气敏传感器及其工作原理

气敏传感器的原理
气敏传感器的原理是利用气敏材料的电学性能随环境气体浓度的变化而发生改变。

气敏材料通常是一种半导体材料，其电阻随着环境气体浓度的变化而发生变化。

当环境气体浓度较低时，气敏材料的电阻较高；当环境气体浓度增加时，气敏材料的电阻逐渐减小。

这是因为当有害气体接触到气敏材料表面时，会发生在表面吸附和体内扩散的过程，导致电子和离子的迁移，从而改变材料的电阻。

气敏传感器一般采用两种不同的工作模式来检测环境气体浓度：阻性传感模式和电容传感模式。

在阻性传感模式下，气敏材料作为电阻器的一部分，其电阻值会随环境气体浓度的变化而改变。

此时，通过测量气敏材料两端的电压或电流，可以间接得知环境气体浓度的变化。

在电容传感模式下，气敏材料作为电容器的一部分，当气敏材料表面吸附气体时，会改变电容器之间的电容值。

通过测量电容器的电容值，可以判断环境气体浓度的变化。

总之，气敏传感器利用气敏材料的电学性能随环境气体浓度的变化而改变的原理，实现对环境气体浓度的检测和监控。

传感器原理及工程应用——气敏传感器原理及应用传感器原理及工程应用题目：气敏传感器系部：专业：班级：姓名：学号：年月日摘要气敏传感器是一种检测特定气体的传感器。

它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等，其中用的最多的是半导体气敏传感器。

它的应用主要有：一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、氟利昂（R11、R12）的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等。

它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息，从而可以进行检测、监控、报警；还可以通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统。

一、气敏传感器工作原理气体传感器的测试原理如图1所示。

将气体传感器RS和固定采样电阻R1进行串联分压,测得总回路电压Ui、采集R1两端电压Uo,并通过公式RS=(Ui/Uo-1)*R1就可以计算出气体传感器的电阻值。

