1、第二章：第三節(jié) 氣敏電阻,氣敏電阻品種繁多，主要有可測(cè)量還原性氣體和測(cè)量氧氣濃度的兩大類。,使用氣敏電阻傳感器（以下簡(jiǎn)稱氣敏電阻），可以把某種氣體的成分、濃度等參數(shù)轉(zhuǎn)換成電阻變化量，再轉(zhuǎn)換為電流、電壓信號(hào)。,一、還原性氣體傳感器 所謂還原性氣體就是在化學(xué)反應(yīng)中能給出電子，化學(xué)價(jià)升高的氣體。還原性氣體多數(shù)屬于可燃性氣體，例如石油蒸氣、酒精蒸氣、甲烷、乙烷、煤氣、天然氣、氫氣等。 測(cè)量還原性氣體的氣敏電阻一般是用SnO2、ZnO或Fe2O3等金屬氧化物粉料添加少量鉑催化劑、激活劑及其它添加劑，按一定比例燒結(jié)而成的半導(dǎo)體器件。,1,行業(yè)學(xué)習(xí),圖2-24 MQN型氣敏電阻結(jié)構(gòu)及測(cè)量電路,2,行業(yè)學(xué)習(xí),

2、a）氣敏燒結(jié)體 b）氣敏電阻外形 c）基本測(cè)量轉(zhuǎn)換電路 1引腳 2塑料底座 3燒結(jié)體 4不銹鋼網(wǎng)罩 5加熱電極 6工作電極 7加熱回路電源 8測(cè)量回路電源,MQN型氣敏半導(dǎo)體器件是由塑料底座、電極引線、不銹鋼網(wǎng)罩、氣敏燒結(jié)體以及包裹在燒結(jié)體中的兩組鉑絲組成。一組鉑絲為工作電極，另一組（下圖中的左邊鉑絲）為加熱電極兼工作電極。 氣敏電阻工作時(shí)必須加熱到200300，其目的是加速被測(cè)氣體的化學(xué)吸附和電離的過程并燒去氣敏電阻表面的污物（起清潔作用）。,3,行業(yè)學(xué)習(xí),氣敏電阻外形,酒精傳感器,其他可燃性氣體傳感器,4,行業(yè)學(xué)習(xí),酒精測(cè)試儀,呼氣管,5,行業(yè)學(xué)習(xí),酒精傳感器的選擇性,6,行業(yè)學(xué)習(xí),氣敏半

3、導(dǎo)體的靈敏度特性曲線,觀察右圖這些曲線，有何特點(diǎn)？可以得出哪些啟示？請(qǐng)說明非線性特性對(duì)濃度超限報(bào)警是否有利，為什么？,7,行業(yè)學(xué)習(xí),家庭用煤氣報(bào)警器,8,行業(yè)學(xué)習(xí),家庭用液化氣報(bào)警器,9,行業(yè)學(xué)習(xí),一氧化碳傳感器,10,行業(yè)學(xué)習(xí),其他氣體傳感器,NH3傳感器,甲烷傳感器,11,行業(yè)學(xué)習(xí),二、二氧化鈦氧濃度傳感器圖2-26 TiO2氧濃度傳感器結(jié)構(gòu)及測(cè)量轉(zhuǎn)換電路a）結(jié)構(gòu) b）測(cè)量轉(zhuǎn)換電路,半導(dǎo)體材料二氧化鈦（TiO2）屬于N型半導(dǎo)體，對(duì)氧氣十分敏感。其電阻值的大小取決于周圍環(huán)境的氧氣濃度。當(dāng)周圍氧氣濃度較大時(shí)，氧原子進(jìn)入二氧化鈦晶格，改變了半導(dǎo)體的電阻率，使其電阻值增大。,12,行業(yè)學(xué)習(xí),二、二

4、氧化鈦氧濃度傳感器,半導(dǎo)體材料二氧化鈦（TiO2）屬于N型半導(dǎo)體，對(duì)氧氣十分敏感。其電阻值的大小取決于周圍環(huán)境的氧氣濃度。當(dāng)周圍氧氣濃度較大時(shí)，氧原子進(jìn)入二氧化鈦晶格，改變了半導(dǎo)體的電阻率，使其電阻值增大。,圖2-26是用于汽車或燃燒爐排放氣體中的氧濃度傳感器結(jié)構(gòu)圖及測(cè)量轉(zhuǎn)換電路。二氧化鈦氣敏電阻與補(bǔ)償熱敏電阻同處于陶瓷絕緣體的末端。當(dāng)氧氣含量減小時(shí)，RTiO2的阻值減小，Uo增大。 在圖b中，與TiO2氣敏電阻串聯(lián)的熱敏電阻Rt 起溫度補(bǔ)償作用。當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，TiO2氣敏電阻的阻值會(huì)逐漸減小，只要Rt也以同樣的比例減小，根據(jù)分壓比定律，Uo不受溫度影響，減小了測(cè)量誤差。,13,行業(yè)學(xué)習(xí),

