电阻式半导体气体传感器_张强

各类气体传感器的原理、结构及参数气体传感器是气体检测系统的核心，通常安装在探测头内。

从本质上讲，气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。

探测头通过气体传感器对气体样品进行调理，通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥或制冷处理、样品抽吸，甚至对样品进行化学处理，以便化学传感器进行更快速的测量。

气体种类繁多，性质各异，因此，气体传感器种类也很多。

按待检气体性质可分为：用于检测易燃易爆气体的传感器，如氢气、一氧化碳、瓦斯、汽油挥发气等；用于检测有毒气体的传感器，如氯气、硫化氢、砷烷等；用于检测工业过程气体的传感器，如炼钢炉中的氧气、热处理炉中的二氧化碳；用于检测大气污染的传感器，如形成酸雨的NOx、CH4、O3，家庭污染如甲醛等。

按气体传感器的结构还可分为干式和湿式两类；按传感器的输出可分为电阻式和费电阻式两类；按检测院里可分为电化学法、电气法、光学法、化学法几类。

半导体气体传感器半导体气体传感器可分为电阻型和非电阻型(结型、MOSFET型、电容型)。

电阻型气敏器件的原理是气体分子引起敏感材料电阻的变化；非电阻型气敏器件主要有M()s二极管和结型二极管以及场效应管(M()SFET)，它利用了敏感气体会改变MOSFET开启电压的原理，其原理结构与ISFET离子敏传感器件相同。

电阻型半导体气体传感器作用原理人们已经发现SnO2、ZnO、Fe2O3、Cr2O3、MgO、NiO2等材料都存在气敏效应。

用这些金属氧化物制成的气敏薄膜是一种阻抗器件，气体分子和敏感膜之间能交换离子，发生还原反应，引起敏感膜电阻的变化。

作为传感器还要求这种反应必须是可逆的，即为了消除气体分子还必须发生一次氧化反应。

传感器内的加热器有助于氧化反应进程。

SnO2薄。

传感器工作原理及种类传感器是用于感知环境中其中一种特定物理量或化学量的装置，它能将这些物理量或化学量转化为可测量或可观测的电信号、热信号、光信号等。

传感器广泛应用于工业、农业、医疗、环境监测等领域，是现代信息技术与自动化技术的基础设备。

传感器的工作原理主要有以下几种：1.电阻式传感器：利用物体或环境的特定物理量改变电阻的原理，如温度传感器、压力传感器。

2.电容式传感器：利用电容变化来测量物理量的变化，如湿度传感器。

3.压阻式传感器：利用物体压力改变电阻的原理，如力传感器。

4.半导体传感器：利用半导体材料特性和传感器结构来感知物理量或化学量的变化，如气体传感器。

5.光电传感器：利用光电效应将光能转化为电能来测量光强度或接收光信号，如光敏电阻、光敏二极管、光电导、光电效应场。

6.气体传感器：利用气体与传感器之间的物理或化学反应来检测气体浓度或特定成分，如CO2传感器、甲醛传感器。

7.液位传感器：利用液位的高度变化来检测容器内物质的液位或液体的压力变化。

8.加速度传感器：利用质量加速度与惯性或弹性元件之间的作用来检测物体的加速度变化。

传感器的种类相当广泛，常见的传感器包括：1.温度传感器：用于测量物体的温度变化，常用的有热电偶、热电阻、半导体传感器等。

2.压力传感器：用于测量气体或液体的压力变化，常用的有电容式传感器、电阻式传感器、共振式传感器等。

3.光电传感器：用于检测光的强度、光的频率、光的方向等，常用的有光敏电阻、光电二极管、光电导等。

4.湿度传感器：用于测量空气或物体的湿度变化，常用的有电容式传感器、电阻式传感器、共振式传感器等。

5.气体传感器：用于检测空气中的气体浓度或特定气体成分，常用的有半导体气体传感器、电化学气体传感器、红外气体传感器等。

6.加速度传感器：用于检测物体的加速度变化，常用的有压电式加速度传感器、微机械式加速度传感器等。

7.液位传感器：用于检测液体的液位变化，常用的有浮球液位传感器、电容式液位传感器、超声波液位传感器等。

电阻式半导体气敏传感器的基本性能分析09电本120091004106 成绩：摘要：利用理论分析与参阅相关技术手册，了解电阻式半导体气敏传感器的结构，基本原理，推导气敏传感器的特性参数：电阻值，灵敏度，漂移等。