当气体传感器检测不同浓度的待测气体时,其电阻值会发生一定的变化,通过动态检测这一变化,就可以获得响应时间、恢复时间、感应前后的电阻值、灵敏度等参数。

其中,RH是加热电阻。

二、所用到的气敏元件气体敏感元件，大多是以金属氧化物半导体为基础材料。

当被测气体在该半导体表面吸附后，引起其电学特性(例如电导率)发生变化。

流行的定性模型是：原子价控制模型、表面电荷层模型、晶粒间界势垒模型。

1、半导体气敏元件的特性参数（1）气敏元件的电阻值将电阻型气敏元件在常温下洁净空气中的电阻值，称为气敏元件(电阻型)的固有电阻值，表示为Ra。

一般其固有电阻值在(103～105)Ω范围。

测定固有电阻值Ra时, 要求必须在洁净空气环境中进行。

由于经济地理环境的差异，各地区空气中含有的气体成分差别较大，即使对于同一气敏元件，在温度相同的条件下，在不同地区进行测定，其固有电阻值也都将出现差别。

因此，必须在洁净的空气环境中进行测量。

气敏传感器的原理与应用1. 气敏传感器的概述•气敏传感器是一种可以检测和测量气体浓度的装置，常用于环境监测、工业生产和安全检测等领域。

•气敏传感器的原理基于气体与传感器元件之间的相互作用，通过测量元件的电阻、电容或其他属性变化来判断气体的浓度。

2. 气敏传感器的工作原理• 2.1 电化学型气敏传感器–电化学传感器使用化学反应来检测气体浓度，常见的有电池式气体传感器和电解池式气体传感器。

–电化学传感器通过气体与传感器内部的电极相互作用产生电流或电势变化，进而测量气体浓度。

• 2.2 电阻型气敏传感器–电阻型传感器利用气体对敏感材料电阻的影响来测量气体浓度，常见的有氧气传感器、CO传感器等。

–当敏感材料暴露在目标气体中时，其电阻会随气体浓度的变化而变化，可以通过测量电阻的变化来获得气体浓度信息。

• 2.3 光学型气敏传感器–光学型传感器利用气体分子对光的吸收或发射特性来测量气体浓度，常见的有红外线气敏传感器、紫外线气敏传感器等。

–这类传感器通过测量气体吸收或发射的光强的变化来判断气体浓度。

3. 气敏传感器的应用• 3.1 环境监测–气敏传感器可以用于室内和室外空气质量监测，例如检测空气中的二氧化碳、甲醛等有害气体。

–在工业污染防治中，气敏传感器也能用于监测废气排放情况，确保生产过程的环保合规。

• 3.2 仪器设备–气敏传感器可以应用于仪器设备中，例如气体检测仪、火灾报警器等，及时发现和报警气体泄露或火灾等灾害。

–在医疗设备中，气敏传感器可以用于检测患者呼吸气体的成分，帮助医生进行病情诊断。

• 3.3 智能家居–气敏传感器可以应用于智能家居系统中，例如监测室内温度、湿度、甲醛等有害气体浓度，提醒用户开窗通风。

–在智能安防领域，气敏传感器可以配合视频监控系统，检测烟雾和有毒气体，实现及时报警和紧急处理。

4. 气敏传感器的发展趋势• 4.1 小型化–随着微电子技术的发展，气敏传感器逐渐实现了更小型化的设计，可以更方便地嵌入到各种设备和系统中。

气敏传感器的原理及应用半导体气体传感器：半导体气体传感器是利用气体在半导体表面的氧化还原反应导致敏感元件组织发生变化而制成的。

当半导体器件被加热到稳定状态，在气体接触半导体表面而被吸附时，被吸附的分子首先在物体表面自由扩散，失去运动能量，一部分分子被蒸发掉，另一部分残留分子产生热分解吸附在物体表面。

当半导体的功函数小于吸附分子的亲和力，则吸附分子将从器件夺走电子而变成负离子吸附，半导体表面呈现电荷层。

[1]例如氧气，等具有负离子吸附倾向的气体被称为氧化型气体。

如果半导体的功函数大于吸附分子的离解能，吸附分子将向器件释放出电子，而形成正离子吸附。

具有正离子吸附倾向的气体有氢气、一氧化碳等，它们被称为还原性气体。

当氧化型气体吸附到n型半导体，还原性气体吸附到p型半导体上时，将使半导体载流子减少，而使电阻增大。

当还原型气体吸附到n型半导体上，氧化型气体吸附到p 型半导体上时，则载流子增多，半导体阻值下降。

非电阻型气体传感器也是半导体气体传感器之一。

它是利用mos二极管的电容-电压特性的变化以及mos场效应晶体管的阈值电压变化等特性而制成的气体传感器。

由于这类传感器的制造工艺成熟，便于器件集成化，因而其性能稳定价格便宜。

利用特定材料还可以使传感器对某些气体特别敏感。

催化燃烧式传感器：可燃气体报警器的原理基本上都是催化燃烧式催化燃烧式气体传感器是采用惠斯通电桥原理，由检测元件和补偿元件配对构成测量电桥，在一定温度条件下，可燃气体在检测元件载体表面及催化剂的作用下发生无焰燃烧，载体温度就升高，通过它内部的铂丝电阻也相应升高，从而使平衡电桥失去平衡，输出一个与可燃气体浓度成正比的电信号，再经过后期电路的放大、稳定和处理zui终显示可靠的数值。

