液化石油气（LPG）是咱们在家中最常用的气体。液化石油气的走漏有可能给生命带来要挟。即便浓度较低，它也能让人窒息；而浓度足够高时，它还会引起火灾或爆破。因而，监测环境中液化石油气的浓度非常重要。
另一种应该继续监测并将其浓度保持在必定范围内的气体是二氧化碳（CO2）。浓度较高的二氧化碳会引发呼吸问题，而长时间露出在其间会导致逝世。
咱们能够经过记载和保持环境中的气体浓度避免气体走漏事端的发作。气体传感器在这方面能够发挥重要作用，在气体浓度超出预先设置的安全限值时及时宣布告警。
现代半导体技能的前进让咱们能够规划出各种低成本、低功耗的传感解决方案，经过监测环境中的气体浓度来提高家居、作业和人身安全。
一切的传感体系都包含这两个部分：一个用于丈量电阻、电容等一个或多个电气参数的传感元件，以及一个用于丈量这些参数的改变的电路。大多数此类传感器能够运用电池作业，因而，能够接连不间断作业数年。因而，下降它们的运转功耗是大势所趋。
为了将传感器感测到的信息传递给控制器，咱们需求运用模仿前端（AFE）。AFE将模仿信号转化为数字信号，然后对所收到的数据进行后期处理，从而使微控制器了解传感器发来的模仿信号。
传感器丈量的参数
1. 电阻
丈量电阻改变有两种常用办法。
A. 分压电路
在一个分压电路中，咱们运用一个电阻随温度、压力等参数的改变而改变的传感器，将传感器的改变值与一个定值电阻进行比照。在该电路中，定值电阻与传感器的衔接节点（ADC）处的电压取决于传感器的电阻，因而也取决于所丈量的物理参数。
这个电压由ADC丈量，而ADC的数字输出将会被微控制器进行处理。微控制器内置一种算法，它运用传感器电阻的改变与所丈量的物理参数之间的已知联系计算出物理参数。
B. 运用一个已知电流
在这种办法中，一个已知电流经过一个换能器，后者的电阻随所丈量的物理参数的改变而改变。依据欧姆定律：
V=IR
换能器两头的电压随所丈量的参数的改变而改变。电压能够由ADC测出，然后运用ADC的丈量成果计算出该参数。
2. 电容
某些传感器本质上便是电容，咱们能够经过丈量这些传感器的有用电容计算出相关参数的值。丈量电容器有多种办法。
A. 运用一个已知电流给电容器充电：
一个电流数模转换器（IDAC）给可变电容器充电，当电容器处的电压超越输入端处的电压时，开关被翻开，让电容器放电，然后重复这个进程。在每个充电和放电周期内，计数寄存器的值会被记载下来，并在固件中得到处理，运用相关数学方程式计算出电容值。
B. 运用一个已知AC信号：
在这种办法中，一个已知AC波形经过一个可变电容器，然后丈量电容器引进的相位差。电路中的相位差能够由以下等式计算出：
其间，Xc = 给定频率下电容器的容抗。
C. 电容器之间的电荷同享：
在这种办法中，运用一个已知电压对一个已知参阅电容器充电，将不知道电容器衔接至这个已知电容器。此刻将会构成电荷同享效应，电容器两头的电压下降。经过丈量这个压降，咱们就能运用以下等式计算出不知道电容器的电容值：
其间，V’是将不知道电容器衔接至已知电容器之后的电压；
VKnown Cap是衔接不知道电容器之前的已知电容器两头的电压；
VUnknown Cap是衔接至已知电容器之前的不知道电容器两头的电压。
气体传感器根底
一个根本的气体传感器（MQ系列）包含一个由5V左右的AC或DC电源加热的加热器。被加热后，它就能供给传感器内置的化学传感器所需的环境条件。传感器的电阻随所丈量的气体浓度而改变。运用一个额定的电阻创立一个电阻分压器，其输出被传送到AFE，后者通常是一个ADC。
让咱们看一下怎么完成一个气体传感器AFE。在本例中，咱们将运用赛普拉斯半导体公司出品的一个PSoC4。凭仗极高的灵活性，PSoC适用于一系列广泛的运用，其间包含工业设备、物联网、消费类产品、家用电器和医疗设备。
这个气体传感解决方案运用了两个不同的传感器：一个LPG传感器和一个烟雾传感器。这些传感器的输出被传送到一个ADC，后者的输出在固件中得到处理。PSoC 4中的ADC生成一个12 位成果，后者在ADC的专用硬件均匀器的协助下被进一步均匀。ADC的这个被均匀的输出在一个装备IIR滤波器的固件中得到处理（请阅览赛普拉斯的运用AN2099，进一步了解怎么运用PSoC的IIR滤波器）。ADC的值与每个传感器的独立门限进行比照，当任何通道的ADC输出超越这个门限时，LED指示灯开端闪耀，以正告用户。与此同时，蜂鸣器的引脚电压升高，将晶体管Q1置于作业形式。该晶体管然后开端驱动蜂鸣器，向用户播映声响告警。
