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基于DSP技术的气体浓度与流量检测电路研究
资料介绍
本文针对谐振腔型新型氢气传感器的工作特点，设计了传感器的驱动和检测电路。在传感器几何参数固定的情况下，利用正弦信号驱动传感器，通过检测传感器的谐振频率的变化来反映传感器中氢气和空气在声学特性(声阻抗、声速)上的差异，进而确定氢气浓度。其研究内容重点包括：
(1)比较目前国内外检测氢气浓度方法的原理以及其利弊。其次，研究氢气的特点尤其是其声学特性，提出了基于谐振腔型氢气传感器检测方法的可行性。同时，详细介绍了其检测原理。
(2)设计了检测的硬件系统：传感器的驱动模块、信号的采集模块、DSP信号处理模块。同时，为了硬件系统的便携式，开发了由AVR单片机控制的人机交互界面。最后，设计了相应的软件(上位机软件)使得硬件检测系统更有效。
(3)首先，对传感器的等效电路(LC串并电路)进行实验测试。同时，针对快速傅里叶变换(FFT)存在的运算时间和计算精度的矛盾，设计了一种基于DDS校正提高频谱分辨率的算法。实验分析证明，该算法能有效的解决运算时间和运算精度的矛盾。其次，针对实际传感器在改变不同结构条件的情况下进行模拟实验。实验表明在不同条件下谐振腔的共振频率和幅度均有明显的变化，验证检测系统的可行性。
(4)针对检测硬件系统在气体流量检测中的应用，进行前期的相关检测模型、理论、MATLAB仿真及硬件系统需要改动的研究。
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