能够在充分研究理论知识之后，学会简单的应用，设计电路，利用温度补偿降低其对传感器稳定性的影响。

关键词：电阻半导体气敏传感器基本原理特性参数温度补偿The basic performance analysis of Resistance-typesemiconductor gas sensorAbstractAccording to the theoretical analysis, refer to the relevant technical manual to understand the structure of Resistance-type semiconductor gas sensor and it's basic principles. Derive the characteristic parameters of gas sensors,like sensitivity, linearity, drift, selection characteristics.Making full use of the theoretical knowledge , learn simple applications to design a circuit for using the temperature compensation to reduce its impact on the stability of the sensor.Keywords:Resistance-type semiconductorbasic principles characteristic parameters the temperature compensation引言气敏传感器是用来检测气体类别、浓度和成分的传感器。

简述半导体气体传感器工作原理
半导体气体传感器是一种常用的气体检测设备，广泛应用于工业生产、环境监测、安全防护等领域。

其工作原理基于半导体材料对不同气体的吸附作用，通过测量半导体材料电阻的变化来实现气体浓度的检测。

半导体气体传感器的核心部件是由半导体材料制成的传感元件。

当目标气体接触到传感元件表面时，会发生化学反应，导致传感元件表面电子浓度的变化。

这种表面电子浓度的变化将影响半导体材料的电阻，从而实现对气体浓度的监测。

半导体气体传感器的工作原理是基于半导体材料的吸附作用。

不同的气体在半导体表面的吸附作用不同，导致表面电子浓度的变化也不同。

通过测量半导体材料电阻的变化，可以间接地反映出目标气体的浓度。

半导体气体传感器还可以通过加热传感元件来提高传感器的灵敏度。

加热传感元件可以促进目标气体在表面的吸附和反应，从而加快传感器的响应速度和稳定性。

总的来说，半导体气体传感器的工作原理是基于半导体材料表面对目标气体的吸附作用，通过测量半导体材料电阻的变化来实现对气体浓度的检测。

通过不断优化传感元件的材料和结构，可以提高传感器的检测灵敏度和稳定性，满足不同应用场景的需求。

气体传感器及其在火灾探测中的应用摘要：阐述了几种气体火灾探测器的工作原理、性能特点及其应用, 介绍了几种新型复合气体火灾探测器,探讨了气体火灾探测器的发展前景和趋势。

关键词：火灾探测器；气体火灾探测器；气体传感器。

一、气体火灾探测器概述气体是火灾的早期特征之一, 研究气体探测器对于防治火灾有重意义。

传统的火灾探测器中感温探测器，感烟探刷器，感火焰探测器其原理是基于火灾中温度变化或者利用火灾烟雾，火焰的电学，光学等物理特性来进行火灾识别。

这种识别模式很难可靠地发现早期火灾，如感烟探测器不能探测到酒精火焰，感温探测器不易探测到阴燃火源。

在现代高大空间建筑中，当存在遮挡和环境干扰的时候，常规的感烟、感温探测器由于火灾燃烧产物在空间传播受空间高度和面积的影响，很难对火灾发生快速响应。

近年来，由于气体传感技术有了长足的进步，气体传感器相传统火灾探剧器结合形成多元参数复合探剧技术以及开发研究新型火灾气体传感器已成为火灾探测领域的新动向。

目前, 用于检测火灾的气体主要有CO、CO2、NOX、甲烷、H2、H2O、胺( - NH2) 等。

对于不同的气体和不同的应用场合, 所用的气体检测方法也不尽相同。

可用作探测可燃性气体或可燃物燃烧生成气体传感器已有很多, 应用最广泛的主要有半导体气体传感器、红外吸收气体传感器、电化学传感器以及正在发展的智能气体传感器等。

二、气体传感器2.1、半导体气体传感器半导体气体传感器主要是以氧化物半导体作为基本材料, 使气体吸附于该半导体表面, 利用由此产生的电导率的变化而制作的器件。

按检测不同气体特征量的方式, 半导体气体传感器大体分为电阻式和非电阻式两种, 见表1。

电阻式半导体气体传感器用氧化锡、氧化锌等金属氧化物材料作为敏感元件, 利用其阻值的变化来检测气体的体积分数; 非电阻式半导体气体传感器采用氧化银、金属栅的场效应管、金属/ 半导体结型二极管等作为敏感元件, 利用它们与气体接触后的整流特性, 以及晶体管作用的变化进行表面单位的直接测定。

