《傳感器與檢測技術(shù)》氣敏傳感器Co

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01氣敏傳感器的分類02氣敏傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)03氣敏傳感器的應(yīng)用04氣敏傳感器性能測試01SENSORSANDAUTOMATICDETECTIONTECHNOLOGY氣敏傳感器的分類一、氣敏傳感器的分類氣敏傳感器是將氣體中所含某種特定氣體的成分或含量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電信號的器件或裝置。通常以氣敏特性來分類，主要可分為：利用物理現(xiàn)象的氣敏傳感器有熱傳導(dǎo)式、熱敏電阻式、紅外吸收光譜式；利用材料對氣體的吸附反應(yīng)的半導(dǎo)體類；利用化學(xué)效應(yīng)的電化學(xué)類，如恒電位電解式、氧濃差電池（固體電解質(zhì)型）等。a酒精傳感器b其他可燃性氣敏傳感器

一、氣敏傳感器的分類半導(dǎo)體傳感器除了對氣體的選擇性稍差外，幾乎集中了其他各類的全部優(yōu)點：靈敏度高、響應(yīng)快、使用壽命長、成本低、使用維修方便、應(yīng)用廣，是氣敏傳感器發(fā)展的主要方向。半導(dǎo)體氣敏傳感器是利用待測氣體與半導(dǎo)體表面接觸時，產(chǎn)生的電導(dǎo)率等物理性質(zhì)變化來檢測氣體的。02SENSORSANDAUTOMATICDETECTIONTECHNOLOGY氣敏傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)二、氣敏傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)

半導(dǎo)體氣敏傳感器是利用氣體在半導(dǎo)體表面的氧化和還原反應(yīng)導(dǎo)致敏感元件阻值變化而制成的。當(dāng)半導(dǎo)體器件被加熱到穩(wěn)定狀態(tài)，在氣體接觸半導(dǎo)體表面而被吸附時，當(dāng)半導(dǎo)體的功函數(shù)小于吸附分子的親和力時，吸附分子將從器件奪得電子而變成負(fù)離子吸附，半導(dǎo)體表面呈現(xiàn)電荷層。當(dāng)氧化型氣體吸附到N型半導(dǎo)體上，還原型氣體吸附到P型半導(dǎo)體上時，使電阻值增大。當(dāng)還原型氣體吸附到N型半導(dǎo)體上，氧化型氣體吸附到P型半導(dǎo)體上時，使半導(dǎo)體電阻值下降。

氣體濃度發(fā)生變化，其阻值也將變化。

1.工作原理二、氣敏傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)

半導(dǎo)體氣敏傳感器由敏感元件、加熱器和外殼。按其制造工藝來分有燒結(jié)型、薄膜型和厚膜型3類。2.結(jié)構(gòu)a.燒結(jié)型氣敏器件b.薄膜型器件

c.厚膜型器件圖二、氣敏傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)

一般有直熱式和旁熱式兩種，直熱式器件是將加熱絲、測量絲直接埋入SnO2或ZnO等粉末中燒結(jié)而成的，工作時加熱絲通電，測量絲用于測量器件阻值。測量回路和加熱回路間沒有隔離而相互影響。3.加熱方式

旁熱式氣敏器件的特點是將加熱絲放置在一個陶瓷管內(nèi)，管外涂梳狀金電極作測量極，在金電極外涂上SnO2等材料，旁熱式結(jié)構(gòu)的氣敏傳感器克服了直熱式結(jié)構(gòu)的缺點，使測量極和加熱極分離。二、氣敏傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)

SiO2氣敏器件所用檢測電路如圖所示，當(dāng)所測氣體濃度變化時，氣敏器件的阻值發(fā)生變化，從而使輸出發(fā)生變化。4.測量電路03SENSORSANDAUTOMATICDETECTIONTECHNOLOGY氣敏傳感器的應(yīng)用三、氣敏傳感器的應(yīng)用

當(dāng)傳感器接觸到有害可燃氣體后，A-B間電阻變小，B點電位升高并向C2充電，當(dāng)充電電位達到U850導(dǎo)通電位（約1.4V），VT導(dǎo)通，驅(qū)動報警器KD9561報警。一旦有害氣體濃度降低，使B電位低于1.4V時，VT截止，報警解除。1.有害氣體報警電路三、氣敏傳感器的應(yīng)用

氣體傳感器選用二氧化錫氣敏元件。當(dāng)氣體傳感器探測不到酒精時，加在A的第5腳電平為低電平；當(dāng)氣體傳感器探測到酒精時，其內(nèi)阻變低，從而使A的第5腳電平變高。A為顯示推動器，它共有10個輸出端，每個輸出端可以驅(qū)動一個發(fā)光二極管，顯示推動器A根據(jù)第5腳電壓高低來確定依次點亮發(fā)光二極管的級數(shù)，酒精含量越高則點亮二極管的級數(shù)越大。2.實用酒精測試儀04SENSORSANDAUTOMATICDETECTIONTECHNOLOGY氣敏傳感器性能測試四、氣敏傳感器性能測試

氣敏傳感器(又稱氣敏元件)是指能將被測氣體濃度轉(zhuǎn)換為與其成一定關(guān)系的電量輸出的裝置或器件。它一般可分為：半導(dǎo)體式、接觸燃燒式、紅外吸收式、熱導(dǎo)率變化式等等。本實驗所采用的SnO2（氧化錫）半導(dǎo)體氣敏傳感器是對酒精敏感的電阻型氣敏元件；該敏感元件由納米級SnO2及適當(dāng)摻雜混合劑燒結(jié)而成，具微珠式結(jié)構(gòu)，應(yīng)用電路簡單，可將傳導(dǎo)性變化改變?yōu)橐粋€輸出信號，與酒精濃度對應(yīng)。1.測試原理a.TP-3酒精濃度—輸出曲線

b.傳感器實物、原理圖四、氣敏傳感器性能測試2.測試步驟按圖示意接線，注意傳感器的引線號碼。（1紅色，3黑色，2藍色）四、氣敏傳感器性能測試2.測試步驟接線(1)工作過程(2)觀察讀數(shù)(3)按圖示意接線，注意傳感器的引線號碼。（1紅色，3黑色，2藍色）將F／V表量程切換到20V檔。檢查接線無誤后合上主電源開關(guān)，傳感器通電較長時間(至少5分鐘以上，因傳感器長時間不通電的情況下，內(nèi)阻會很小，上電后Vo輸出很大，不能即時進入工作狀態(tài))后才能工作。等待傳