应变式传感器及其应用

①一致性判定。同一类型、同一厂家的湿度传感器产品最好一次购买两支以 上，越多越能说明问题。将几支湿度传感器放在一起通电比较检测输出值， 在相对稳定的条件下，观察测试的一致性。若要进一步检测，可在24小时内 间隔一段时间记录，通过观察一天内高、中、低三种湿度和温度情况变化， 可以较全面地了解产品的一致性、稳定性和温度补偿特性。 ② 用嘴呵气，或利用其他加湿手段对传感器加湿，观察其灵敏度、重复性、 升湿脱湿性能、分辨率，产品的最高量程等。 ③ 对产品作开盒和关盒两种情况的测试，比较是否一致，观察其热效应情 况。 ④ 对产品在高温状态和低温状态（根据说明书标准）性能进行测试，然 后恢复到正常状态下检测与实验前的记录做比较，考查产品的温度适应性， 并观察产品的一致性情况。
1. 湿度的概念 湿度是指物质中所含水蒸气的量，目前的湿度传感器多数是测量气体中的水蒸气 含量。通常用绝对湿度、相对湿度和露点（或露点湿度）来表示。 （1）绝对湿度 （2）相对湿度 （3）露点 2. 湿度传感器的应用 （1） 湿度传感器的分类 湿度传感器分为电阻式和电容式两种，是由湿敏元件配以相应的检测、控制电路 构成。 （2） 湿敏传感器的特性 ① 精度和长期稳定性。 ② 温度系数。 ③ 供电。 ④ 互换性。 ⑤ 湿度校正。 （3）对湿度传感器性能作初步判断的几种方法

2. DM106B（索尼）
10.2.2 磁敏晶体管


磁敏二极管由锗或硅半导体材料制成。 磁敏二极管的磁灵敏度可达10000(mA/T)，而且磁感应强度 在0.1T以下其输出为线性。它不但能检测磁场的大小，并能 测出磁场方向。测试电路简单，可以制成掌上小量程高斯计、 漏磁测量仪、磁力探伤仪及磁力探矿仪器、仪表等。另外， 它还可制成机床的接近开关、电子计算机键盘等无触点开关。 磁敏三极管与磁敏二极管原理相同，灵敏度高于磁敏二极管。
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半导体气敏传感器 的基本工作电路
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1. 气敏元件与气敏传感器的应用 (1) 气敏元件 氧化锌元件是比较常用的一种气敏元件。 根据所用催化剂的不同，可以推测环境空气中大体含有哪些气体。比如 Ｎ型半导体氧化锌与少量的三氧化二铬混合后，如有催化剂铂存在，其 元件的阻值与环境气体中的乙烷、丙烷、异丁烷的含量有关，这些气体 含量越高，这种气敏元件阻值越小。 也可以使用以三氧化二铁为主的气敏元件。 这类材质也是Ｎ型半导体材料，它分为两种：分别为α—三氧化二铁和 γ—三氧化二铁。前者用来监测液化石油气；后者用来监测乙烷、丙烷、 丁烷、氢气和以甲烷ห้องสมุดไป่ตู้主的天然气，还可以用来检测乙醇气体。 （2）家用煤气报警控制器
葡萄糖在GOD参加下被氧化，在反应过程中所消耗的氧随葡萄糖量的变化而变 化。在反应过程中有一定量水参加时，其产物是葡萄糖酸和H2O2，因为在电 化学测试中反应电流与生成的H2O2浓度成比例,可换算成葡萄糖浓度。通常， 对葡萄糖浓度的测试方法有两种：一是测量氧的消耗量。即将葡萄糖氧化酶固 定化膜与02电极组合。葡萄糖在酶电极参加下，反应生成02，由隔离型O2电 极测定。这种O2电极是将Pb阳极与Pt阴极浸入浓碱溶液中构成电池。阴极表 面用氧穿透膜覆盖，溶液中的氧穿过膜到达Pt电极上，此时有被还原的阴极电 流流过，其电流值与含氧浓度成比例。二是测量H2O2生成量的葡萄糖传感器。 这种传感器是由测量H2O2电极与（GOD）固定化膜相结合而组成。葡萄糖和 缓冲液中的氧与固定化葡萄糖酶进行反应。反应槽内装满PH为7.0的磷酸缓冲 液，用Pt-Ag构成的固体电极，用固定化GOD膜密封，在Ag阴极和Pt阳极间加 上0.64V的电压，缓冲液中有空气中的O2。在这种条件下，一旦在反应槽内注 入血液，血液中的高分子物质如抗坏血酸、胆红素、血红素及血细胞类被固定 化膜除去，仅仅是血液中的葡萄糖和缓冲液中的O2与固定化葡萄糖氧化酶进行 反应，在反应槽内生成H2O2，并不断扩散到达电极表面，在阳极生成O2和反 应电流；在阴极，O2被还原生成H2O2。因此，在电极表面发生的全部反应是 H2O2分解，生成H2O2和O2。这时有反应电流流过。因为反应电流与生成的 H2O2浓度成比例，在实际测量中可换算成葡萄糖浓度。

