MQ-2烟雾传感器的工作原理教程文件

1、MQ-2烟雾传感器的应用介绍 鉴于网上关于 MQ-2烟雾传感器的技术资料少之甚少，本人正好现在在做关于 储备粮仓环境监测系统的项目。因此自己总结关于MQ-2的技术文档，与大家共享，共同学习！一、MQ-2烟雾传感器的应用领域 可用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置，适宜于液化气、苯、烷、酒精、氢气、烟雾等的探 测。故因此，MQ-2可以准确来说是一个多种气体探测器。MQ-2的探测范围极其的广泛。它的优点：灵敏度高、响应快、稳定性好、寿命长、驱动电 路简单。二、MQ-2的工作原理MQ-2型烟雾传感器属于二氧化锡半导体气敏材料，属于表面离子式N型半导体。处于200300摄氏度时，二氧化锡吸附空气中的氧，形

2、成氧的负离子吸附，使半导体中的电子密 度减少，从而使其电阻值增加。当与烟雾接触时，如果晶粒间界处的势垒收到烟雾的调至而 变化，就会引起表面导电率的变化。利用这一点就可以获得这种烟雾存在的信息，烟雾的浓度越大，导电率越大，输出电阻越低，则输出的模拟信号就越大。三、MQ-2的特性1、MQ-2型传感器对天然气、液化石油气等烟雾有很高的灵敏度，尤其对烷类烟雾更为敏 感具有良好的抗干扰性，可准确排除有刺激性非可燃性烟雾的干扰信息。（经过测试：对烷类的感应度比纸张木材燃烧产生的烟雾要好的多，输出的电压升高的比较快）2、MQ-2型传感器具有良好的重复性和长期的稳定性。初始稳定，响应时间短，长时间工 作性能好

3、。需要注意的是：在使用之前必须加热一段时间，否则其输出的电阻和电压不准确。3、其检测可燃气体与烟雾的范围是10010000Ppm（ppm为体积浓度。1ppm=1立方厘米/1立方米）4.电路设计电压范围宽，24V以下均可，加热电压 50.2V需要注意：加热电压。如果过高，会导致内部的信号线熔断，从而器件报废。 四、MQ-2的结构引脚及封装图MQ-2的外形图从图中可以看出（从左到右）第一个：由于加热电压过大，导致内部信号细线被烧断而无法正常工作。但是加热功能依旧存在。所以我们必须注意加热丝的电压，最好串个小电阻。第二个：是MQ-2底面引脚图第三个：外观图五、MQ-2的计算与校准用MQ-2烟雾传感器

4、来检测火灾烟雾的最好办法是通过其输出电压与门限电压比较得出。（门限电压需要经过烟雾测试）1、MQ-2的计算公式阻值R与空气中被测气体的浓度C的计算关系式log R = mlog C + n （m , n 均为常数）常数n：与气体检测灵敏度有关，除了随传感器材料和气体种类不同而变化外，还会由于测量温度和激活剂的不同而发生大幅度的变化。常数m：表示随气体浓度而变数的传感器的灵敏度（也称作为气体分离率）。对于可燃性气体来说，m的值多数介于1/2至1/3之间。2、传感器的电阻的计算掾考MCl-ldatasheet可用下式上2计算；Rs=（Vc/Vrl-1） X Kl（3-2）式中火为回路电质，Vrl是

5、传感裾4脚、6脚输出的电压即Um.,氏是他 载电Sb更具上式即可即可算出传感器电阻心口3、MQ-2传感器的输出电压根据MQ-2的工作原理（其电导率随着气体浓度的增大而增大，其电阻是电导率的倒数， 所以电阻是随之减小的。其特性就相当于一个滑动变阻器）。U加皿=（Rll/Rll+Rs） （3-i）叱为回路电JE即电源电压，其加在传感器的1脚，耳脚之间山U.huzhu 是传感器4脚、6脚输出的电压，乐为传感器的体电阻.其中若气体浓度上升, 必芋致Rs下降。而他的下隙则会导致,MQ-2的4脚、5脚对地输出的电压增 大.所以气体浓度增大，其输出的电压也会增大.AIXXI8Q4C4If11 IT*1 Ia

