气敏湿敏电阻传感器的应用

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4第二章第三节气敏、湿敏电阻传感器

(b) 电路汽车后窗玻璃自动去湿装置
房间湿度控制器
湿度控制器电路原理图
录像机结露报警控制电路
录像机结露检测电路
1 4
2 3 1—引引；2—陶陶； 3—感相感；4—多多多
湿敏电阻结构示意图
7.0 6.5
吸吸.0 5.5 5.0 4.5 4.0 40
50
70 80 相相相相 / %RH
60
90
氯化锂湿度—电阻特性曲线
氯化锂湿敏元件的优点：滞后小，不受测试环优点：优点境风速影响，检测精度高达±５% 缺点：缺点：耐热性差，不能用于露点以下测量，器件性能重复性不理想，使用寿命短
第3节气敏、湿敏电阻传感器气敏、
1、气敏传感器
类型原理检测对象
还原性气体、城市排放气体、丙烷气等
特
点
半导体式
若气体接触到加热的金属氧化物 ( SnO2、Fe2O3、ZnO2 等 ) ，电阻值会增大或减小可燃性气体接触到氧气就会燃烧，使得作为气敏材料的铂丝温度升高，电阻值相应增大利用化学溶剂与气体反应产生的电流、颜色、电导率的增加等利用与空气的折射率不同而产生的干涉现象根据热传导率差而放热的发热元件的温度降低进行检测由于红外线照射气体分子谐振而吸收或散射量进行检测
氯化锂湿敏电阻是利用吸湿性盐类潮解，离子导电率发生变化而制成的测湿元件。它由引线、基片、感湿层与电极组成。氯化锂通常与聚乙烯醇组成混合体，在氯化锂（LiCl）溶液中，Li和Cl均以正负离子的形式存在，而Li＋对水分子的吸引力强，离子水合程度高，其溶液中的离子导电能力与浓度成正比。当溶液置于一定温湿场中，若环境相对湿度高，溶液将吸收水分，使浓度降低，因此，其溶液电阻率增高。反之，环境相对湿度变低时，则溶液浓度升高，其电阻率下降，从而实现对湿度的测量。

传感器原理及工程应用——气敏传感器原理及应用

传感器原理及工程应用——气敏传感器原理及应用传感器原理及工程应用题目：气敏传感器系部：专业：班级：姓名：学号：年月日摘要气敏传感器是一种检测特定气体的传感器。

它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等，其中用的最多的是半导体气敏传感器。

它的应用主要有：一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、氟利昂（R11、R12）的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等。

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。

一、气敏传感器工作原理气体传感器的测试原理如图1所示。

将气体传感器RS和固定采样电阻R1进行串联分压,测得总回路电压Ui、采集R1两端电压Uo,并通过公式RS=(Ui/Uo-1)*R1就可以计算出气体传感器的电阻值。

当气体传感器检测不同浓度的待测气体时,其电阻值会发生一定的变化,通过动态检测这一变化,就可以获得响应时间、恢复时间、感应前后的电阻值、灵敏度等参数。

其中,RH是加热电阻。

二、所用到的气敏元件气体敏感元件，大多是以金属氧化物半导体为基础材料。

当被测气体在该半导体表面吸附后，引起其电学特性(例如电导率)发生变化。

流行的定性模型是：原子价控制模型、表面电荷层模型、晶粒间界势垒模型。

1、半导体气敏元件的特性参数（1）气敏元件的电阻值将电阻型气敏元件在常温下洁净空气中的电阻值，称为气敏元件(电阻型)的固有电阻值，表示为Ra。

一般其固有电阻值在(103～105)Ω范围。

测定固有电阻值Ra时, 要求必须在洁净空气环境中进行。

由于经济地理环境的差异，各地区空气中含有的气体成分差别较大，即使对于同一气敏元件，在温度相同的条件下，在不同地区进行测定，其固有电阻值也都将出现差别。

因此，必须在洁净的空气环境中进行测量。

第三章__气敏[2]

