[发明专利]一种电化学传感器故障检测系统和检测方法

权利要求书

1.一种电化学传感器故障检测系统，该检测系统包括偏执电压调整电路、信号处理电路以及数据解析电路，其特征在于，所述偏执电压调整电路分别与所述电化学传感器、信号处理电路及数据解析电路对应连接，用于提供电化学传感器工作所需偏执电压和扰动电压的加置，也用于信号处理电路传感器信号的输入，同时为数据解析电路提供板载温度数据；所述信号处理电路与偏执电压调整电路输出、参考电压以及数据解析电路对应连接，用于传感器输出信号的处理，并将模拟信号转换成数字信号；所述数据解析电路分别与偏执电压调整电路及信号处理电路对应连接，用于偏执电压调整电路和信号处理电路关键器件参数的设置，也用于传感器输出数据的采集、分析和判定。

2.根据权利要求1所述的电化学传感器故障检测系统，其特征在于，所述偏执电压调整电路包括：电化学传感器、集成芯片D1、电阻R0和电阻C0；所述电化学传感器分别与集成芯片D1对应端相连，所述电阻R0、电容C0分别连接集成芯片D1的B1和B2端。

3.根据权利要求2所述的电化学传感器故障检测系统，其特征在于，所述偏执电压调整电路通过IIC接口与微控制器相连，用于控制集成芯片D1产生偏执和扰动电压加置在电化学传感器上。

4.根据权利要求2所述的电化学传感器故障检测系统，其特征在于，所述偏执电压调整电路中集成芯片D1内部集成半导体温度传感器，其输出温度信号供微控制器采集，可用于电化学传感器输出信号温度补偿处理。

5.根据权利要求1所述的电化学传感器故障检测系统，其特征在于，所述信号处理电路包括：集成芯片D2、参考电压VRDF、电阻R1、R2和电容C1；所述电阻R1一端与集成芯片D1的B2端相连，另一端与电容C1相连，同时连接到集成芯片D2的VIN+；电阻R2一端与参考电压相连，另一端与电容C1相连，同时连接到集成芯片D2的VIN-。

6.根据权利要求5所述的电化学传感器故障检测系统，其特征在于，所述集成芯片D2的IIC输出端连接到微控制器，并将电化学传感器输出电压与参考电压进行差分处理，且将输入的模拟信号转换成数字信号供微控制器采集。

7.根据权利要求1所述的电化学传感器故障检测系统，其特征在于，所述数据解析电路包括：微控制器MCU、电阻R3、R4、R5和R6；所述电阻R3和R4一端分别与集成芯片D1的SCL及SDA相连，另外一端分别与微控制器对应SCL1及SDA1相连；电阻R5和R6一端分别与集成芯片D2的SCL及SDA相连，另外一端分别与微控制器对应SCL2及SDA2相连。

8.一种电化学传感器故障检测方法，其特征在于，利用权利要求1-7任一项所述的检测系统进行测试，包括如下步骤：

1）扰动电压提供：由微控制器与集成芯片D1配合提供扰动电压；

2）信号的转换：由信号处理电路完成模拟信号到数字信号的转换；

3）传感器状态分析：微控制器采集电化学传感器的输出信号，并根据数据分析、判断出电化学传感器的工作状态。

9.根据权利要求8所述的电化学传感器故障检测方法，其特征在于，偏执电压由微控制器通过IIC接口设置集成芯片D1基准控制寄存器数值，完成偏执电压和扰动电压的产生，并适时将偏执和扰动电压加置到传感器上。

10.根据权利要求10所述的电化学传感器故障检测方法，其特征在于，所述供电偏执电压值为1100mV-1800mV；扰动电压为：1 mV -16 mV；扰动电压时长5-15mS。