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PMS5003T说明书.pdf

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北京攀藤科技有限公司 2016 年产品数据手册 DSENSOR 数字式通用颗粒物浓度传感器 编制 审核 周勇 郑皓馨 PMS5003T数据手册 版本 V2.2 发布日期 2016-04-07 主要特性 激光散射原理实现精准测量 零错误报警率 实时响应并支持连续采集 最小分辨粒径 0.3 μm 全新专利结构,六面全方位屏蔽,抗干扰性能更强 进出风口方向可选,适用范围广,用户无需再进行风道设计 可实时输出温度及湿度数据 概述 PMS5003T是一款可以同时监测空气中颗粒物浓度及温湿度的二合一传感器。其 中颗粒物浓度的监测基于激光散射原理, 可连续采集并计算单位体积内空气中不 同粒径的悬浮颗粒物个数, 即颗粒物浓度分布, 进而换算成为质量浓度。 传感器
北京攀藤科技有限公司 2016 年产品数据手册 同时内嵌瑞士生产的温湿度一体检测芯片。 颗粒物浓度数值及温度、 湿度合并以 通用数字接口形式输出。 本传感器可嵌入各种与空气质量监测和改善相关的仪器 设备,为其提供及时准确的环境参数。 工作原理 本传感器采用激光散射原理。即令激光照射在空气中的悬浮颗粒物上产生散射, 同时在某一特定角度收集散射光, 得到散射光强随时间变化的曲线。 进而微处理 器利用基于米氏( MIE)理论的算法,得出颗粒物的等效粒径及单位体积内不同 粒径的颗粒物数量。传感器各功能部分框图如图 1 所示 空气 传感器 激光源 激光 空气通道 光散射 测量腔体 温 湿 度 芯片 电信号 滤 波 放 电信号 微处理器 大电路 数字信号 空气 图 1 传感器功能框图 技术指标 如表 1 所示 表 1 传感器技术指标 参数 指标 单位 颗粒物测量范围 0.3~1.0;1.0~2.5;2.5~10 微米( μm) 颗粒物计数效率 50%@0.3微米 98%@>=0.5 微米 颗粒物质量浓度有效量 0~500 程( PM2.5 标准值) 颗粒物质量浓度分辨率 1 微克 /立方米 微克 /立方米 颗粒物质量浓度一致性 ±10%@100~500微克/立方米 (PM2.5 标准值) * ±10 微克/ 立方米 @0~100 微克/ 立方米
北京攀藤科技有限公司 2016 年产品数据手册 称准体积 温度测量范围 温度测量分辨率 温度测量精度 湿度测量范围 湿度测量分辨率 湿度测量精度 单次响应时间 综合响应时间 0.1 0~99 0.1 ±0.5 0~99 0.1 ±2 <1 ≤10 升( L) ℃ ℃ ℃ % % % 秒( s) 秒( s) 直流供电电压 Typ:5.0 Min:4.5 Max: 5.5 伏特( V) 工作电流 待机电流 ≤100 ≤200 数据接口电平 L <0.8 @3.3 H >2.7@3.3 工作温度范围 工作湿度范围 储存温度范围 -10~+50 0~99% -40~+80 平均无故障时间 ≥3 最大尺寸 50×38×21 毫安( mA) 微安( μA) 伏特( V) 摄氏度(℃) 摄氏度(℃) 年( Y) 毫米( mm) 注:颗粒物浓度一致性数据为通讯协议中的数据 2(见附录 A)测量环境条件为 20℃,湿度 50%