第三章气敏、湿敏电阻传感器第一节气敏电阻传感器的原理及结构工业、科研、生活、医疗、农业等许多领域都需要测量环境中某些气体的成分、浓度。

例如，煤矿中瓦斯气体浓度超过极限值时，有可能发生爆炸；家庭发生煤气泄漏时，将发生煤气中毒事件；农业塑料大棚中CO 2浓度不足时，农作物将减产；锅炉和汽车发动机汽缸燃烧过程中氧气含量不正确时，效率将降低，并造成环境污染。

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，再转换成电流、电压信号。

一、气敏电阻的构成气敏电阻的材料是金属氧化物，制作上通过化学计量比的偏离的杂质缺陷制成的。

金属氧化物半导体分为N 型半导体（如2SnO 、23Fe O 等）和P 型半导体（如O C O 、PbO ）等。

为了提高某种气敏电阻对某些气体成分的选择性和灵敏度，合成这些材料时，还掺入催化剂，如钯Pd 、铂Pt 等。

二、气敏电阻的原理及特性金属氧化物在常温下是绝缘体，制成半导体后却显示气敏特性，其机理是比较复杂的。

但是，这种气敏元件接触气体时，由于表面吸附气体，致使它的电阻率发生明显的变化却是肯定的。

这种对气体的吸附可分为物理吸附和化学吸附。

在常温下主要是物理吸附，是气体与气敏材料表面上分子的吸附，它们之间没有电子交换，不形成化学键。

若气敏电阻温度升高，化学吸附增加，在某一温度时达到最大值。

化学吸附是气体与气敏材料表面建立离子吸附，它们之间有电子的交换，存在化学键力。

若气敏电阻的温度再升高，由于解吸作用，两种吸附同时减小。

例如，用氧化锡（S n O 2）制成的气敏电阻，在常温下吸附某种气体后，其电阻率变化不大，表明此时是物理吸附。

若保持这种气体浓度不变，该元件的电导率随元件本身温度的升高而增加，尤其在100~300℃范围内电导率变化很大，表明此温度范围内化学吸附作用大。

气敏元件工作时需要本身的温度比环境温度高很多。

为此，气敏元件在结构上要有加热器，通常用电阻丝加热，如图3-1所示。

气敏、湿敏传感器精选全文

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。

气敏和湿敏电阻传感器图片及应用

5—补偿电阻 6－陶瓷片 7－TiO2氧敏电阻 8－进气口
9－引脚 2021/3/18
14
氧浓度传感器外形
可用于汽车尾气测量
2021/3/18
15
汽车尾气分析
2021/3/18
16
有毒气体传感器的使用
2021/3/18
17
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)。
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
2021/3/18
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
2021/3/18
5
酒精传感器的选择性
2021/3/18
NH3传感器
2021/3/18
11
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。
2021/3/18
12
二、二氧化钛氧浓度传感器
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。

第3章气湿热敏电阻传感器

3.4热电阻式传感器 • 3.4.1基本概念热电阻是利用导体材料的电阻随温度变化而变化的特性来实现对温度的测量的。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。 • 3.4.2工作原理 1、铂电阻铂电阻阻值与温度变化之间的关系可以近似用下式表示：
在0～630.74℃范围内，金属铂的电阻值与温度的关系为
3. 电阻温度系数热敏电阻的温度每变化1℃时电阻值的变化率叫做
热敏电阻的电阻温度系数。即：
R / R = T
4. 耗散系数H 热敏电阻器温度每变化1℃所耗散的功率变化量。
பைடு நூலகம்
5. 时间常数τ
热敏电阻器在零功率测量状态下，当环境温度突变
时电阻器的温度变化量从开始到最终变量的63.2％所需
的时间称为热敏电阻的时间常数 6. 最高工作温度Tmax
3.2 气敏传感器
3.2.1 概述气敏传感器是用来检测气体类别、浓度和成分的传感器。它将气体种类及其浓度等有关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱便可获得与待测气体在环境
中存在情况有关的信息。
用途：主要用于工业上天然气、煤气、石油化工等部门
的易燃、易爆、有毒、有害气体的监测、预报和自动控
S
Pd栅
D Al SiO2
N＋ P—Si
N＋
图 3-11 钯—MOS场效应晶体管的结构
3.2.3 气敏传感器应用
气体泄露报警、自动控制、自动测试等。
酒精测试仪
呼气管
家用气体报警器
家用气体报警器
图10-31是一种最简单的家用气体报警器电路。气-电转换器件采用测试回路高电压的直热式气敏元件TGS109。当室内可燃性气体增加时，由于气敏元件接触到可燃性性气体而其阻值降低，这样流经回路的电流便增加，可直

