Перейти к содержанию

Как откалибровать датчик газа MQ-2?

Обновлено Редакция GAW

Сопротивление слоя SnO₂ у MQ-2 зависит не только от газа, но и от экземпляра, температуры, влажности и истории датчика, поэтому «откалибровать» его — значит найти его собственную базовую линию R0. Winsen задаёт все характеристики относительно R0 — сопротивления в чистом воздухе после прогрева.

Порядок калибровки

  1. Прогрев. Новый датчик держат под питанием 5,0 ± 0,1 В не меньше 48 ч. После хранения Winsen требует больше: до месяца — 48 ч, до полугода — 72 ч, дольше — 168 ч.
  2. Чистый воздух. Проветренное помещение без растворителей, спирта и силиконового герметика рядом, желательно при условиях, близких к стандартным: 20 ± 2 °C и влажность 55 ± 5 %.
  3. Замер. Напряжение на нагрузочном резисторе VRL усредняют за несколько минут и считают R0:
R0=(VCVRL−1)RL.R_0 = \left(\frac{V_C}{V_{RL}} - 1\right) R_L.
  1. Работа. Дальше считают Rs по той же формуле и следят за отношением Rs/R0. Порог задают с гистерезисом, чтобы реле вытяжки не дребезжало.

Пример

VC = 5 В, RL = 4,7 кОм, в чистом воздухе после прогрева VRL = 0,8 В (наш расчёт):

СостояниеVRLRsRs/R0
Чистый воздух0,8 В24,7 кОм (это R0)1
Пары спирта рядом2,0 В7,1 кОм0,29
Граница Rs/R0 = 0,22,44 В4,9 кОму годного MQ-2 в 2000 ppm пропана отношение не больше этого

Последняя строка — граница из документа: Rs(воздух)/Rs(2000 ppm пропана) ≥ 5. На рис. 3 линия Air горизонтальна на уровне Rs/R0 = 1 — так и определено R0, — а типовая кривая пропана в 2000 ppm проходит заметно ниже, примерно у 0,06–0,07 (наша оценка по графику): 0,2 — это гарантированный предел для худшего экземпляра, а не типичное значение. Но то же отношение дадут метан, пары спирта или дым — металлооксидный слой, по Sensirion, реагирует почти на любое изменение состава воздуха. Поэтому «ppm» в библиотеках для MQ-2 — пересчёт по типовой кривой чужого экземпляра, а не измерение.

Устройство датчика и что его губит, подробно описано в статье «Датчики газа», принцип — в термине «Металлооксидный датчик газа». Как подключить модуль к микроконтроллеру на 3,3 В, разобрано в ответе «MQ-2 и ESP32».

Похожие вопросы

Можно ли проверить датчик зажигалкой?

Winsen прямо предупреждает, что высокая концентрация газа, в том числе струя из зажигалки, сильно повреждает чувствительный слой. Для проверки реакции хватает паров спирта на ватке на расстоянии — показания должны заметно уйти от R0 и вернуться после проветривания.

Как часто пересчитывать R0?

R0 меняется с возрастом датчика, температурой и влажностью. Практичный вариант — хранить R0 с датой и обновлять его в заведомо чистом воздухе, например после проветривания, при тех же условиях. Резкий уход R0 — признак отравления слоя, чаще всего парами силикона.

Где взять RL для формулы?

На модуле это резистор между выходом AO и общим проводом — его номинал смотрят по маркировке или меряют омметром на обесточенной плате. Кривая на рис. 5 документа Winsen снята при RL = 4,7 кОм; на модулях часто стоит другой номинал, и в формулу подставляют именно его.

Источники

  1. Zhengzhou Winsen Electronics. Flammable Gas Sensor (Model: MQ-2) Manual, Version 1.6, valid from 2021-07-01 — табл. 1: 300–10 000 ppm горючих газов, VC и VH 5,0 ± 0,1 В, нагреватель 30 ± 3 Ом, не больше 950 мВт, Rs(воздух)/Rs(2000 ppm пропана) ≥ 5, VRL 2,5–4,0 В в 2000 ppm пропана, наклон ≤ 0,6, стандартные условия 20 ± 2 °C и 55 ± 5 %, кислород 21 %, прогрев не меньше 48 ч; Basic Circuit: Rs = (VC/VRL − 1) · RL; рис. 3: типовые кривые Rs/R0 для пропана, воздуха, метана, спирта и дыма в диапазоне 200–10 000 ppm, линия воздуха — на уровне 1, R0 — в чистом воздухе; рис. 4: зависимость от температуры и влажности; рис. 5: RL = 4,7 кОм; Cautions: высокие концентрации газа и пары органического кремния портят датчик; табл. 2: выдержка под питанием после хранения — 48 ч (до месяца), 72 ч (1–6 месяцев), 168 ч (больше полугода)
  2. Sensirion. A MOX sensor reacts to most changes in gas composition (Info Note) — металлооксидный датчик широкополосный: восстанавливающие газы и водяной пар уменьшают сопротивление слоя, окисляющие — увеличивают; одинаковый сигнал дают разные газы в разных концентрациях; базовая линия в реальных условиях не определена

Нашли ошибку?

Смотрите также