保证气体分析仪检测准确度,抑制零点漂移是关键

保证气体分析仪检测准确度，抑制零点漂移是关键

这是电子方面的术语，指当放大电路输入信号为零（即没有交流电输入）时，由于受温度变化，电源电压不稳等因素的影响，使静态工作点发生变化，并被逐级放大和传输，导致电路输出端电压偏离原固定值而上下漂动的现象。这种现象就叫零点漂移（或称温漂）。

产生零点漂移的原因

产生零点漂移的原因很多，如电源电压不稳、元器件参数变化、环境温度变化等。其中最主要的因素是温度的变化，因为晶体管是温度的敏感器件，当温度变化时，其参数UBE、β、ICBO都将发生变化，最终导致放大电路静态工作点产生偏移。此外，在诸因素中，最难控制的也是温度的变化。

零点漂移对气体分析仪检测的影响

在直接耦合放大电路中，任何参数的变化，如电源电压波动、元件老化、半导体元件参数随温度变化而产生的变化，都将产生输出电压的漂移。由于前后级直接相连，前一级的漂移电压会和有用信号一起被送到下一级，而且逐级放大，使放大电路输出信号出现偏差，甚至不能正常工作。

气体分析仪的零点在正常环境中应该显示为000，由于气体分析仪的检测结果是通过传感器将环境中存在的被测气体转化成电信号后以浓度数值方式显示出来的，当出现零点漂移时，放大电路输出信号出现偏差，使分析仪显示浓度大于0，从而使气体分析仪的检测结果产生绝对误差。因此，一旦出现漂移，需要对气体分析仪进行校准。

什么叫零点校准？

在无外界因素干扰的情况下，将仪器仪表测量界面调整为零，或者说是调到标准状态时的零值。

如何进行零点校准？

1.硬件校准

这里的硬件主要指气体分析仪中的电路，在实际电路中常采用补偿和调制两种手段，稳定静态工作点以实现零点校准。

补偿及优化参数配置，是指用另外一个元器件来抵消放大电路的漂移，如果参数配合得当，就能把漂移抑制在较低的限度之内。前级的放大器引入的直流对整体的系统影响最大，通过手动调节分压网络的方式对前级放大器引入的直流进行补偿。后级运放则通过软件调节节另一分压网络的方式对后级可控增益放大级引入的直流进行补偿。

调制即优化电路设计，是指将直流变化量转换为其它形式的变化量（如正弦波幅度的变化），并通过漂移很小的阻容耦合电路放大，再设法将放大了的信号还原为直流成份的变化。

2.标气校准

标准气体属于标准物质，标准物质是高度均匀的，良好稳定和量值准确的测定标准，它们具有复现，保存和传递量值的基本作用，在物理，化学，生物与工程测量领域中用于校准测量仪器和测量过程，评价测量方法的准确度和检测实验室的检测能力，确定材料或产品的特性量值，进行量值仲裁等。气体分析仪在出厂前一般需要先用一个零点标气和几个标准浓度的气体对仪器进行标定，得到标准曲线储存于仪器之中。测定时，仪器将待测气体浓度产生的电信号同标准浓度的电信号进行比较，计算得到准确的气体浓度值。分析仪器在使用过程中，由于受到电压波动、元器件参数及环境温度变化的影响而出现零点漂移，则需要定期采用零点标气对分析仪进行零点校准，以保证气体分析仪测量的准确性。

校准用标准气体在部分气体分析仪中的应用

气体分析仪抑制零点漂移的方法

电压、元器件参数及环境温度的不稳定是造成零点漂移的主要原因，且各因素对零点的影响是一个潜移默化的过程，因此在气体分析仪使用过程中，通过采用一定措施保证这些因素的稳定性，可以有效抑制零点漂移的出现，减少硬件校准与标气校准等复杂的校准操作，降低企业检测成本。1.精选元器件

在对气体分析仪进行选型时，除了要关注气体分析仪的测量范围、量程、精度等主要参数外，设备元器件的配置也是需要纳入考虑的，优质的元器件如高稳定度的电源可以保证长期稳定的电压及部分元器件参数的稳定性。

同时，出厂时气体分析仪的元器件是否进行了一定的老化处理也是需要考虑的，对元器件进行老化处理有利于保持元器件各参数的稳定性，这主要是因为电子元器件的故障（也包括不稳定性）往往在最开始的时候很高，过了这段时间以后，电子元器件会进入一个很长时间的稳定期，可能有几年，甚至几十年，然后，电子元器件进入了老化期，故障率随着时间又会不断增加。

2.温度补偿

温度补偿主要措施就是保持气体传感器的恒温，如锐意自控Gasboard系列气体分析仪采用了55℃整体恒温装置及软件温度曲线小范围自动修正相结合的方法。通过温度控制器的作用，维持仪器内部55℃的恒温，抑制了环境温度的变化。即使仪器内部出现了一定温度波动且影响了零点，程序内的温度修正算法也能保证待测气体检测结果的准确性而不受零点漂移的影响。

3.压力补偿

压力补偿主要是起到稳压的作用，Gasboard系列气体分析仪是通过增加压力芯片，然后在软件中加入修正公式来解决仪器内部压力波动的问题，从而达到抑制零点漂移的目的。

对气体分析仪而言，零点漂移会影响分析仪器检测结果的准确性，造成不可估量的误差，所以必须对零点漂移进行校准。一般除采用硬件校准的方法可以实现零点校准外，也可采用硬件结合软件的方法抑制零点漂移。