电化学传感器：电化学传感器是两电极系统。

其工作电极和对电极由一薄层电解液隔开并经由一个很小的电阻联通外电路。

当气体扩散进入传感器后，在敏感电极表面进行氧化或还原反应，产生电流并通过外电路流经两个电极。

气敏传感器工作原理及应用气敏传感器是一种能够感知气体浓度变化并将其转化为电信号的传感器。

它是通过一种特别的物理或化学反应来实现的，当特定气体分子接触到传感器的感应层时，会产生化学反应或物理性质的变化，这种变化可以被传感器检测到并转化为电信号输出。

一般来说，气敏传感器可以分为两大类：基于电阻变化的传感器和基于电容变化的传感器。

基于电阻变化的传感器中最常见的是金属氧化物半导体传感器（MOS）。

这类传感器的感应层由一种或多种金属氧化物组成，当目标气体与感应层接触时，其电阻值会发生变化，这种变化与目标气体浓度呈正相关。

例如，常用的氧气传感器就是利用金属氧化物感应层的电阻值变化来检测氧气浓度的。

基于电容变化的气敏传感器则是通过感应层与探测电极之间的电容变化来检测气体浓度的。

当目标气体接触到感应层时，感应层的电容值会发生变化，这种变化可以由传感器测量电路检测到并转化为电信号输出。

气敏传感器广泛应用于许多领域，以下是一些常见的应用示例：1.空气质量监测：气敏传感器可以用于监测室内和室外空气中的有害气体浓度，如CO2、CO、甲醛等，用于提醒人们做好防护措施，保障健康。

2.工业安全监测：在工业生产中，许多化学物质具有毒性或易燃性，气敏传感器可以用于检测这些气体浓度，及时发现异常情况并采取相应措施，确保工作环境的安全。

3.火灾报警系统：气敏传感器可以用于检测火灾产生的有害气体，如烟雾、一氧化碳等，一旦检测到异常浓度，可以及时发出警报并采取紧急措施。

4.环境污染监测：气敏传感器可以用于监测大气中的有害气体浓度，如二氧化硫、氮氧化物等，帮助评估环境污染程度和制定相应防治措施。

5.智能家居：气敏传感器可以用于检测厨房或浴室中的有害气体，如煤气泄漏、液化气泄漏等，及时发出警报并切断气源，避免潜在的安全隐患。

总结起来，气敏传感器通过感应层与目标气体的相互作用来感知气体浓度变化，具有灵敏度高、响应速度快等特点，可广泛应用于环境监测、工业安全、火灾报警等领域，起到保护生命和财产安全的重要作用。

第五章其它类型传感器5.1 气敏传感器一、简介气敏传感器主要用于工业上天然气、煤气、石油化工等部门的易燃、易爆、有毒、有害气体的监测、预报和自动控制，用来检测气体类别、浓度和成分。

它将气体种类及其浓度等相关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱便可获得与气体有关的信息。

气敏元件是以化学物质的成分为检测参数的化学敏感元件。

气敏传感器是暴露在各种成分的气体中使用的，由于检测现场温度、湿度的变化很大，又存在大量粉尘和油雾等，其工作条件较恶劣，而且气体对传感元件的材料会产生化学反应物，附着在元件表面，往往会使其性能变差。

因此，对气敏元件有下列要求：需要对被测气体具有较高的灵敏度，对被测气体以外的共存气体或物质不敏感，其特点是性能稳定，重复性好 ,动态特性好，对检测信号响应迅速，使用寿命长，制造成本低，使用与维护方便等。

二、半导体气敏传感器的工作原理气体种类繁多, 性质各不相同，不可能用一种传感器检测所有类别的气体，能实现气-电转换的传感器种类很多，按构成气敏传感器材料可分为半导体和非半导体两大类。

目前实际使用最多的是半导体气敏传感器电阻型半导体气。

气敏传感器是利用气体在半导体表面的氧化还原反应导致敏感元件阻值变化而制成的。

半导体气敏材料吸附气体的能力很强。

当半导体器件被加热到稳定状态，在气体接触半导体表面而被吸附时，被吸附的分子首先在表面物性自由扩散，失去运动能量，一部分分子被蒸发掉，另一部分残留分子产生热分解而固定在吸附处。

下面以电阻型半导体气敏材料为例说明气敏传感器的工作原理，SnO2N型半导体，当半导体的功函数小于吸附分子的亲和力时，吸附分子将从器件夺得电子而变成负离子吸附，半导体表面呈现电荷层。

氧气等具有负离子吸附倾向的气体被称为氧化型气体或电子接收性气体。

当氧化型气体吸附到N型半导体（SnO2, ZnO)上，还原型气体吸附到P 型半导体(CrO3)上时，将使半导体载流子减少，而使电阻值增大。

气敏传感器的工作原理及应用本帖最后由茅草屋于 2016-9-29 15:45 编辑气敏传感器的是一种检测特定气体的设备，主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器，被广泛用于多个领域中。