6、JADC； SUKAtM)D&M)CLKOCTRFF: Ri-Jdl： LJ. 由二交口凯J8_DSCiTDS：i D32TTE5j一TTd11图3 MQ-2应用电路3.2 MQ-2动静态校准这一步就是设置合适的报警门限电压.其中要求动静态电压相差03-0.6V为 最好！不要去迷信什么线性化处理，那都是坑爹的！ ！MQ-2传感器的静态校准根据MQ-2 Datasheet的要求以及此次设计的烟雾采集模块便件电路如图3, 将MQ-2烟雾信息采集模块通电，测得电源电压为5V,将传感器置于纯净的空气 中，等待预热延时2分钟，用万用表测量此时的匕岫u （Vrl）【静态电乐】，电 压应为0.3至IV,若U

7、shudui （0l）点电压不在此范圉内可调整R1T电位器，并记 录静态Ushuchu （VrQ【静态电压】值0表3-1是通过调节R11滑动变阻器的对10次对烟雾采集模块都态校准试验 所测得Ushuchu （Vrl）前态电压值，表 3-1 MQ-2 E苗态测量宜次数12345678910电压0.6v0.59v0.59v0.6v0.6v0.6v0.6v0.6v0.6v0.58v此时测得滑动变阻器的值为2.5K欧， Rs=（Vc/Vrl-1） X Rl= 1（5/0.6-1） |*2.5=31K 3.2.2MQ-2传感器的动态校准困，传感器体电阻根展公式3-2为本小节主要测试距离（烟雾浓度）对输出

8、电压的影响。传感器里火源越远, 烟雾夕散的范闱越大，单位体枳内的烟雾浓度将减小，所以本节将对此现象进行 实验测量。1）距烟雾传感器传感头5cm处点燃干燥的废纸产生烟雾飘入传感头，用 万用表测量此时Ushi”（Vrl）【动态电压】电压的变化情况。表3-2为连续10次 所测得的此时烟雾浓度对应的输出电压值：表32烟雾浓度与传感器到火源距离之间的测量（10cm）次数12345；678910电压1.12V1.14V1.15V1.21V1.13V1.14V1.11V1.14V1.20V1.11V此时的动态电压比静态时的电乐上升了 0.4-0.5V-（2）距烟雾传感器传感头20cm处点燃干燥的废纸产生烟雾

9、飘入传感头,， 用万用表测量此时U51nx加VRL）【动态电压】电压的变化情况。表3-3为连续10 次所测得的此时烟雾浓度对应的输出电正值：表3-3烟寄浓度9传感器到火源即高之间的测量（100cm）次数12345678910电压l.Ov0.99V0.98vl.Ovl.Ov0.95v0.96v1.06v1.04v1.03v此时的动态电压比静态时的电压上升了 03-0.4Vo说明了距离时烟雾浓度的 影响是很大的.（3）距烟雾传感器传感头5cm处用打火机对着传感头喷射其内部气体（主 要成分是丁烷表34连续卜次测得的此时的动态电压1岫式Vrl）【动态电压】 电压值：表34可燃气体浓度与传感器到火源距点

10、之间的测量（10cm ）次数12345678910电压3.2v3.3v3.4V3.5v3.6v3.2v3.3v3.3v3.4V3.1V此时的动态电压比静态时的电压上升了 262.9U（4）距烟客传感器传感头20cm处用打火机对着传感头喷射其内部气体（主 要成分是丁烷）。表3-5为连续卜次测得的此时的动态电压U51111dHJVr。【动态电 乐】电床值：表3-5可燃气体浓度与传感器到火源距离之间的测量（100cm）次数12345678910电乐2.9v2.9v3.0v3.1V362.8v29V2.9v3.0v2.8v此时的动态电压比静态时的电压上升了 2.224V,说明烟雾浓度降低了 $校 港电