10.4 生物传感器及其应用
10.4.1生物传感器工作原理及结构 10.4.2生物传感器应用

10.4.1生物传感器工作原理及结构
1.酶传感器 酶传感器的基本原理是利用电化学装置检测酶在催化反应中生成或消耗 的物质（电极活性物质），将其变换成电信号输出。这种信号变换通常 有两种，即电位法和电流法。 电位法是通过不同离子生成在不同感觉体上，从测得的膜电位去计 算与酶反应的有关的各种离子的浓度。一般采用NH4+电极（NH3电 极）、H+电极、C02电极等。 电流法是通过与酶反应有关的物质的电极反应，得到电流值来计算 被测物质的方法。其电化学装置采用的电极是O2电极、燃料电池型电 极和H2O2电极等。 2.葡萄糖传感器
高等职业教育电子信息类贯通制教材（机电技术专业）
传感器原理及应用技术 （第2版）
主 编 刘伟
电子工业出版社
第10章 其他传感器及其应用

10.1 湿敏传感器及其应用 10.2 磁敏传感器及其应用 10.3 气敏传感器及其应用 10.4 生物传感器及其应用 小 结
10.1湿敏传感器

（4）湿度传感器典型测量电路 电桥电路
欧姆定律电路
带温度补偿的湿度测量电路
10.2 磁敏传感器及其应用
10.2.1 磁敏电阻 10.2.2 磁敏晶体管 10.2.3 磁敏传感器的应用

10.2.1 磁敏电阻


当外加磁场增加时，电阻的阻值也随之增加的现象叫磁阻效应，利用这 种效应制成的元件称为磁敏电阻。金属和半导体材料都有磁阻效应，但 半导体材料的磁阻效应显著，故目前生产的磁敏电阻都是用半导体材料 制成。 1. MR214A/223A（日本电气）
10.3 气敏传感器及其应用


气敏传感器是一种把气体中的特定成分和浓度检测出来,并将 它转换成电信号的器件。 目前工厂和家庭中最常用的几种气敏传感器主要是半导体式 及接触燃烧式。 半导体式气敏传感器的品种很多，其中金属氧化物半导体材 料制成的传感器数量最多（占气敏传感器的首位），其特性 和用途也各不相同。金属氧化物半导体材料主要有SnO2系 列、ZnO系列及Fe2O3系列，由于它们的添加物质各不相同， 所以能检测的气体也不同。 U+
10.2.3 磁敏传感器的应用

由于磁敏传感器对磁敏感，因此均可用于转速、磁性产品计数和角位移 的测量。

采用图形识别传感器能检测纸片、纸币等上面的磁性图形或记号，输出 相对应于图形的信号波形。由于磁性图形印刷在纸片上，所以检测信号 十分微弱，需要经过放大电路放大，由示波器或记录器将波形显示出来。