小编主要来介绍一下气敏传感器的工作原理及应用，希望可以帮助到大家。

气敏传感器的工作原理声表面波器件之波速和频率会随外界环境的变化而发生漂移。

气敏传感器就是利用这种性能在压电晶体表面涂覆一层选择性吸附某气体的气敏薄膜，当该气敏薄膜与待测气体相互作用(化学作用或生物作用，或者是物理吸附)，使得气敏薄膜的膜层质量和导电率发生变化时，引起压电晶体的声表面波频率发生漂移;气体浓度不同，膜层质量和导电率变化程度亦不同，即引起声表面波频率的变化也不同。

通过测量声表面波频率的变化就可以获得准确的反应气体浓度的变化值。

气敏传感器的应用气敏传感器的应用主要有：一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、氟利昂勠11、R12蓠检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等。

它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息从而可以进行检测、监控、报警还可以通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统。

由于气体种类繁多, 性质各不相同不可能用一种传感器检测所有类别的气体因此能实现气-电转换的传感器种类很多按构成气敏传感器材料可分为半导体和非半导体两大类。

目前实际使用最多的是半导体气敏传感器因此本文主要讲述半导体气敏元件的有关原理及应用。

半导体气敏传感器是利用待测气体与半导体表面接触时，产生的电导率等物理性质变化来检测气体的。

按照半导体与气体相互作用时产生的变化只限于半导体表面或深入到半导体内部，可分为表面控制型和体控制型，前者半导体表面吸附的气体与半导体间发生电子接受，结果使半导体的电导率等物理性质发生变化，但内部化学组成不变，后者半导体与气体的反应，使半导体内部组成发生变化而使电导率变化。

气敏传感器的工作原理
1定义
气敏传感器是一种特殊的传感器，它可以检测出环境中各种气体的浓度和比例。

2原理
气敏传感器的原理是利用电化学反应识别出空气中各种气体，通常是一种小型电阻传感器，它使用金属电阻，通过测量电阻来识别环境中各种气体的浓度和比例。

当环境中存在被检测的气体时，电阻会发生变化，从而测量出气体的浓度和比例。

3工作原理
气敏传感器的工作原理主要分为三个步骤：
（1）电解质溶液：电解质电压将作为激励电压，将气体电解变成气体离子。

（2）膜分离：通过沉积电解质对气体离子的吸收，将气体离子和电解质离子分离。

（3）电阻测量：根据气体离子的分布，测量出气体离子所产生的电阻变化，从而检测到环境中各种气体的浓度和比例。

4优点
气敏传感器具有准确度高、灵敏性强、响应速度快、尺寸小、传输距离长、结构简单、稳定性好、运行容易、价格低等优点，大大的提升了传感器的检测精度和可靠性。

5应用
气敏传感器广泛应用于航空航天、无线通讯、生物化学、汽车制造、环境监测等行业，有着重要的现实意义。

例如，气敏传感器可以用来监测空气中的有毒气体浓度，以帮助预防空气污染；也可以帮助航空航天技术更好地检测天气状况；另外，气敏传感器还可以用于呼吸治疗，帮助更好地调节呼吸模式。

气体传感器的原理与应用随着工业和人类社会的不断发展，环境和资源问题越来越引起人们的关注。

气体传感器作为工业和环保领域中的一种重要的探测设备，不仅可以检测空气、水等环境中的污染物，还可以在可燃性气体检测等方面发挥重要作用。

本文将介绍气体传感器的基本原理与应用。

一、气体传感器的基本原理1.气敏元件气敏元件是气体传感器的核心组成部分，其根据所检测气体的特性进行选取，目前常用的气敏元件主要有电化学传感器、红外线传感器和半导体传感器。

电化学传感器通常被用于检测可燃性气体、有害气体等。

其原理是基于目标气体与电解质溶液之间的化学反应，并通过电流大小来反应气体浓度。

红外传感器则通过目标分子的振动和转动的特征来检测气体浓度，因此其适用于检测如二氧化碳等气体。

半导体传感器通常用于检测一氧化碳、可燃性气体等，其原理是通过材料的电阻变化来检测气体的浓度。

2.电路系统电路系统通常由前置放大器、信号处理和输出单元组成，主要用于转换气敏元件获得的电信号为人们可理解和可读的电压、电流格式等。

其中前置放大器用于放大气敏元件所获得的微弱信号，从而提高检测的精度和范围；信号处理单元则将放大后的信号进行过滤、数学运算等处理，以便提高信噪比、响应时间和精度；输出单元负责将处理后的信号转换为人们可以读懂的电压或显示灯等信息。