11、乐的时候应该考虑这一点。总结：传感器距离火源的远近，对应的烟雾浓度将会不一样。距离远近，其 在相同环境下烟雾浓度越大：距离越远，其在相同环境下烟雾浓度越小。所以必 须要设置合适的烟雾浓度门限对应的电压值。MQ-2烟雾传感器对可燃气体有着很高的灵敏度，根据这一特性非常适价布 置与厨房浴室等可燃气体易溢出的地方。注意：等次产生的烟雾和实时的环境不一样可能导致测得的电工不一样，这 生很正常的。但姑你要相信,，哥是不会错的。4 .总结与扩展MQ-2实际应用中发热是正常的所以不必大惊小怪。最多的应用应该算是 与单片机相接。由于输出的是模拟电压（该电压足够大，不需要TM的去加放大 器件，这只会增加你的便件

12、消耗成本），所以必须要经过AD转换才能与单片机 相接.由于输出电压比较稳定而且时间还比较长，克仝不需要加采样保持电路， 而且AD转换器用最普通的就可以了。AD的用法与操作程序因器件而异，这里 不再叙述下而是哥参考设计的既有模拟输出又有数字输出的小模块.由Im393比倏器和74kl4整形与非门器件构成可输出数字信号，可以直接 和单片机相连的.正常情况是输出高电平，一旦检测到烟雾将会输出低电平。单 片机壳直接检测.该模块Jt方可调比较电压和输出电东。工作原理：MQ-2的4脚输出随烟雾浓度变化的直流信号，被加到 比较器U1A的2脚，Rp构 成比较器的门槛电压。当烟雾浓度较高输出电压高于 门槛电压时,

13、比较器输出低 电平(0v),此时LED亮报警；当浓度降低 传感器的输出电压低于门槛电压时、 比较器翻转输出高电平 (Vcc ), LED熄灭。调节Rp,可以调节比较器的门槛电压，从而调节报警输出的灵敏度。R1串入传感器的加热回路.可以保护 加热丝免受冷上电时的冲击。MQ-2传感器对甲烷的探测范围是 500020000Ppm ,即0.5%-2% ,在跟MQ-2串联的电阻 那里得到参考电压，经过AD转换后得到数字电压，就这么一个数字电压，怎样可以得到当时空气中甲烷的 PPM值，即浓度。(参考了网上传的使用 MQ-2做基于单片机的烟雾报警 系统的朋友，那份资料就存在这个特大问题，并不止这一个，大错的

14、地方很多，请注意！) 希望有经验的同志帮忙解决这一难题送分就这么一个数字电压，当然可以知道浓度了 ，前提是要设计和标定好 传感器，主要过程就是： 1传感器量程500020000ppm,如果输出为0-5V（传感器模拟信号 中间量，也可以是别的电 压范围，或4-20mA信号）,ad是将模拟转化数字量的，2 AD转换后得到是数字彳t号，也就是数据，如:12位ad（分辨率是1/4096）转换后，那么则 5000-20000PPM（0-5V） 对应就是0-4096,这样就有了比例关系，当数字信号是0时，对应就是 5000,4096时就是20000,通过方程得出2048对应就是12500ppm,就是这么简单的一个函 数，取下反函数就得出浓度.3,其实就是个比例关系式，只要有电信号在,其他的都是简单运算而已了 .追问你好，应该没这么简单吧？比如，当时的浓度为0,或者是低于5000PPM ,那么这时得到的数字电压会是什么呢？ 回答如果是0.5%-2%（对应0-5V）,当然0.5%以下是数字信号就是0呀，如果量程0%-2%,当然就不是了提问者评价因为传感器灵敏度是非线性的，所以转换也是非线性的本文的控制部分主要用的是 ARMFB分，它与传统的51单片机相比功能更加 的强大，如芯片内部的Flsa