第八章气敏湿敏传感器(讲)

(2) 薄膜型气敏元件采用真空镀膜或溅射方法，在石英或陶瓷基片上制成金属氧化物薄膜（厚度0.1μm 以下），构成薄膜型气敏元件。氧化锌（ZnO）薄膜型气敏元件以石英玻璃或陶瓷作为绝缘基片，通过真空镀膜在基片上蒸镀锌金属，用铂或钯膜作引出电极，最后将基片上的锌氧化。
氧化锌敏感材料是N型半导体，当添加铂作催化剂时，对丁烷、丙烷、乙烷等烷烃气体有较高的灵敏度，而对H2、CO2等气体灵敏度很低。若用钯作催化剂时，对H2、CO有较高的灵敏度，而对烷烃类气体灵敏度低。因此，这种元件有良好的选择性，工作温度在400~500℃的较高温度。
108 107
R/Ω 20℃ 40℃
106
105 104 103 20
60℃
80℃
40
60
80 100 相对湿度/%
MgCr2O4-TiO2系湿度传感器的电阻—温度特性
（c）响应时间
响应时间特性如图。根据响应时间的规定，从图中可知，响应时间小于10s。
%RH 100 80 60 40 1%RH 50%RH 94%RH 50%RH
3、高分子湿度传感器
用有机高分子材料制成的湿度传感器，主要是利用其吸湿性与胀缩性。某些高分子电介质吸湿后，介电常数明显改变，制成了电容式湿度传感器；某些高分子电解质吸湿后，电阻明显变化，制成了电阻式湿度传感器；利用胀缩性高分子（如树脂）材料和导电粒子，在吸湿之后的开关特性，制成了结露传感器。
引线端
感湿膜
梳状电极
基片
（1）电阻—湿度特性
当环境湿度变化时，传感器在吸湿和脱湿两种情况的感湿特性曲线，如图。在整个湿度范围内，传感器均有感湿特性，其阻值与相对湿度的关系在单对数坐标纸上近似为一直线。吸湿和脱湿时湿度指示的最大误差值为(3～4)％RH。

气敏电阻应用

气敏电阻应用
气敏电阻是一种电子元器件，主要用于检测气体浓度变化。

它的内部结构由氧化物粉末和金属电极组成，当有害气体接触到氧化物粉末时，会导致电阻值发生变化，进而反映出气体浓度的变化。

气敏电阻广泛应用于空气质量检测、工业安全监测和家用智能化设备中。

例如，在空气净化器中，气敏电阻可以检测空气中的有害气体浓度，控制净化器的运行，保障空气质量。

此外，气敏电阻还可以用于燃气灶、烟雾报警器等家用设备中，检测有害气体浓度，保障家庭安全。

在工业生产中，气敏电阻也被广泛应用于检测有毒气体浓度，保障工人的安全。

总之，气敏电阻在现代生活和工业生产中发挥着重要作用，随着科技的不断进步，它的应用领域还将不断扩大。

- 1 -。

气敏传感器的原理及应用精选全文

可编辑修改精选全文完整版气敏传感器的原理及应用半导体气体传感器：半导体气体传感器是利用气体在半导体表面的氧化还原反应导致敏感元件组织发生变化而制成的。

当半导体器件被加热到稳定状态，在气体接触半导体表面而被吸附时，被吸附的分子首先在物体表面自由扩散，失去运动能量，一部分分子被蒸发掉，另一部分残留分子产生热分解吸附在物体表面。