二、气体传感器的应用1.环境监测环境监测是气体传感器的主要应用之一，其中包括大气环境监测、水质监测、土壤盐碱度检测等等。

通过使用不同类型的气敏元件和相应的电路系统，可以实现对有害气体、颗粒物、VOC等环境污染物质的监测和检测工作。

例如，直接使用可燃气体的电化学传感器或infrared传感器、红外线传感器可检测甲醛、苯等有害气体。

使用电阻式气体传感器例如可检测二氧化碳浓度，由于随着工业发展，城市化加速，空气中的PM2.5、PM10、挥发性有机物（VOCs）和其他有害物质严重超标，因此需要加强环境监测，保障居民生活和身体健康。

一、实验目的1. 了解气敏传感器的工作原理和基本特性；2. 掌握气敏传感器的检测方法及实验操作步骤；3. 分析气敏传感器在不同气体环境下的响应特性。

二、实验原理气敏传感器是一种将气体浓度转换为电信号的传感器。

其基本原理是：当气体分子与半导体材料发生作用时，会引起半导体材料电阻率的变化，从而实现气体的检测。

气敏传感器主要分为半导体气敏传感器和金属氧化物气敏传感器两大类。

三、实验仪器与材料1. 气敏传感器：MQ-2、MQ-3、MQ-5等；2. 气体发生装置：酒精、甲烷、丙烷等；3. 信号发生器：直流稳压电源、信号放大器等；4. 测量仪器：数字多用表、示波器等；5. 实验装置：气敏传感器实验台、实验电路等。

四、实验步骤1. 准备实验装置，将气敏传感器连接到实验电路中；2. 设置实验参数，包括气体种类、浓度、温度等；3. 通电预热气敏传感器，使其达到稳定状态；4. 调节气体发生装置，控制气体浓度；5. 测量气敏传感器的输出电压或电流，记录数据；6. 分析气敏传感器的响应特性，绘制响应曲线。

五、实验结果与分析1. 气敏传感器在不同气体环境下的响应特性（1）MQ-2气敏传感器对酒精的响应特性实验结果表明，MQ-2气敏传感器对酒精的检测灵敏度高，在低浓度下即可检测到酒精。

