气体检测传感器概述及提供相应的信号调理器件

）将电流信号转成电压信号，再进行模数转换。由于信号的输出电流较小，需要选用Ib（偏置电流10pA）较小的精密运算放大器。

ADA4505-1/2/4是超低功耗，轨到轨，零交越失真输入输出放大器。Ib为0.5pA，供电范围1.8～5V，每个放大器的功耗为10μA，非常适合此应用。

AD7988-1是16bit分辨率，100Kbps采样率的SAR型超低功耗ADC。功耗在100Kbps采样率时仅0.7mW。

AD7792/3是16/24bit分辨率，低功耗的S/D型ADC。内部集成仪表放大器及其参考源，适于低频高精度的采样系统。

3 催化燃烧式：

催化燃烧式传感器如图5所示。包括探测器端和补偿端。通过配置外围的R1/R2/VR，使电桥平衡。采用惠斯通电桥原理，感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧，使温度使感应电阻的阻值发生变化，打破电桥平衡，使之输出稳定的电信号，再经过信号放大电路、稳定和处理最终得到测量数。在此种应用中，需要放大器有较高的共模抑制比，低失调电压，可选用仪表放大器实现。

AD8420是低功耗90μA，宽电压供电范围2.7V～36V，高共模抑制（>100dB）的轨到轨输出的仪表放大器。

4 红外式：

热势电是红外传感器中重要的一种，其传感器及其典型接口电路如图7和图8所示，框中部分是传感器，内部集成有JFET和CMOS运放两种形式。对外部均需要精密运算放大器对输出的信号进行调理。温度的变化对于此类传感器影响较大，一般有温度校正的环节。

5 PID光离子化式：

PID光电离式传感器的电路部分不仅包括信号的检测电路，还包括紫外光的电源驱动，风扇控制电路等控制。严格的说，它是一个气体探测器，而非传感器。以下仅讨论起信号的检测部分。光离化后，产生的离子流通常在0.1nA的等级，需要微弱信号检测技术。需超低偏流的TIA放大器，处理噪声极为重要，如图9所示。信号放大之后需要高精度，低噪声的模数转换器ADC。当然，也有一些传感器将这些都处理好，提供给用户的直接是mV级灵敏度的电压信号。再此基础上，用户就可以通过简单的放大电路进行处理。

图9：微弱电流检测TIA

AD549L：针对微弱电流信号的检测，它是提供了目前业界出色的超低偏流放大器，Ib仅60fA max。

AD7190是分辨率24bit，超高精度S/D型ADC，在4.7Hz吞吐率，增益128时，噪声水平仅为8.5nV/sqrt Hz.广泛的用于超高精度数据采样系统。

对于气体传感器后端的信号处理，ADI提供了非常有竞争力的信号调理产品，如上所述的运算放大器、仪表放大器、数据转换器等。表1给出了针对不同类型的气体传感器对信号调理器件的主要参数需求，及其推荐器件。

表1： 信号调理要求VS气体传感器类型

三、综述

有毒有害等气体的检测，已成为环境监测与化学分析应用的一个重要分支，其传感器的发展随着应用的需求也在发生着变化。同时，对后端的信号处理，也提出了挑战。ADI公司一直致力于精密信号处理，其领先的技术及信号调理产品（放大器，数据转换器等）在气体测量的可靠性，精准性方面，带来了出色的性能，很好的满足这一应用的需求。