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电化学传感器模块是环境监测系统研究中的最重要部分之一，实现对大气中NO2、SO2、CO、O3 4种气体浓度的监测。核心传感器采用进口的三电极电化学传感器。电化学传感器模块由5V进行供电。
如图所示，U3运放组成恒电位电路，连接到电化学传感器的CE和RE电极上。有了此恒定电位，电化学传感器可以处于稳定工作状态。当有可监测气体时，气体和电化学传感器产生氧化或还原反应，产生微弱电流，在WE电极上输出。输出电流的大小和气体的浓度呈线性关系。监测出WE输出电流的大小即可以运算得出气体的浓度值。运放U2组成跨阻放大和滤波电路，可以将电流信号转换为电压信号，并进行放大和滤波，提高信号信噪比。放大倍数由R9进行调节，适用于不同的传感器和量程。Q1用于对传感器进行保护。当环境监测系统断电时，Q1会将RE和WE短路，电化学传感器将处于关断保护状态，不会影响使用寿命。另外，当环境监测系统重新通电后，系统可以快速进入工作状态，避免漫长的预热状态时间。R3、R5和R6用于调节电化学传感器的偏置电压。
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