5、圖2-26 TiO2氧濃度傳感器結(jié)構(gòu)及測(cè)量轉(zhuǎn)換電路,a）結(jié)構(gòu) b）測(cè)量轉(zhuǎn)換電路,1外殼（接地）2安裝螺栓 3搭鐵線4保護(hù)管 5補(bǔ)償電阻 6陶瓷片 7TiO2氧敏電阻 8進(jìn)氣口 9引腳,14,行業(yè)學(xué)習(xí),氧濃度傳感器外形,可用于汽車尾氣測(cè)量,15,行業(yè)學(xué)習(xí),汽車尾氣分析,16,行業(yè)學(xué)習(xí),有毒氣體傳感器的使用,17,行業(yè)學(xué)習(xí),第四節(jié) 濕敏電阻傳感器,絕對(duì)濕度：是指大氣中水汽的密度，即每一立方米大氣中所含水汽的質(zhì)量(克數(shù))。 相對(duì)濕度：是大氣中實(shí)有水汽壓與當(dāng)時(shí)溫度下飽和水汽壓的百分比，是日常生活中常用來表示濕度大小的方法。當(dāng)相對(duì)濕度達(dá)100%時(shí)，稱飽和狀態(tài)。,濕敏電阻的原理：水是一種強(qiáng)極性的電解質(zhì)。水

6、分子極易吸附于固體表面并滲透到固體內(nèi)部，引起半導(dǎo)體的電阻值降低，因此可以利用多孔陶瓷、三氧化二鋁等吸濕材料制作濕敏電阻。,18,行業(yè)學(xué)習(xí),濕度傳感器的分類,19,行業(yè)學(xué)習(xí),水蒸氣的凝結(jié)將給儀器設(shè)備帶來各種危害,20,行業(yè)學(xué)習(xí),濕度對(duì)電子元件的影響,當(dāng)環(huán)境的相對(duì)濕度增大時(shí)，物體表面就會(huì)附著一層水膜，并滲入材料內(nèi)部。這不僅降低了絕緣強(qiáng)度，還會(huì)造成漏電、擊穿和短路現(xiàn)象；潮濕還會(huì)加速金屬材料的腐蝕并引起有機(jī)材料的霉?fàn)€。,21,行業(yè)學(xué)習(xí),露點(diǎn),降低溫度會(huì)產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。露點(diǎn)與農(nóng)作物的生長(zhǎng)有很大關(guān)系，結(jié)露也嚴(yán)重影響電子儀器的正常工作，必須予以注意。,測(cè)量露點(diǎn)的儀器,22,行業(yè)學(xué)習(xí),露點(diǎn)傳感器外形,23,行業(yè)學(xué)習(xí),電子濕度計(jì)模塊,封裝后的外形,24,行業(yè)學(xué)習(xí),電子式溫濕度計(jì),25,行業(yè)學(xué)習(xí),機(jī)械式、電子式溫濕度計(jì)對(duì)比,26,行業(yè)學(xué)習(xí),陶瓷濕度傳感器特性曲線,在右圖所示的陶瓷濕度傳感器特性曲線中，縱坐標(biāo)的標(biāo)度有何特點(diǎn)？ 其電阻率變化約有多少個(gè)數(shù)量級(jí)？,27,行業(yè)學(xué)習(xí),電子相對(duì)濕度儀表的標(biāo)定儀器,干濕球濕度計(jì)外形及原理,干球,濕球,28,行業(yè)學(xué)習(xí),用干濕球濕度計(jì)測(cè)量相對(duì)濕度的原理,上頁中，左邊的玻璃溫度計(jì)（濕球）用濕棉球包裹，并浸沒在水槽里。濕棉球由于水份蒸發(fā)，所以其溫度低于室溫，致使?jié)袂虻氖局档陀诟汕颉２閷?duì)應(yīng)的濕度表就可知道空氣的相對(duì)濕度。雖然干濕球濕度