传感器及其工作原理传感器是一种能够感知和接收外界环境信息，并将其转化为可用的电信号或其他形式的信号的装置。

它在工业控制、环境监测、智能家居等领域具有广泛的应用。

本文将介绍几种常见的传感器并详细阐述其工作原理。

一、温度传感器温度传感器主要用于测量物体的温度。

常见的温度传感器有热电偶和热敏电阻。

热电偶由两种不同材料的导线焊接而成，当两种导线的接触处存在温度差异时，会在导线上产生电势差。

通过测量此电势差，可以确定物体的温度。

而热敏电阻则是利用电阻与温度呈线性关系的特性，通过测量电阻的变化来确定物体的温度。

二、光敏传感器光敏传感器能够感知光的强度，并将其转化为电信号。

最常见的光敏传感器是光敏二极管和光敏电阻。

光敏二极管是一种能够将光能转化为电能的装置，通过测量其产生的电流来确定光的强度。

而光敏电阻是一种电阻与光强度呈负相关关系的器件，通过测量其电阻的变化来确定光的强度。

三、压力传感器压力传感器主要用于测量气体或液体的压力。

常见的压力传感器有电容式压力传感器和压阻式压力传感器。

电容式压力传感器通过测量被测介质对电容器的压缩程度来确定压力大小。

压阻式压力传感器则是利用电阻与压缩程度呈线性关系的特性，通过测量电阻的变化来确定压力大小。

四、湿度传感器湿度传感器用于测量空气中的湿度水平。

一个常见的湿度传感器是电容式湿度传感器。

它通过测量空气中的水分对其电容器的导电程度产生的影响来确定湿度水平。

五、气体传感器气体传感器用于测量空气中某种特定气体的浓度。

常见的气体传感器有气敏电阻式传感器和半导体气体传感器。

气敏电阻式传感器是利用某种气体与敏感材料发生化学反应后导致电阻变化的原理来测量气体浓度。

半导体气体传感器则利用某种特定气体与半导体材料表面发生反应导致电阻变化来测量气体浓度。

总结传感器是一种能够感知外界环境的物理量并将其转化为电信号或其他形式信号的装置。

常见的传感器有温度传感器、光敏传感器、压力传感器、湿度传感器和气体传感器等。

气体传感器原理气体传感器是一种用于检测和测量气体浓度的设备，广泛应用于环境监测、工业生产、安全防护等领域。

本文将介绍气体传感器的原理，并对常见的气体传感器类型进行简要说明。

一、气体传感器的原理气体传感器的原理基于不同气体与传感器之间的相互作用，通过测量这种相互作用的变化来获得气体的浓度信息。

下面介绍几种常见的气体传感器原理：1. 电化学式传感器：该类型的气体传感器利用气体与电化学反应产生的电流或电势变化来测量气体浓度。

例如，电化学气体传感器可以检测一氧化碳、二氧化硫等有毒气体。

传感器通过电极与气体进行接触，当气体与电极表面发生反应时，会引起电流或电势的变化，进而可根据变化的大小来确定气体浓度。

2. 光学式传感器：光学式传感器利用气体对光的吸收、散射或发射特性来测量气体浓度。

例如，红外线气体传感器可以检测甲烷、二氧化碳等气体。

传感器通过发射特定波长的光，经过气体后，测量光的强度变化，并据此计算气体浓度。

3. 热导式传感器：热导式传感器利用气体对热量传导的影响来测量气体浓度。

传感器通过加热元件在气体中产生热量，测量热量传导的速度变化，并通过计算得出气体浓度。

这种传感器常用于检测可燃气体如甲烷、乙烷等。

4. 半导体式传感器：半导体式传感器是一种常见的气体传感器类型，使用气敏材料（通常是金属氧化物）作为传感器元件。

当气体与传感器表面接触时，气敏材料的电阻会发生变化，通过测量电阻变化可以获取气体浓度信息。

这种传感器广泛应用于一氧化碳、硫化氢等气体的检测。

二、常见的气体传感器类型1. 温度传感器：温度传感器是一种常见的气体传感器类型，可用于检测气体的温度。

它通过测量气体与传感器之间的热交换来确定温度。

常见的温度传感器包括热电偶和热敏电阻。

2. 湿度传感器：湿度传感器用于测量气体中的湿度水分含量。

传感器通过测量气体与传感器之间的湿度差异来确定湿度。

常见的湿度传感器包括电容式、电阻式和表面声波式传感器。

3. 氧气传感器：氧气传感器用于测量气体中氧气的浓度，广泛应用于医疗、环境监测等领域。