一种pm2.5传感器标定方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及传感器标定与应用技术领域，特别提供了一种PM2.5传感器的标定方 法。
【背景技术】
[0002] 现有技术中，PM2.5模块的应用非常广泛，在国民经济和社会各项事业中占有越来 也重要的作用。但在实际工程应用过程中，相关技术仍不够成熟，现有PM2.5传感器精度通 常较低，人们亟待解决其标定问题W便提高其精度。
【发明内容】
[0003] 本发明目的是提出一种PM2.5传感器标定方法，W便提高其精度。
[0004] 本发明一种PM2.5传感器标定方法，目标要求为：传感器测量范围：0~500ug/m3， 传感器重复精度：± 10 % ;其特征在于：
[0005] 所述PM2.5传感器标定方法标定传感器具体使用标定板2对待标定板1进行标定操 作;其中：
[0006] 待标定板1由控制忍片、模拟信号输入/输出接口、串口数据输入/输出接口、程序 下载输入接口构成，其中：后S者都与控制忍片连接;待标定板1与待标定的PM2.5传感器连 接固定为一体;待标定板1还应具有下述软件功能:满足下述串口协议:A.当前数值，B.初始 化，C.量程，D.工作模式:模式1(主动模式）、模式2(自动模式化.出错信息等;待标定板1具 有串口输出和模拟量输出功能，其中模拟量输出的范围为0.1~3.225V;
[0007] 串口输出的工作模式分为模式1和模式2;在模式1中，待标定板1每2s自动报数一 次;在模式2(此模式也为默认模式）中，待标定板1 一直等待串口的命令，待标定板1根据串 口的命令返回相应的数值；
[000引标定板2构成如下:控制器、显示屏、串口数据输入/输出接口、控制按钮(可W进行 输入、发送等控制动作）；控制器连接着显示屏、控制按钮，控制器同时通过串口数据输入/ 输出接口；
[0009] 其中：显示屏、控制按钮分别与控制器连接；串口数据输入/输出接口连接着待标 定板1和标定板2;控制器具体为单片机或者化C或二者的组合；
[0010] 控制按钮具体设置有=个按钮：向上按钮、向下按钮、标定按钮;其中：向上按钮、 向下按钮作用是使标定数值增大或减小；当按下标定按钮时，标定板2会开始标定待标定板 1，标定结束后显示屏上显示标定结果；
[0011] 所述PM2.5传感器标定方法要求如下：
[001 ^ 将待标定板1、标定板2通过串口数据输入/输出接口连接；
[0013]将多个待标定板1插入标定板2,并将标定板2放入气箱中，气箱中通入一定浓度的 标准气体(默认浓度fc为2(K)ppm);待稳定后按下开始按钮，或输入fc的值后，点击开始按钮 开始数据采集:首先，标定板2中的控制器先向PM2.5传感器发送周期为0.32ms的脉宽调制 信号，随后控制器在一个确定时刻即0.28ms后读取PM2.5传感器模块的电压值;读取到的电 压值作为采样值并成为随后标定的基础数据；
[0014]然后将标定板2移出，通入纯净空气;待稳定后通入一定浓度的标准气体，验证标 定结果。
[001引所述PM2.5传感器标定方法，其特征在于：
[0016] 所述PM2.5传感器标定方法中，V。。的值的取值范围为0~1.5V;
[0017] 确定V。。的值，必须先确定一条直线，设该直线与坐标轴Y轴交点为(0，V。。）；确定前 述直线必须要两个确定的点，那其中一点：（500,3.7)是固定的，则直线的另外一点(0，V。。） 的确定方式满足如下要求：
[0018] 首先，把产品板放到通有一定浓度的标准气体中的密闭容器中，所述标准气体的 浓度为200ppm;然后，将目标值通过控制按钮中的向上按钮、向下按钮调整至浓度值为 20化pm，再然后，按下标定按钮，标定板2在控制器控制下运行软件，开始标定；
[0019] PM2.5传感器采样根据下述算法计算得到电压值：
[0021] 上式中各符号的含义:fADcx为采样值;4.096V为满量程的电压值；1023为满量程的 采样值;float为单精度浮点数，（float)为将目前的值转化为浮点数值；
[0022] V。。数值标定前默认为0.6。
[0023] 通过下述公式计算所需标准气体的浓度f temp:
[0025] 上式中各符号的含义:500为浓度的满量程值;3.4为电压的满量程值;V。。为浓度为 0时的传感器的电压值;Vo为通入一定浓度气体后的传感器的电压值；
[0026] 标定时要求根据不同设备的差异修改V。。值，W达到同步一致性的目的；通过W下 公式计算V。。值：
[0029] 上式中各符号的含义:Vo为通入一定浓度气体后(如20化pm)的传感器的电压值;f。 为通入气体的浓度值;Voc为浓度为0时的传感器的电压值，f C为20化pm; V日为20化pm下的电 压值；
[0030] 标定完成后，在各产品板对应位置显示标定结果；
