物,最具代表性的是SnO2。金属氧化物晶体如SnO2在空气中被加热到一定高的温度时，氧被吸附在的带一个负电荷的晶体表面。然后，晶体表面的供与电子被转移到吸附的氧上，结果在一个空间电荷层留下正电荷。这样，表面势能形成一个势垒，从而阻碍电子流动。

在传感器的内部，电流流过SnO2微晶的结合部位（晶粒边界）。在晶粒边界，吸附的氧形成一个势垒阻止载流子自由移动，传感器的电阻即缘于这种势垒。还原性气体出现时，带有负电荷的氧的表面浓度降低，导致晶粒边界的势垒降低。降低了的势垒使传感器的阻值减小了。

综上所述，简单的说，敏感元件由一个以金属铝做衬底的金属氧化物敏感芯片和一个完整的加热器组成。在检测气体时, 传感器的传导率依赖于空气中气体浓度的变化。

TGS2600对空气中的低浓度香烟污染物，像H2、CO等有较高得敏感度. 传感器能检测到在几个ppm级H2含量。

2．传感器的应用举例

●空气清新机

●气流控制

●空气质量检测

4．传感器的电路设计简述以及硬件环境简述

TGS2600系列传感器的硬件环境可以做到很精简，如下图所示：

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Vrl的输出直接与单片机的带AD功能的IO口相连。主要的功能是用软件来实现。

5．运用传感器遇到的一些常见问题以及回答

1）TGS2600的输出是什么样的？

答：TGS2600一共四个管脚，两个管脚用于加热，没有极性，另外两个管脚是一个随着气体污染程度变化而变化的电阻，也没有极性。

所以，TGS2600的输出可以看作电阻的输出。加上如“4”内容中的电路图，Vrl即可认为传感器的输出。

2）TGS2600的应用范围？

答：可以用于做空气质量的判断，空气清新机中风机运转的控制单元。

3）TGS2600在空气中读到的电阻一致性不好，为什么？

答：由于空气的标准各不相同，在被测试的环境中，传感器的输出电阻是10K~90K。实际上，在应用该传感器的时候会发现，判断空气质量的好坏是判断空气的变化来实现，比如，空气清新机在开机的时候，很多设计会先让风机强制运转5分钟，这个时候的电阻为基准，当空气质量发生变化的时候，传感器的电阻会呈现急剧下降的状态，下降的梯度来判断当前的污染等级。所以，传感器在空气中的电阻值不一致并不重要，该参数不是重要的参数。

请注意，检测空气的好坏或优良差(并不是检测某种气体在空气中存在的多少量)

4）TGS2600的软件设计注意事项有哪些？

答：本文以空气清新机为一个实际的例子来阐述传感器软件设计的要点。

首先，几个名词解释

Rs：在本文中，Rs是指的传感器的“2”“3”脚之间的电阻。Rs越大，说明空气质量越好。传感器灵敏度：传感器在10ppm H2中测得的电阻值与传感器在新鲜空气中的电阻值的比值。通常情况下，该值小于1.

基准值：指是传感器在采样过程中的最大的电阻值。这个值会一直更新。定义为MAXR

作为判断空气汚染的手段，以空气清洁时的传感器电阻值为基准，与现在的传感器电阻值进行比较。对作为该基准的传感器电阻值进行设定。

A．以20min为１个区间，在此区间内，每２sec求出

一个Rs的最大值（MAX）。

B．以上一区间的MAX作为基准值（MAXR）。

C．当现在区间的MAX＞MAXR 时，则令这时的 MAXR ＝MAX。

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其次，几个设定

采样频率和平均时间：从上电开始、经过初期安定化时间的２min（或３min）后，进行信号的输入。每隔250msec内读取８次输入值，每２sec进行一次平均值的计算。

其次，基本动作。

上电２min内，在气体传感器的初始化时间内，传感器信号对机器（或３min）不进行控制。

上电２min后，初始化时间后，传感器灵敏度上升（或３ min后），还需要２ min （或者３ min ），因此对于基准电压设定，需要进行强制性的高灵敏度运转。比如，空气清新机中使用TGS2600，可以在这个时间段内，强制启动风机换气，达到较好的空气状况。

上电５min以后，进行正常动作。

如图所示，包含基准值更新的方法以及污染判定的方法。Array

最后，污染等级的判定。

以Rs于MAXR的比值为判定标准，比值越大，污染等级越高，可以根据实际的使用情况来定夺。

5)汽车内用空气清新机基准值更新时间？

答：一般较大的空间，20分钟更新比较合适，汽车内因车内容积狭小，其基准值更新时间为８分钟。

6）第一次使用传感器测试，发现传感器的输出不是很稳定，为什么？

答：所有的Figaro传感器在第一次使用前，都需要接上加热电压，先老化7天。之后使用就不需要老化了。老化后传感器的输出会很稳定。

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