气敏电阻.ppt
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2019/3/23 18
湿度传感器的分类
2019/3/23
19
水蒸气的凝结将给仪器设备带来各种危害
2019/3/23
20
湿度对电子元件的影响
当环境的相对湿度增大时，物体表面就 会附着一层水膜，并渗入材料内部。这不仅 降低了绝缘强度，还会造成漏电、击穿和短 路现象；潮湿还会加速金属材料的腐蚀并引 起有机材料的霉烂。
NH3传感器
2019/3/23 11
TiO2氧浓度传感器结构及测量转换电路 a）结构 b）测 半导体材料二氧化钛（TiO2）属于N型半导体， 量转换电路
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。
2019/3/23
2019/3/23
21
露点
降低温度 会产生结露现 象。露点与农 作物的生长有 很大关系，结 露也严重影响 电子仪器的正 常工作，必须 予以注意。
测量露点的仪器
2019/3/23 22
露点传感器外形
2019/3/23
23
电子湿度计模块
封装后 的外形
2019/3/23
24
电子式温湿度计
2019/3/23
第二章：第三节
气敏电阻
使用气敏电阻传感器（以下简称气敏电阻），可 以把某种气体的成分、浓度等参数转换成电阻变化量， 再转换为电流、电压信号。 气敏电阻品种繁多，主要有可测量还原性气体和 测量氧气浓度的两大类。 一、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。 测量还原性气体的气敏电阻一般是用SnO2、ZnO 或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，按一定比例烧结而成的半导体器件。
15
汽车尾气分析
2019/3/23
16
有毒气体传感器的使用
2019/3/23
17
第四节
湿敏电阻传感器
绝对湿度：是指大气中水汽的密度，即每 一立方米大气中所含水汽的质量(克数)。 相对湿度：是大气中实有水汽压与当时温 度下饱和水汽压的百分比，是日常生活中常用 来表示湿度大小的方法。当相对湿度达100%时， 称饱和状态。 湿敏电阻的原理：水是一种强极性的电解 质。水分子极易吸附于固体表面并渗透到固体 内部，引起半导体的电阻值降低，因此可以利 用多孔陶瓷、三氧化二铝等吸湿材料制作湿敏 电阻。
25
机械式、电子式温湿度计对比
2019/3/23
26
陶瓷湿度传感器特性曲线
在右图所 示的陶瓷湿度 传感器特性曲 线中，纵坐标 的标度有何特 点？ 其电阻率 变化约有多少 个数量级？
2019/3/23 27
电子相对湿度仪表的标定仪器
干球
湿球 干湿球湿度计外形及原理
2019/3/23 28
用干湿球湿度计测量相对湿度的原理
图2-24
MQN型气敏电阻结构及测量电路
2019/3/23
2
MQN 型气敏半导体器件是由塑料底座、电极引 线、不锈钢网罩、气敏烧结体以及包裹在烧结体中的 两组铂丝组成。一组铂丝为工作电极，另一组（下图 中的左边铂丝）为加热电极兼工作电极。 气敏电阻工作时必须加热到200300℃，其目的 是加速被测气体的化学吸附和电离的过程并烧去气敏 电阻表面的污物（起清洁作用）。
2019/3/23 13
图2-26 TiO2氧浓度传感器结构及测量转换电路
a）结构
b）测量转换电路
1－外壳（接地）2－安装螺栓 3－搭铁线 4－保护管 5—补偿电阻 6－陶瓷片 7－TiO2氧敏电阻 8－进气口 2019/3/23 14 9－引脚
氧浓度传感器外形
可用于汽车 尾气测量
2019/3/23
风
玻璃酒精 温度计
棉球 水槽
上页中，左边的玻璃温度计（湿球）用湿 棉球包裹，并浸没在水槽里。湿棉球由于水份 蒸发，所以其温度低于室温，致使湿球的示值 低于干球。查对应的湿度表就可知道空气的相 对湿度。虽然干湿球湿度计的历史悠久，但现 在还经常用它作为电子相对湿度仪表的标定仪 器。
第 三 节作业
P38，11、12 （本章作业共6道题）
a）气敏烧结体 b）气敏电阻外形 c）基本测量转换电路 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
2019/3/23 3
气敏电阻外形
其他可燃性 气体传感器
酒精传感器
酒精测试仪
呼气管
2019/3/23
5
酒精传感器的选择性
2019/3/23
6
气敏半导体的灵敏度特性曲线
观察右图这 些曲线，有何特 点？可以得出哪 些启示？请说明 非线性特性对浓 度超限报警是否 有利，为什么？
2019/3/23
7
家庭用煤气报警器
2019/3/23
8
家庭用液化气 报警器Fra bibliotek2019/3/23
9
一氧化碳传感器
2019/3/23
10
其他气体传感器
甲烷传感器
2019/3/23
30
休息一下
2019/3/23
31
12
二、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。 图 2-26 是用于汽车或燃烧炉排放气体中的氧浓度 传感器结构图及测量转换电路。二氧化钛气敏电阻 与补偿热敏电阻同处于陶瓷绝缘体的末端。当氧气 含量减小时，RTiO2的阻值减小，Uo增大。 在图b中，与TiO2气敏电阻串联的热敏电阻Rt 起温 度补偿作用。当环境温度升高时，TiO2气敏电阻的 阻值会逐渐减小，只要Rt也以同样的比例减小，根 据分压比定律，Uo不受温度影响，减小了测量误差。