当半导体的功函数小于吸附分子的亲和力，则吸附分子将从器件夺走电子而变成负离子吸附，半导体表面呈现电荷层。

[1]例如氧气，等具有负离子吸附倾向的气体被称为氧化型气体。

如果半导体的功函数大于吸附分子的离解能，吸附分子将向器件释放出电子，而形成正离子吸附。

具有正离子吸附倾向的气体有氢气、一氧化碳等，它们被称为还原性气体。

当氧化型气体吸附到n型半导体，还原性气体吸附到p型半导体上时，将使半导体载流子减少，而使电阻增大。

当还原型气体吸附到n型半导体上，氧化型气体吸附到p 型半导体上时，则载流子增多，半导体阻值下降。

非电阻型气体传感器也是半导体气体传感器之一。

它是利用mos二极管的电容-电压特性的变化以及mos场效应晶体管的阈值电压变化等特性而制成的气体传感器。

由于这类传感器的制造工艺成熟，便于器件集成化，因而其性能稳定价格便宜。

利用特定材料还可以使传感器对某些气体特别敏感。

催化燃烧式传感器：可燃气体报警器的原理基本上都是催化燃烧式催化燃烧式气体传感器是采用惠斯通电桥原理，由检测元件和补偿元件配对构成测量电桥，在一定温度条件下，可燃气体在检测元件载体表面及催化剂的作用下发生无焰燃烧，载体温度就升高，通过它内部的铂丝电阻也相应升高，从而使平衡电桥失去平衡，输出一个与可燃气体浓度成正比的电信号，再经过后期电路的放大、稳定和处理zui终显示可靠的数值。

电化学传感器：电化学传感器是两电极系统。

其工作电极和对电极由一薄层电解液隔开并经由一个很小的电阻联通外电路。

当气体扩散进入传感器后，在敏感电极表面进行氧化或还原反应，产生电流并通过外电路流经两个电极。

气敏、湿敏电阻传感器的应用

电阻发生变化 ↓
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。
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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
➢ 学价升高的气体。
➢ 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。
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 9－引脚
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氧浓度传感器外形（可用于汽车尾气测量）
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二、湿敏电阻传感器
（4）
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。
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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, 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℃ 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。
直热式的加热丝兼作电极。其结构简单、成本低、功耗小；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，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。
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（2）温湿度特性： SnO2传感器的阻值随温度、湿度上升而有规律地减小。因此除尽量保持恒温、恒湿外，其有效
电子式湿度传感器是近几十年，特别是近20年才迅速发展起来的。湿度传感器生产厂在产品出厂前都要采用标准湿度发生器来逐支标定，电子式湿度传感器的准确度可以达到2％一3％RH。

传感器与检测技术实训三气敏、湿敏传感器

第2章电阻式传感器
好好休息
第2章电阻式传感器 3、化学实验室有害气体鉴别
下图所示为有害气体鉴别器的电路。MQS2B是烟雾、有害气体传感器，平时阻值较高（10kΩ左右）。当有烟雾或有害气体进入时，阻值急剧下降。
第2章电阻式传感器
MQS2B的A、B两端电压下降时，＋12V电压经 MQS2B的压降减少，使得B的电压升高，经电阻R1和 RP分压、R2限流加到开关集成电路TWH8778的⑤端。当⑤端电压达到预定值时，①、②两端导通。
高分子式光纤湿敏传感器界限电流式湿敏传感器二极管式、石英振子、SAW式、微波式、热导式等
湿敏传感器的分类
第2章电阻式传感器
电阻式湿敏传感器
电阻式湿敏传感器是利用器件电阻值随湿度变化的基本原理来进行工作的，其感湿特征量为电阻值。
根据使用感湿材料的不同，电阻式湿敏传感器可分为：电解质式(氯化锂）陶瓷式高分子式
第2章电阻式传感器
这些气敏元件全部附有加热器，它的作用是使附着在探测部分处的油雾、尘埃等烧掉，同时加速气体氧化还原反应，从而提高元件的灵敏度和响应速度，一般加热到200℃～400℃。
第2章电阻式传感器
◎气敏元件的基本测量电路半导体式气敏传感器
的基本测量电路主要包括两部分：即气敏元件的加热回路和测试回路。
第2章电阻式传感器
气敏、湿敏电阻式传感器
☆气敏电阻传感器
利用半导体气敏元件同气体接触，造成半导体性质变化，借此来检测待定气体的成分或者测量其浓度的传感器的总称。
气敏传感器主要用于工业上天然气、煤气、石油化工等部门的易燃、易爆、有毒、有害气体的监测、预报和自动控制。
气敏电阻的材料是金属氧化物