液化石油气（LPG）是咱们在家中最常用的气体。液化石油气的走漏有可能给生命带来要挟。即便浓度较低，它也能让人窒息；而浓度足够高时，它还会引起火灾或爆破。因而，监测环境中液化石油气的浓度非常重要。
另一种应该继续监测并将其浓度保持在必定范围内的气体是二氧化碳（CO2）。浓度较高的二氧化碳会引发呼吸问题，而长时间露出在其间会导致逝世。
咱们能够经过记载和保持环境中的气体浓度避免气体走漏事端的发作。气体传感器在这方面能够发挥重要作用，在气体浓度超出预先设置的安全限值时及时宣布告警。
现代半导体技能的前进让咱们能够规划出各种低成本、低功耗的传感解决方案，经过监测环境中的气体浓度来提高家居、作业和人身安全。
一切的传感体系都包含这两个部分：一个用于丈量电阻、电容等一个或多个电气参数的传感元件，以及一个用于丈量这些参数的改变的电路。大多数此类传感器能够运用电池作业，因而，能够接连不间断作业数年。因而，下降它们的运转功耗是大势所趋。
为了将传感器感测到的信息传递给控制器，咱们需求运用模仿前端（AFE）。AFE将模仿信号转化为数字信号，然后对所收到的数据进行后期处理，从而使微控制器了解传感器发来的模仿信号。
传感器丈量的参数
1. 电阻
丈量电阻改变有两种常用办法。
A. 分压电路
在一个分压电路中，咱们运用一个电阻随温度、压力等参数的改变而改变的传感器，将传感器的改变值与一个定值电阻进行比照。在该电路中，定值电阻与传感器的衔接节点（ADC）处的电压取决于传感器的电阻，因而也取决于所丈量的物理参数。
这个电压由ADC丈量，而ADC的数字输出将会被微控制器进行处理。微控制器内置一种算法，它运用传感器电阻的改变与所丈量的物理参数之间的已知联系计算出物理参数。
B. 运用一个已知电流
在这种办法中，一个已知电流经过一个换能器，后者的电阻随所丈量的物理参数的改变而改变。依据欧姆定律：
V=IR
换能器两头的电压随所丈量的参数的改变而改变。电压能够由ADC测出，然后运用ADC的丈量成果计算出该参数。
2. 电容
某些传感器本质上便是电容，咱们能够经过丈量这些传感器的有用电容计算出相关参数的值。丈量电容器有多种办法。
A. 运用一个已知电流给电容器充电：
一个电流数模转换器（IDAC）给可变电容器充电，当电容器处的电压超越输入端处的电压时，开关被翻开，让电容器放电，然后重复这个进程。在每个充电和放电周期内，计数寄存器的值会被记载下来，并在固件中得到处理，运用相关数学方程式计算出电容值。
B. 运用一个已知AC信号：
在这种办法中，一个已知AC波形经过一个可变电容器，然后丈量电容器引进的相位差。电路中的相位差能够由以下等式计算出：
其间，Xc = 给定频率下电容器的容抗。
C. 电容器之间的电荷同享：
在这种办法中，运用一个已知电压对一个已知参阅电容器充电，将不知道电容器衔接至这个已知电容器。此刻将会构成电荷同享效应，电容器两头的电压下降。经过丈量这个压降，咱们就能运用以下等式计算出不知道电容器的电容值：
其间，V’是将不知道电容器衔接至已知电容器之后的电压；
VKnown Cap是衔接不知道电容器之前的已知电容器两头的电压；
VUnknown Cap是衔接至已知电容器之前的不知道电容器两头的电压。
气体传感器根底
一个根本的气体传感器（MQ系列）包含一个由5V左右的AC或DC电源加热的加热器。被加热后，它就能供给传感器内置的化学传感器所需的环境条件。传感器的电阻随所丈量的气体浓度而改变。运用一个额定的电阻创立一个电阻分压器，其输出被传送到AFE，后者通常是一个ADC。
让咱们看一下怎么完成一个气体传感器AFE。在本例中，咱们将运用赛普拉斯半导体公司出品的一个PSoC4。凭仗极高的灵活性，PSoC适用于一系列广泛的运用，其间包含工业设备、物联网、消费类产品、家用电器和医疗设备。
这个气体传感解决方案运用了两个不同的传感器：一个LPG传感器和一个烟雾传感器。这些传感器的输出被传送到一个ADC，后者的输出在固件中得到处理。PSoC 4中的ADC生成一个12 位成果，后者在ADC的专用硬件均匀器的协助下被进一步均匀。ADC的这个被均匀的输出在一个装备IIR滤波器的固件中得到处理（请阅览赛普拉斯的运用AN2099，进一步了解怎么运用PSoC的IIR滤波器）。ADC的值与每个传感器的独立门限进行比照，当任何通道的ADC输出超越这个门限时，LED指示灯开端闪耀，以正告用户。与此同时，蜂鸣器的引脚电压升高，将晶体管Q1置于作业形式。该晶体管然后开端驱动蜂鸣器，向用户播映声响告警。
