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气敏元件的基本测量电路, 气敏元件的基本测量电路
图中EH为加热电源 为测量电源, 图中 为加热电源, EC为测量电源 电阻中气敏电阻值的变 为加热电源 为测量电源 化引起电路中电流的变化, 输出电压（信号电压）由电阻Ro 化引起电路中电流的变化 输出电压（信号电压）由电阻 上取出。 特别在低浓度下灵敏度高, 而高浓度下趋于稳定值。 上取出。 特别在低浓度下灵敏度高 而高浓度下趋于稳定值。 因此, 常用来检查可燃性气体泄漏并报警等。 因此 常用来检查可燃性气体泄漏并报警等。
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当长期存放后再通电时， 当长期存放后再通电时，在一段时间内传感器阻值一般高 出正常值20 左右，而以后慢慢恢复至正常稳定值， 20% 出正常值20%左右，而以后慢慢恢复至正常稳定值， 这一特性 称作初期稳定特性 初期稳定特性。 称作初期稳定特性。初期稳定时间与传感器种类及工作温度有 直热式较长，傍热式较短。 关，直热式较长，傍热式较短。 为缩短初期恢复时间和初期稳定时间， 在开始使用时， 为缩短初期恢复时间和初期稳定时间 ， 在开始使用时 ， 要进行一段时间的高温处理， 同时在构成控制电路时应加延 要进行一段时间的高温处理， 时电路。若将气体敏感膜、 时电路。若将气体敏感膜、加热器和温度测量探头集成在一块 硅片上， 则构成集成气敏传感器。 硅片上， 则构成集成气敏传感器。 主要检测对象 （4） 主要检测对象 烧结型气体传感器主要用来检测甲烷、丙烷、一氧化碳、 烧结型气体传感器主要用来检测甲烷、丙烷、一氧化碳、 氢气、 酒精、 硫化氢等。 氢气、 酒精、 硫化氢等。
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烧结型气体传感器的工作特性 烧结型气体传感器的工作特性 气敏特性： CO、 碳氢化合物等( （ 1 ） 气敏特性 ： 遇 H2 、 CO 、 碳氢化合物等 ( 还原性即可 燃性)气体， 材料表面层电阻率减小； 等氧化性气体时， 燃性)气体， 材料表面层电阻率减小；遇O2等氧化性气体时， 材料表面层电阻率增大。 在检测前， 材料表面已经吸着氧， 材料表面层电阻率增大 。 在检测前 ， 材料表面已经吸着氧 ， 所以对可燃性气体更敏感。最佳工作温度一般多在200 500℃ 200～ 所以对可燃性气体更敏感。最佳工作温度一般多在200～500℃ 范围内。为使传感器能在这样高的温度范围内稳定工作， 范围内。为使传感器能在这样高的温度范围内稳定工作，具有 高温稳定性的半导体材料只有金属氧化物， 常见的是SnO 高温稳定性的半导体材料只有金属氧化物 ， 常见的是 SnO2 和 ZnO。 ZnO。 直热式的加热丝兼作电极。 其结构简单、 成本低、 直热式的加热丝兼作电极。 其结构简单、 成本低、 功耗 的加热丝兼作电极 但热容量小， 易受环境气流影响； 因加热丝热胀冷缩， 小； 但热容量小， 易受环境气流影响； 因加热丝热胀冷缩， 易使之与材料接触不良； 在测量电路中， 易使之与材料接触不良； 在测量电路中， 信号电路和加热电 路相互干扰。间接式加热丝和电极分立 有好的稳定性。 加热丝和电极分立， 路相互干扰。间接式加热丝和电极分立，有好的稳定性。
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气敏传感器能够检测气体的种-传感器及应用 传感器及应用 广东机电职业技术学院
家庭用煤气报警器
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一、气敏电阻传感器
气敏电阻是一种半导体敏感器件， 气敏电阻是一种半导体敏感器件，它是利用气体的吸附而使 电阻是一种半导体敏感器件 半导体本身的电导率发生变化这一机理来进行检测的。 半导体本身的电导率发生变化这一机理来进行检测的。人们 发现某些氧化物半导体材料如SnO2、ZnO、Fe2O3、MgO 发现某些氧化物半导体材料如 、 、 、 、NiO、BaTiO3等都具有气敏效应。 、 等都具有气敏效应
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家庭用液化气报警器
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一氧化碳检测仪
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矿灯瓦斯报警器电路
RK-2000P可燃气体报警器采用高档 可燃气体报警器采用高档CPU及高精度 及高精度A/D转换器设计 可燃气体报警器采用高档 及高精度 转换器设计 而成，可同时挂接多只探测器， 而成，可同时挂接多只探测器，当被检测气体浓度超过报警设定值 仪器发出声光二级报警信号，同时启动外部联动， 时，仪器发出声光二级报警信号，同时启动外部联动，从而阻止或 降低现场的危险程度，达到排除险情的目的。 降低现场的危险程度，达到排除险情的目的。
