光离子化气体传感器的参数定义(四)——分辨率和重现性

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第82期

7. 分辨率(Resolution)

定义：分辨率是描述传感器能够分辨的最小的气体浓度改变量的参数。分辨率和灵敏度和噪声相关，类似电子技术里面的一个参数——信噪比。计算公式是：

分辨率=3*信号标准差/灵敏度

一般PID传感器能够达到的分辨率是多少？

在不同浓度下，分辨率是不一样的。零点时的分辨率最优，也就是最低检测限(LDL)的概念；随着浓度升高，分辨率会变差。一般PID能够实现的分辨率是1PPM异丁烯。

现有技术PID能够分辨的最好分辨率是多少？
分辨率最好的PID传感器，在零点附近，其分辨率大约10PPB异丁烯。

是什么影响了传感器的分辨率?
很多因素，如下列举:
1. 紫外灯的光强。紫外光如果比较强，那么能够被电离的气体分子也就较多，分辨率自然就比较优。

2. 紫外灯的发光面积和收集电极的表面积。发光面积大，收集电极的面积大，分辨率比较优，原因同1。

3. 前置运放的偏置电流。前置运放的偏置电流小，能够探测到的电流就越微弱。如果运放偏置电流大，那么微弱的有用电流信号就全部淹没在偏置电流中，好的分辨率自然实现不了。

4. 电路板的干净程度。模拟电路是焊接在电路板上的，电路板如果漏电比较多，微弱电流自然无法分辨。原因同3。

5. 电流转电压的电阻大小。PID传感器是电流源，电流通过电阻才能变成可放大和测量的电压。如果电阻过小，微小的电压改变量自然无法实现。

6. ADC的分辨率。ADC分辨率越高，能够分辨的电信号就越小，PID的分辨率也就越优。

8. 重现性(Repeatability)
定义：在同一天之内，每小时通一次同样浓度的标准气，一般是100PPM异丁烯，获得6次通气平衡的读数，然后计算6次读数的标准差。该标准差越接近于零，说明传感器的重新性越好。

PID传感器的重现性大约是什么水平?

PID传感器的单日重现性是极好的，一般都能做到2%之内。主要是因为在一日之内，无论紫外灯也好、结构也好、电路也好都几乎没有变化，所以信号重现性好。

如果一日之内有温差，会影响重现性吗？

不会。PID和其他物理和化学传感器不同，它几乎不受温度影响，其原因是紫外灯受电场激发所产生的光强不受温度变化，气体的电离能Ie也不受温度影响，结构和电路在几十度的范围内，变化也很小。所以在一日之内的温度变化，是不会影响PID读数的。

待续!

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