湿度传感器的分类
2019/3/23
19
水蒸气的凝结将给仪器设备带来各种危害
2019/3/23
20
湿度对电子元件的影响
当环境的相对湿度增大时，物体表面就 会附着一层水膜，并渗入材料内部。这不仅 降低了绝缘强度，还会造成漏电、击穿和短 路现象；潮湿还会加速金属材料的腐蚀并引 起有机材料的霉烂。
NH3传感器
2019/3/23 11
TiO2氧浓度传感器结构及测量转换电路 a）结构 b）测 半导体材料二氧化钛（TiO2）属于N型半导体， 量转换电路
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。
2019/3/23
2019/3/23
21
露点
降低温度 会产生结露现 象。露点与农 作物的生长有 很大关系，结 露也严重影响 电子仪器的正 常工作，必须 予以注意。
测量露点的仪器
2019/3/23 22
露点传感器外形
2019/3/23
23
电子湿度计模块
封装后 的外形
2019/3/23
24
电子式温湿度计
2019/3/23
第二章：第三节
气敏电阻
使用气敏电阻传感器（以下简称气敏电阻），可 以把某种气体的成分、浓度等参数转换成电阻变化量， 再转换为电流、电压信号。 气敏电阻品种繁多，主要有可测量还原性气体和 测量氧气浓度的两大类。 一、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。 测量还原性气体的气敏电阻一般是用SnO2、ZnO 或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，按一定比例烧结而成的半导体器件。
15
汽车尾气分析
2019/3/23
16
有毒气体传感器的使用
2019/3/23
17
第四节
湿敏电阻传感器
绝对湿度：是指大气中水汽的密度，即每 一立方米大气中所含水汽的质量(克数)。 相对湿度：是大气中实有水汽压与当时温 度下饱和水汽压的百分比，是日常生活中常用 来表示湿度大小的方法。当相对湿度达100%时， 称饱和状态。 湿敏电阻的原理：水是一种强极性的电解 质。水分子极易吸附于固体表面并渗透到固体 内部，引起半导体的电阻值降低，因此可以利 用多孔陶瓷、三氧化二铝等吸湿材料制作湿敏 电阻。
25
机械式、电子式温湿度计对比
2019/3/23
26
陶瓷湿度传感器特性曲线
在右图所 示的陶瓷湿度 传感器特性曲 线中，纵坐标 的标度有何特 点？ 其电阻率 变化约有多少 个数量级？
2019/3/23 27
电子相对湿度仪表的标定仪器
干球
湿球 干湿球湿度计外形及原理
2019/3/23 28
用干湿球湿度计测量相对湿度的原理
图2-24
MQN型气敏电阻结构及测量电路
2019/3/23
2
MQN 型气敏半导体器件是由塑料底座、电极引 线、不锈钢网罩、气敏烧结体以及包裹在烧结体中的 两组铂丝组成。一组铂丝为工作电极，另一组（下图 中的左边铂丝）为加热电极兼工作电极。 气敏电阻工作时必须加热到200300℃，其目的 是加速被测气体的化学吸附和电离的过程并烧去气敏 电阻表面的污物（起清洁作用）。
2019/3/23 13
图2-26 TiO2氧浓度传感器结构及测量转换电路
a）结构
b）测量转换电路
1－外壳（接地）2－安装螺栓 3－搭铁线 4－保护管 5—补偿电阻 6－陶瓷片 7－TiO2氧敏电阻 8－进气口 2019/3/23 14 9－引脚
氧浓度传感器外形
可用于汽车 尾气测量
2019/3/23
风
玻璃酒精 温度计
棉球 水槽
上页中，左边的玻璃温度计（湿球）用湿 棉球包裹，并浸没在水槽里。湿棉球由于水份 蒸发，所以其温度低于室温，致使湿球的示值 低于干球。查对应的湿度表就可知道空气的相 对湿度。虽然干湿球湿度计的历史悠久，但现 在还经常用它作为电子相对湿度仪表的标定仪 器。
第 三 节作业
P38，11、12 （本章作业共6道题）
a）气敏烧结体 b）气敏电阻外形 c）基本测量转换电路 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
2019/3/23 3
气敏电阻外形
其他可燃性 气体传感器
酒精传感器
酒精测试仪
呼气管
2019/3/23
5
酒精传感器的选择性
2019/3/23
6
气敏半导体的灵敏度特性曲线
观察右图这 些曲线，有何特 点？可以得出哪 些启示？请说明 非线性特性对浓 度超限报警是否 有利，为什么？
2019/3/23
7
家庭用煤气报警器
2019/3/23
8
家庭用液化气 报警器Fra bibliotek2019/3/23
9
一氧化碳传感器
2019/3/23
10
其他气体传感器
甲烷传感器
2019/3/23
30
休息一下
2019/3/23
31
12
二、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。 图 2-26 是用于汽车或燃烧炉排放气体中的氧浓度 传感器结构图及测量转换电路。二氧化钛气敏电阻 与补偿热敏电阻同处于陶瓷绝缘体的末端。当氧气 含量减小时，RTiO2的阻值减小，Uo增大。 在图b中，与TiO2气敏电阻串联的热敏电阻Rt 起温 度补偿作用。当环境温度升高时，TiO2气敏电阻的 阻值会逐渐减小，只要Rt也以同样的比例减小，根 据分压比定律，Uo不受温度影响，减小了测量误差。