随着酒精浓度的增加，气敏传感器的输出电压逐渐增大。

在酒精浓度为0.5%时，气敏传感器的输出电压达到最大值。

（2）MQ-3气敏传感器对甲烷的响应特性实验结果表明，MQ-3气敏传感器对甲烷的检测灵敏度高，在低浓度下即可检测到甲烷。

随着甲烷浓度的增加，气敏传感器的输出电压逐渐增大。

在甲烷浓度为0.5%时，气敏传感器的输出电压达到最大值。

（3）MQ-5气敏传感器对丙烷的响应特性实验结果表明，MQ-5气敏传感器对丙烷的检测灵敏度高，在低浓度下即可检测到丙烷。

随着丙烷浓度的增加，气敏传感器的输出电压逐渐增大。

在丙烷浓度为0.5%时，气敏传感器的输出电压达到最大值。

气敏传感器工作原理气敏传感器是一种能够检测环境中气体浓度的传感器，它可以通过测量气体浓度的变化来判断环境的污染程度或者监测特定气体的含量。

气敏传感器的工作原理主要有两种：电阻型和电化学型。

电阻型气敏传感器是利用气体与传感器表面上的活性材料发生化学反应，产生一定的能量来改变传感器的电阻值。

常见的活性材料有颗粒状氧化锡、氧化锰、氧化铜等。

当特定气体分子与这些活性材料发生反应时，会改变材料的导电性能，从而产生相应电阻值的变化。

传感器通过测量电阻值的变化来判断环境中特定气体的浓度。

电化学型气敏传感器是利用特定的电化学反应来检测气体浓度。

它通常由一个工作电极和一个参比电极组成，两个电极之间通过电解质连接。

当待测气体进入传感器时，会在工作电极上发生氧化还原反应，产生一定的电流。

电流的大小和气体浓度成正比。

工作电极上的电流会经过放大和转换，最后被测量和记录。

常见的电化学反应有氧化邻二氮杂菲反应、还原性氧化铜反应等。

无论是电阻型气敏传感器还是电化学型气敏传感器，在进行测量前都需要一个恒温控制系统来保持传感器的工作温度恒定。

因为传感材料的活性和响应速度与温度密切相关。

传感器的工作温度通常在室温到几百摄氏度之间。

气敏传感器广泛应用于环境监测、工业生产、医疗卫生等领域。

它可以检测一氧化碳、二氧化碳、氨气、硫化氢等有害气体的浓度，用于判断环境的危险程度。

同时，气敏传感器也可以用于监测空气中的氧气浓度，广泛应用于医疗设备和氧气发生器等领域。

总结起来，气敏传感器是一种通过测量气体浓度的变化来判断环境污染程度或特定气体含量的传感器。

它的工作原理主要分为电阻型和电化学型。

电阻型传感器通过测量氧化物的电阻值变化来检测气体浓度，而电化学型传感器则通过特定的电化学反应来测量气体浓度。

无论是哪种类型的传感器，都需要配备恒温控制系统来保持传感器的工作温度。

气敏传感器在环境监测、工业生产、医疗卫生等领域得到广泛应用。

气敏传感器的原理及应用概述气敏传感器是一种常见的传感器技术，通过对气体的浓度、压力或其他性质进行检测，可以实现对气体的定量或定性分析。

本文将介绍气敏传感器的基本原理和常见的应用。

气敏传感器的原理气敏传感器的工作原理基于气敏材料的特性。

气敏材料是一种能够对特定气体或气体组分产生敏感性反应的材料。

当目标气体与气敏材料接触时，会引发气敏材料内部的化学或物理反应，导致材料的电学性质发生变化。

气敏传感器通过测量这种电学性质的变化来判断目标气体的浓度或存在与否。

气敏传感器的工作原理气敏传感器通常由气敏材料、敏感层、电极等组成。

当目标气体进入敏感层时，与敏感层中的气敏材料发生反应，引起电极上的电流或电压发生变化。

这种变化可以通过测量电极上的电信号来获取目标气体的相关信息。

气敏传感器的分类气敏传感器根据其工作原理和材料特性的不同，可分为以下几类： 1. 气敏电阻型传感器：敏感层是一种气敏电阻材料，其电阻随着目标气体浓度的变化而变化。

最常见的气敏电阻型传感器是以二氧化锡（SnO2）作为敏感材料的，适用于燃气检测、环境监测等领域。

2. 半导体氧化物气敏传感器：敏感层主要由半导体材料构成，常用的气敏材料有二氧化钛（TiO2）、二氧化锰（MnO2）等。

半导体氧化物气敏传感器常用于空气质量检测、工业排气等应用。

3. 电化学气敏传感器：敏感层由一种或多种气敏电化学材料构成，一般用于检测有毒气体如CO、NO2等。

这类传感器通常具有响应速度快、灵敏度高的优点。

气敏传感器的应用气敏传感器在各个领域都有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：工业安全•监测有毒气体：气敏传感器可用于检测工业生产过程中产生的有毒气体，如硫化氢、氰化物等。

