第9章气敏湿敏传感器-
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一、气敏电阻传感器气敏电阻传感器是一种能把某种气体的成分、浓度等参数转换成电阻变化量再转换为电流、电压信号的传感器,它的传感元件是气敏电阻。
气敏电阻形式繁多,可以检测各种特定对象的气体,如各种还原性气体。
1.还原性气体传感器所谓还原性气体就是在化学反应中能给出电子,化学价升高的气体。
还原性气体多数属于可燃性气体,例如石油蒸气、酒精蒸气、甲烷、乙烷、煤气、天然气、氢气等。
【举例】各种可燃性气体传感器如,酒精传感器、煤气报警器、液化气报警器、一氧化碳传感器、甲烷传感器等。
2.二氧化钛氧浓度传感器半导体材料二氧化钛(TiO2)属于N型半导体,对氧气十分敏感。
其电阻值的大小取决于周围环境的氧气浓度。
当周围氧气浓度较大时,氧原子进入二氧化钛晶格,改变了半导体的电阻率,使其电阻值增大。
TiO2氧浓度传感器结构及测量转换电路介绍【举例】氧浓度传感器可用于汽车尾气测量气敏半导体的灵敏度较高,它较适用于气体的微量检漏、浓度检测或超限报警。
二、湿敏电阻传感器湿度包括:绝对湿度和相对湿度,湿度对电子元件的影响很大。
检测湿度的手段很多,如毛发湿度计、干湿球湿度计、石英振动式湿度计、微波湿度计、电容湿度计、电阻湿度计等,本节介绍陶瓷湿敏电阻式湿度传感器。
图2-19是陶瓷湿敏电阻传感器的结构、外形及测量转换电路框图,它主要用于测量空气的相对湿度。
新型传感器包括气敏传感器、湿敏传感器、微传感器、光栅传感器、光电式传感器、光纤传感器、集成化智能传感器等。
本章分别介绍了这些新型传感器概念、工作原理、性能参数、应用领域等相关问题。
第10章气敏、湿敏传感器本章主要内容10.1 气敏传感器一.电阻型半导体气敏传感器的结构与分类1. 定义2. 结构:半导体气敏传感器一般由三部分组成:敏感元件、加热器和外壳。
3. 分类:按其制造工艺,分为烧结型、薄膜型和厚膜型;按加热方式不同,可分为直热式和旁热式两种气敏器件。
二. 半导体气敏材料的气敏机理三. SnO2 系列气敏器件1. 主要特性2. 检测电路四. 气敏传感器的应用1 简易家用气体报警2 有害气体鉴别、报警与控制电路3 防止酒后开车控制器10.2 湿敏传感器一.半导体陶瓷湿敏电阻1. 负特性湿敏半导瓷的导电原理2 正特性湿敏半导瓷的导电原理二. 典型半导瓷湿敏元件三. 湿敏传感器的应用1 湿度检测器2 高湿度显示器本章教学要求及重点、难点一.教学要求1.了解气敏、湿敏电阻传感器的结构2. 掌握气敏、湿敏电阻传感器的工作原理及应用二. 重点、难点重点:气敏、湿敏电阻传感器的原理及应用难点:气敏、湿敏电阻传感器的原理10.1 气敏传感器一.电阻型半导体气敏传感器的结构与分类1. 定义气敏电阻传感器是一种能把某种气体的成分、浓度等参数转换成电阻变化量再转换为电流、电压信号的传感器,它的传感元件是气敏电阻。
第9章 气、湿敏传感器• 气敏、湿敏传感器是利用物质的物理效应和化学效应对气体中的某些成分或水汽进行检测的器件。
• 检测气体的成分或水汽的湿度,用得最多的是半导体气敏传感器和半导体湿敏传感器。
9.1 气敏传感器9.1.1 半导体气敏元件的分类及必备条件• 利用半导体与某些气体接触时,其特性发生变化这一规律来检测气体的成分 或浓度的传感器。
• 按照其与气体的相互作用主要是局限于半导体外表,还是涉及到内部,分为: 外表控制型;体控制型。
按照半导体变化的物理特性:电阻式;非电阻式。
• 电阻式半导体气敏元件是利用半导体接触到气体时其阻值的改变来检测气体的浓度;• 非电阻式半导体气敏元件那么是根据气体的吸附和反响,使其某些关系特性发生变化,来对气体进行直接或间接的检测。
• 气敏元件至少都必须具备如下条件:① 对气体的敏感现象是可逆的;② 单位浓度的信号变化量大;③ 能检测出的下限浓度低;④ 响应重复特性良好;⑤ 选择性好,即对与被测气体共存的其它气体不敏感;⑥ 对周围环境(如温度、湿度)的依赖性小;⑦ 性能长期稳定,结构比拟简单。
9.1.2 外表控制型电阻式半导体气敏元件• 这种类型的气敏元件是利用半导体外表因吸附气体引起电阻阻值变化的元件,主要用于检测可燃性气体。
它具有气体检测灵敏度较高、响应速度快等优点。
气敏元件的材料 多数采用氧化锡和氧化锌等较难复原的氧化物。
为提高气体的选择性,一般都掺有少量的贵金属(如铂等)作催化剂。
1.结构通常主要由三局部组成:① 气体敏感元件;② 对敏感元件进行加热的加热器;③ 支持上述部件的封装局部。
以多孔质烧结体型气敏元件为例 烧结型2SnO 气敏元件是以多孔质陶瓷2SnO 为基材(粒度在1μm 以下),添加不同物质,采用传统制陶方法,进行烧结。
烧结时埋入测量电极和加热丝,制成管芯,最后将电极和加热丝引线焊在管座上,并罩覆于二层不锈钢网中而制成元件。
这种元件主要用于检测复原性气体、可燃性气体和液体蒸气。