[003。 即根据最后的V。康达式，需要输入Vo、fc的值，W求解问题。
[0032] 标定原理说明：标定主要是为了确定V。。点的数值，对于每个传感器来说，该数值会 有差异。
[0033] 本发明所述标定方法包括两种板:PM2.5产品板即待标定板1和PM2.5标定板(本发 明中简称为标定板2);参照附图1(图1为总体关系简图），待标定板1与标定板2通过串口进 行通信。
[0034] 对图2的说明：
[0035] 1、PM2.5产品板与外部板通过串口通信；
[0036] 2、PM2.5产品板输出模拟量；
[0037] 3、MCU1与PM2.5模块按如下方式进行通信:MCUl向PM2.5模块发送P歷信号（周期为 0.32ms )，然后MCUl在一个确定时刻(0.28ms)读取PM2.5模块的电压值。
[003引图2、图3中两个MCU型号不同，分别为MCUl和MCU2。
[0039] 对图3的说明：
[0040] UMCU2通过检测不同的电压，来判断如何操作按键调整参数；
[0041 ] 2、目标值显示与MCU2通过I2C总线进行通信；
[0042] 3、？12.5产品板显示读数与1抓2通过12(：总线进行通信，标定结果也通过此显示部 分显示。
[0043] 本发明的优点：填补了技术空白，所述方法简单、容易操作。标定可W明显提高技 术效果，大大有利于保证PM2.5传感器的精度。本标定方法，改变了 PM2.5传感器的标定方 法，改善了 PM2.5传感器的精度。可W应用于同类型的PM2.5传感器的标定。其具有可预期的 较为巨大的经济价值和社会价值。
【附图说明】
[0044] 下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
[0045] 图1为PM2.5传感器标定方法总体应用原理关系简图即标定板2和待标定板1通过 串口通信的关系原理图；
[0046] 图2为实施例1中PM2.5产品板即待标定板1的原理图；
[0047] 图3为实施例1中标定板2的原理图。
【具体实施方式】 [004引实施例1
[0049] 一种PM2.5传感器标定方法，目标要求为：传感器测量范围：0~500ug/m3,传感器 重复精度：±10%;
[0050] 所述PM2.5传感器标定方法标定传感器具体使用标定板2对待标定板1进行标定操 作;其中：
[0051] 待标定板1由控制忍片、模拟信号输入/出接口、串口数据入/出接口、程序下载输 入接口构成，其中：后S者都与控制忍片连接;待标定板1与待标定的PM2.5传感器连接固定 为一体;待标定板1还应具有下述软件功能:满足下述串口协议:A.当前数值，B.初始化，C. 量程，D.工作模式:模式1(主动模式）、模式2(自动模式），E.出错信息等;待标定板1具有串 口输出和模拟量输出功能，其中模拟量输出的范围为0.1 V~3.225V;
[0052] 串口输出的工作模式分为模式1和模式2;在模式1中，待标定板1每2s自动报数一 次;在模式2(该模式为默认模式）中，待标定板1 一直等待串口的命令，待标定板1根据串口 的命令返回相应的数值；
[0053] 标定板2构成如下:控制器、显示屏、串口数据输入/输出接口、控制按钮(可W进行 输入、发送等控制动作）；控制器连接着显示屏、控制按钮，控制器同时通过串口数据输入/ 输出接口；
[0054] 其中：显示屏、控制按钮分别与控制器连接；串口数据输入/输出接口连接着待标 定板1和标定板2;控制器具体为单片机或者化C或二者的组合；
[0055] 控制按钮具体设置有=个按钮：向上按钮、向下按钮、标定按钮;其中：向上按钮、 向下按钮作用是使标定数值增大或减小；当按下标定按钮时，标定板2会开始标定待标定板 1，标定结束后显示屏上显示标定结果；
[0056] 所述PM2.5传感器标定方法要求如下：
[0057] 将待标定板1、标定板2通过串口数据输入/输出接口连接；
[005引将多个待标定板1插入标定板2,并将标定板2放入气箱中，气箱中通入固定浓度的 标准气体，（默认浓度fC为2(K)卵m);待稳定后按下开始按钮，或输入fC的值后，点击开始按钮 开始数据采集:首先，标定板2中的控制器先向PM2.5传感器发送周期为0.32ms的脉宽调制 信号，随后控制器在一个确定时刻即0.28ms后读取PM2.5传感器模块的电压值;读取到的电 压值作为采样值并成为随后标定的基础数据；
[0059] 然后将标定板2移出，通入纯净空气;待稳定后通入一定浓度的标准气体，验证标 定结果。
[0060] 所述PM2.5传感器标定方法中，Voc的值的取值范围为0~1.5V;
[0061 ] 确定V。。，必须先确定一直线，此直线与坐标轴Y轴必经过一个确定点，该点为(0， V。。）；确定前述直线必须要两个确定的点，那其中一点：（50