及时监测这些有害气体的浓度，可以避免事故和保护工人的安全。

•燃气检测：气敏传感器可以应用于家庭和工业燃气检测中，及时发现燃气泄漏并采取相应的措施，以确保人身和财产安全。

环境监测•空气质量监测：气敏传感器在空气质量监测中起着重要的作用。

气敏传感器的工作原理
气敏传感器是一种用于检测空气中特定气体浓度的传感器。

它的工作原理基于G机理，即气体吸附在敏感材料的表面上，
从而改变材料的导电性质。

通常，气敏传感器由两个电极和一个敏感层组成。

敏感层是一种由金属氧化物（如二氧化锡、氧化锌等）制成的材料。

这种材料具有良好的气敏性，即能够吸附气体并改变导电性。

当气敏传感器处于工作状态时，空气中的目标气体会通过器件表面。

目标气体分子会与敏感层表面的活性位点发生吸附作用。

吸附层的扩散层度取决于目标气体浓度。

当吸附层上的气体分子吸附得越多，敏感层的导电性就会发生变化。

这是因为吸附分子的存在会影响敏感层中电子的传输，从而改变电阻值。

因此，通过测量敏感层的电阻变化，可以确定目标气体的浓度。

为了提高气敏传感器的灵敏度和选择性，还可以对敏感层进行定向处理，例如添加催化剂或通过纳米结构改变敏感层的表面形貌。

总之，气敏传感器的工作原理是基于敏感材料表面吸附目标气体分子后导电性的变化来检测气体浓度的。

气敏传感器工作原理
气敏传感器是一种用于检测气体浓度的设备，它能够根据气体浓度的变化发生电信号输出。

其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 传感材料：气敏传感器的关键部分是一种特殊的气敏材料，通常是一种金属氧化物，如二氧化锌（ZnO）、二氧化钛（TiO2）等。

这些气敏材料能够对特定气体产生响应，并改变其电学性质。

2. 断电状态：在无气体存在时，气敏传感器处于断电状态。

此时，传感器的电阻很高，电流无法通过。

3. 气体吸附：当目标气体进入气敏传感器的检测区域时，它会与传感材料发生吸附反应。

这种吸附反应会引起传感材料的电子结构变化，从而改变电阻。

4. 电导变化：吸附气体的存在使得传感材料的导电性能发生变化，电阻减小。

这将导致电流通过传感器，因此它开始导电。

5. 电信号输出：通过测量通过传感器的电流，可以得到一个与气体浓度相关的电信号。

这个信号可以被放大、处理和转换成数字信号，以便于监测、控制和记录气体浓度。

总体来说，气敏传感器的工作原理就是利用特殊的气敏材料对特定气体的吸附性能改变引起电阻变化，从而实现对气体浓度的检测和测量。

气敏传感器及其工作原理指导老师：雷家珩汇报者：周华汇报时间：2011.11.2目录•气敏传感器定义•气敏传感器分类•气敏传感器工作原理•气敏传感器的应用•气敏传感器研究现状与发展趋势•参考文献1 气敏传感器定义气敏传感器是一种将检测到的气体成份和浓度转换为电信号的传感器。

它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息，从而可以进行检测、监控、报警；还可以通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统。

2 气敏传感器分类半导体式气敏传感器气敏传感器绝缘体气敏传感器电化学气敏传感器光干涉式气敏传感器热传导式气敏传感器红外线吸收散式气敏传感器电阻型非电阻型接触燃烧式型电容式恒电位电解式伽伐尼电池式3 气敏传感器工作原理3.1 半导体气敏传感器工作原理●半导体气敏传感器(见图1,2)由气敏部分、加热丝及防爆网等构成,它是在气敏部分的SnO2、Fe2O2、ZnO2等金属氧化物中添加Pt、Pd等敏化剂的传感器。

●半导体气敏传感器是利用待测气体与半导体(主要是金属氧化物)表面接触时,产生的电导率等物性变化来检测气体。

半导体气敏器件被加热到稳定状态下,当气体接触器件表面而被吸附时,吸附分子首先在表面自由地扩散(物理吸附) ,失去其运动能量,其间的一部分分子蒸发,残留分子产生热分解而固定在吸附处(化学吸附)。

这时,如果器件的功函数小于吸附分子的电子亲和力,则吸附分子将从器件夺取电子而变成负离子吸附。

具有负离子吸附倾向的气体有O2和NOx,称为氧化型气体或电子接收性气体。

如果器件的功函数大于吸附分子的离解能,吸附分子将向器件释放电子,而成为正离子吸附。

具有这种正离子吸附倾向的气体有H2、CO、碳氢化合物和酒类等,称为还原型气体或电子供给性气体。

图1 半导体气敏传感器结构图图2 半导体气敏传感器的符号表示●当氧化型气体吸附到N型半导体上,还原型气体吸附到P型半导体上时,将使载流子减少,而使电阻增大。