憑借合適的器件、軟件、工具和支持服務，TI 傳感器和現場發送器解決方案可縮短設計周期。

德州儀器 （TI） 的化學/氣體傳感器解決方案

?設計注意事項

電化學傳感器廣泛用作氣體和化學傳感的感應機制。常見應用包括一氧化碳檢測器、化學物類識別、電流分析傳感器等。電化學傳感器可簡單視為將氣體/化學濃度的物理特性轉換為可用儀器處理的電信號的傳感器。

方框圖

信號調節：

可編程模擬前端 （AFE） 特別適用于微功耗電化學傳感應用。可提供傳感器與微控制器之間完整的信號路徑解決方案，能夠生成與電池電流成比例的輸出電壓。可編程性使它能夠通過一種設計支持多種電化學傳感器（例如，三電極有毒氣體傳感器和兩電極原電池傳感器），無需多個分離的解決方案。AFE 支持 0.5 nA/ppm 至 9500 nA/ppm 范圍內的氣體靈敏度。它還允許 5μA 至 750μA 全電流范圍的簡單轉換。可調節電池偏差和互阻抗放大器 （TIA） 增益可通過 I2C 接口編程。I2C 接口也可用于傳感器診斷。集成式溫度傳感器可由用戶通過 VOUT 引腳讀數，并且可用于提供額外信號校正（單位：μC），或者被監控以驗證傳感器的溫度情況。AFE 經過優化，適于微功耗應用，并在 2.7V 至 5.25V 的電壓范圍內運行。總電流消耗可小于 10μA。可通過關閉 TIA 放大器和采用內部開關縮短參考電極至工作電極的距離來節省更多的功耗。

信號采集和處理：

TI 的高分辨率差動 ADC 功耗低、動態范圍寬且噪聲低。可用于將經調節的模擬橋輸出數字化，以實現高分辨率和精確測量。另外，還可使用 TI 具有集成 ADC 和 DAC 的 MSP430 微控制器。接下來的后處理算法可以在此 MCU 上運行。

接口與通信：

傳統模擬 （4 - 20mA） 接口仍然是工業控制和傳感器應用的常見選擇。其他常見協議包括 HART、Profibus 和 IO-Link。TI 的 IO-Link 接口產品集成了穩壓器和診斷輸出。此外，基于 IEEE 802.15.4 協議的無線選項越來越流行。TI 致力于同時為傳統和新興工業接口提供解決方案。

電源管理

場發送器可以采用三種供電方式。線路供電發送器通常由 12V 或 24V 的電壓軌供電。回路供電發送器由 4-20mA 回路供電。此類發送器要求極低功耗的架構，因為整個解決方案都要由回路供電。TI 提供具有低靜態電流和低輸出波紋的高效降壓轉換器，適用于線路供電和回路供電發送器。電池供電發送器可使用 TI 的低功率降壓轉換器和降壓/升壓轉換器設計供電。DC/DC 降壓轉換器可以在很大的電池電壓范圍內提供 95% 以上的效率，同時輸入電壓甚至可降至 1.8V，從而延長電池壽命。專門的降壓/升壓轉換器可生成所需的穩定輸出電壓，可在輸入電壓過高或過低的情況下提供恒定電流，同時支持各種電池配置。