气敏电阻工作原理

回路电阻测试仪工作原理

特高压电力回路电阻测试仪采用脉宽调制高频开关电源，提供100A以上的测试电流，按下测量按钮，高频开关电源输出100A以上的测试电流，同时采样电路启动采样时，放大器放大器获得的信号，A / D转换器将模拟信号转换成数字信号，然后由微处理器进行数据滤波，计算，处理，最后发送显示器显示测得的电流和电阻。

10秒后，系统将自动重置。当测得的回路电阻小于400μΩ时，测量的最小分辨率为0.1μΩ。当测得的回路电阻大于400μΩ时，测量的最小分辨率为1μΩ。

连接电源线，插上交流电源线，然后开机，设置时钟，按“OK”确认时钟，按“OK”键进行测试，然后LCD显示“正在充电”，说是磁化变压器。

填充后显示“开始测试”，左侧显示测量的电阻数据，右侧显示测试电流。由于磁化电感是一个缓慢的过程（特别是对于大型变压器，建议直流电阻小于1毫欧变压器用10A以上直流电阻测试仪测试），所以要等到显示器显示相对稳定的电阻然后按并按住“确定”按钮，直到显示“正在放电”然后松开“确定按钮”，放入打印界面，按照提示打印或重新测试。

在测量大型电感样品如电力变压器时，测试回路电阻测试仪除了测量线圈外最好短路，以免电磁干扰。测试完成后，关闭电源开关，放电然后更换测试夹，再次测试。

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

1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

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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。

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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

4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SnO

2、Fe

2O

2、ZnO

2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)。

53.1 半导体气敏传感器工作原理

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O

2和NO

x,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H

2、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

光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻，为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体

光敏电阻原理图

及梳状欧姆电极，接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将复合，光敏电阻的阻值也就恢复原值。在光敏电阻两端的金属电极加上电压，其中便有电流通过，受到波长的光线照射时，电流就会随光强的而变大，从而实现光电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也加交流电压。半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。

编辑本段应用

概述

光敏电阻属半导体光敏器件，除具灵敏度高，反应速度快，光谱特性及r值一致性好等特点外，在高温，多湿的恶劣环境下，还能保持高度的稳定性和可靠性，可广泛应用于照相机，太阳能庭院灯，草坪灯，验钞机，石英钟，音乐杯，礼品盒，迷你小夜灯，光声控开关，路灯自动开关以及各种光控玩具，光控灯饰，灯具等光自动开关控制领域。下面给出几个典型应用电路。

光敏电阻调光电路

图(1)是一种典型的光控调光电路，其工作原理是：当周围光线变弱时引起光敏电阻的阻值增加，使加在电容C上的分压上升，进而使可控硅的导通角增大，达到增大照明灯两端电压的目的。反之，若周围的光线

图(1)

变亮，则RG的阻值下降，导致可控硅的导通角变小，照明灯两端电压也同时下降，使灯光变暗，从而实现对灯光照度的控制。

热电阻工作原理

热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。

与热电偶的测温原理不同的是，热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。

金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即

Rt=Rt0[1+α（t-t0）]

式中，Rt为温度t时的阻值；Rt0为温度t0（通常t0=0℃）时对应电阻值；α为温度系数。

半导体热敏电阻的阻值和温度关系为

Rt=AeB/t

式中Rt为温度为t时的阻值；A、B取决于半导体材料的结构的常数。

相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高（通常在数千欧以上），但互换性较差，非线性严重，测温范围只有-50~300℃左右，大量用于家电和汽车用温度检测和控制。金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在程控制中的应用极其广泛。

热电阻材料

热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。

热电阻种类

（1）精密型热电阻：工业常用热电阻感温元件（电阻体）的结构及特点。从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制。

（2）铠装热电阻：铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它的外径一般为φ2~φ8mm，最小可达φmm。 与普通型热电阻相比，它有下列优点：