气敏电阻工作原理： 气敏电阻工作原理： 气体的成分、 气体的成分、浓度等参数变化 ↓ 电阻发生变化 ↓ 转换为电流、 转换为电流、电压信号
主要可分为：测量还原性气体和测量氧气浓度的两大类。 主要可分为：测量还原性气体和测量氧气浓度的两大类。
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气敏电阻工作原理动画演示
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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， 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。 化学价升高的气体。 还原性气体多数属于可燃性气体等.氢气、 还原性气体多数属于可燃性气体等.氢气、一氧化 碳，硫化氢 ,甲烷，一氧化硫 。 甲烷， 测量还原性气体的气敏电阻一般是用SnO ZnO或 测量还原性气体的气敏电阻一般是用SnO2、ZnO或 等金属氧化物粉料添加少量铂催化剂、 Fe2O3等金属氧化物粉料添加少量铂催化剂、激活 剂及其它添加剂， 剂及其它添加剂，按一定比例烧结而成的半导体 器件。 器件。
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MQN型气敏电阻结构及测量电路 型气敏电阻结构及测量电路
1－引脚 2－塑料底座 3－烧结体 4－不锈钢网罩 － － － － 5－加热电极 6－工作电极 7－加热回路电源 8－测量回路电源 － － － －
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项目九：气敏、 项目九：气敏、湿敏电阻传感器的应用
功用：检测环境气体成分及浓度、 功用：检测环境气体成分及浓度、检测环境湿 度，并对其进行控制和显示的重要器件。 并对其进行控制和显示的重要器件。 应用领域：在环境保护、家用电器、消防、 应用领域：在环境保护、家用电器、消防、农 业生产和安全生产等方面。 业生产和安全生产等方面。
酒 精 传 感 器
NH3 传 感 器
传感器
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其他还原性气体传感器
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呼气管
手持数字酒精测试仪
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传感器的阻值随温度、 （2） 温湿度特性： SnO2传感器的阻值随温度、 湿度上 ） 温湿度特性： 升而有规律地减小。 因此除尽量保持恒温、 恒湿外， 升而有规律地减小。 因此除尽量保持恒温、 恒湿外， 其有效 措施是选用温湿度特性好的气敏元件及在电路中进行温湿度 措施是选用温湿度特性好的气敏元件及在电路中进行温湿度 补偿。 补偿。 初期恢复特性及初期稳定特性： （3） 初期恢复特性及初期稳定特性： 经短期存放再通 电时，传感器电阻值有短暂的急剧变化（减小），这一特性称 电时，传感器电阻值有短暂的急剧变化（减小），这一特性称 ）， 为初期恢复特性，它与元件种类、存放时间及存放环境有关。 为初期恢复特性，它与元件种类、存放时间及存放环境有关。 存放时间愈长，初期恢复时间亦愈长，存放7～15天后的初期 存放时间愈长，初期恢复时间亦愈长，存放7 15天后的初期 恢复时间一般约在2 min之内 之内。 恢复时间一般约在2～5 min之内。
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例如, 用氧化锡制成的气敏元件, 例如 用氧化锡制成的气敏元件 在常温下吸附某种气 体后, 其电导率变化不大, 若保持这种气体浓度不变, 体后 其电导率变化不大 若保持这种气体浓度不变 该器件 的电导率随器件本身温度的升高而增加, 尤其在100~300℃ 的电导率随器件本身温度的升高而增加 尤其在 ℃ 范围内电导率变化很大。显然 范围内电导率变化很大。显然, 半导体电导率的增加是由于 多数载流子浓度增加的结果。 多数载流子浓度增加的结果。 氧化锡、 氧化锌材料气敏元件输出电压与温度的关系 氧化锡、 如下图（ ）所示。 如下图（b）所示。 由上述分析可以看出, 由上述分析可以看出 气敏元件工作时需要本身的温度 比环境温度高很多。因此 气敏元件结构上, 电阻丝加热, 比环境温度高很多。因此, 气敏元件结构上 有电阻丝加热 结构如图所示, 1和2是加热电极 3和4是气敏电阻的一对电 结构如图所示 和 是加热电极, 和 是气敏电阻的一对电 是加热电极 是气敏电阻 极。
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