北京攀藤科技有限公司 2016 年产品数据手册 数字接口定义 PIN1 图 2 接口示意图 管脚序号 PIN1 PIN2 PIN3 PIN4 PIN5 PIN6 PIN7 PIN8 功能标号 VCC GND SET RXD TXD RESET NC NC 输出结果 说明 电源正( +5V) 电源负 设置管脚 /TTL 电平 @3.3V,高电平或悬空为 正常工作状态,低电平为休眠状态 串口接收管脚 /TTL 电平 @3.3V 串口发送管脚 /TTL 电平 @3.3V 模块复位信号 /TTL 电平 @3.3V,低复位 1. 主要输出为单位体积内各浓度颗粒物质量以及个数,其中颗粒物个数的单位 体积为 0.1 升,质量浓度单位为:微克 / 立方米。 2. 输出分为主动输出和被动输出两种状态。 传感器上电后默认状态为主动输出, 即传感器主动向主机发送串行数据,时间间隔为 200~800ms,空气中颗粒物 浓度越高, 时间间隔越短。 主动输出又分为两种模式: 平稳模式和快速模式。 在空气中颗粒物浓度变化较小时,传感器输出为平稳模式,即每三次输出同 样的一组数值, 实际数据更新周期约为 2s。当空气中颗粒物浓度变化较大时, 传感器输出自动切换为快速模式,每次输出都是新的数值,实际数据更新周 期为 200~800ms。 3. 温湿度输出:输出吸入传感器内部的采样空气温度及湿度。
北京攀藤科技有限公司 2016 年产品数据手册 典型电路连接 图 3 典型电路连接示意图 电路设计应注意 1. PMS5003T需要 5V 供电,这是因为风机需要 5V 驱动。但其他数据通讯和控 制管脚均需要 3.3V 作为高电平。因此与之连接通讯的主板 MCU 应为 3.3V 供 电。如果主板 MCU 为 5V 供电,则在通讯线( RXD、TXD)和控制线( SET、 RESET)上应当加入电平转换芯片或电路。 2. SET和 RESET内部有上拉电阻,如果不使用,则应悬空。 3. PIN7和 PIN8为程序内部调试用,应用电路中应使其悬空。 4. 应用休眠功能时应注意:休眠时风扇停止工作,而风扇重新启动需要至少 30 秒的稳定时间,因此为获得准确的数据,休眠唤醒后传感器工作时间不应低 于 30 秒。
北京攀藤科技有限公司 2016 年产品数据手册 典型输出特性 纵坐标单位: μg/m3(PM2.5 质量浓度标准值,附录 A 数据 2) 横坐标单位:次 图 4-1 传感器常温一致性( 20℃) 图 4-2 传感器高温一致性( 43℃)
北京攀藤科技有限公司 2016 年产品数据手册 图 4-3 传感器低温一致性( -5℃) 图 4-4 传感器长时间连续运行一致性( 30 天)
北京攀藤科技有限公司 2016 年产品数据手册 温度与一致性的对应关系 横坐标为温度,单位:℃ 图 5 最大一致性偏差绝对值随温度变化的关系 可靠性测试 序号 项目 测试方法 判定标准 1 长时间运行 1、 10 ㎡封闭实验室,温度 20~25℃, 3 高温运行 4 低温运行 2 振动 湿度 30~70%,颗粒物发生器送烟, 空气净化器调节。 2、 直流 5V 通电 3、连续运行 720 小时后检测一致性 1、10 ㎡恒温实验室,温度 43℃,湿度 70%,颗粒物发生器送烟,空气净化 器调节。 2、直流 5V 通电检测一致性 1、 10 ㎡恒温实验室,温度 -5℃,湿度 30%,颗粒物发生器送烟,空气净化 器调节。 2、直流 5V 通电检测一致性 1、 10 ㎡封闭实验室, 温度 20℃, 湿度 50%,颗粒物发生器送烟, 空气净化 器调节。 2、 直流 5V 通电检测一致性 3、 振动频率: 50Hz。 4、 加速度: 9.8/ S2。 5、 振动方向: X、 Y、 Z 方向。 6、 振幅 (垂直方向 ):± 2mm。 7、 试验时间: X、Y、Z 方向各 60 分钟。 颗 粒 物 浓 度 0~500μg/m 3之 间设置 10 个采 样点 ; 0~100μg/m 3 各测试样机与标 准机之间最大误 差在± 15 μg/m 3之内; 100~500 μ g/m 3 各测试样机与标 准机之间最大误 差 在 ± 15% 之 内; 风扇无明显异响 n C n=30 C=0 n=10 C=0 n=10 C=0 n=5 C=0
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