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
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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
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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%
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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。
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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。
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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℃)
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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)
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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