传感器(9 气敏、湿敏)

9.1.4应用举例家用有毒气体探测报警器
一氧化碳、液化气，甲烷、丙烷都是有毒可燃气体，当空气中达到一定浓度时．将危及人的健康与安全。此电路线路简单，具有很高的灵敏度，对探测上述有毒气体是行之有效的。
1.传感器
2.探测报警电路如图所示。
用QM—N10气敏传感器作为探测头，它是一种新型的低功耗、高灵敏度的气敏元件。
9.2.6应用实例
1.烹调设备湿度控制的应用实例
湿敏传感器安装在烹调设备的排气口，根据湿度变化控制烹调过程的进行。
2. 湿度测量系统方框图
作业：
一、课后习题1、2。二、简述电容式湿敏传感器的工作原理。三、气敏传感器中加热器的作用是什么？四、设计家用有毒气体报警器的报警电路。五、判断题： 1、当氧化性气体吸附到N型半导体上，还原性气体吸附到P型半导体时，将使载流子增加，电阻减小。２、具有负离子吸附倾向的气体有02和NOx，称为氧化性气体。３、气敏传感器使用时通常需要4分钟左右的预热时间。４、氯化锂湿敏传感器一般选用交流电供电源。六、湿敏传感器通常由————、———、————三部分组成。气敏传感器由————、———、————三部分组成。
2.陶瓷湿敏传感器
金属氧化物陶瓷构成的湿敏传感器有离子型和电子型两种。离子型陶瓷湿敏传感器：由绝缘材料制成的多微孔陶瓷元件对水分子具有物理吸附作用（毛细作用），因而在潮湿气氛中呈现出 H+离子，使元件的电导率增加。处于实用阶段的这类传感器分别以：α-Fe2O3、K2CO3，ZnO、V2O5、Li2O为主要成分。电子型陶瓷湿敏元件：利用分子在氧化物表面上的化学吸附导致元件电导率改变进行湿度测量。图9.15是氧化锆—氧化镁合成陶瓷湿度传感器。电热元件用于加热（300~700 ℃ ）和清洗污物。外壳保证传感器在高温下使用的热稳定性。这类传感器已应用于食品加工、空调和干燥器等设备中。

3.1.2 气敏传感器的功能及应用场合

气敏传感器的功能及应用场合1．甲烷传感器功能：一般采用载体催化元件为检测元件。

产生一个与甲烷的含量成比例的微弱信号，经过多级放大电路放大后产生一个输出信号，送入单片机片内A/D转换输入口，将此模拟量信号转换为数字信号。

然后单片机对此信号进行处理，并实现显示，报警等功能。

应用场合：甲烷传感器在煤矿安全检测系统中用于煤矿井巷、采掘工作面、采空区、回风巷区、机电峒室等处连续检测甲烷浓度，当甲烷浓度超限时，能自动发出声、光报警，可供煤矿井下作业人员，甲烷检测人员，井下管理人员等随身携带使用。

2．一氧化碳传感器功能：一氧化碳气体传感器与报警器配套使用，是报警器中的核心检测元件，它是以定电位电解为基本原理。

当一氧化碳扩散到气体传感器时，其输出端产生电流输出，提供给报警器中的采样电路，起着将化学能转化为电能的作用。

当气体浓度发生变化时，气体传感器的输出电流也随之成正比变化，经报警器的中间电路转换放大输出，以驱动不同的执行装置，完成声、光和电等检测与报警功能，与相应的控制装置一同构成了环境检测或监测报警系统。

应用场合：一氧化碳传感器广泛使用在矿山，汽车，家庭等空气质量安全检测的地方。

3．氧气传感器功能：氧气传感器简单来说是一个密封容器（金属的或塑料的容器），它里面包含有两个电极：阴极是涂有活性催化剂的一片PTFE（聚四氟乙烯），阳极是一个铅块。

这个密封容器只在顶部有一个毛细微孔，允许氧气通过进入工作电极。

两个电极通过集电器被连接到传感器表面突出的两个引脚，而传感器通过这两个触角被连接到所应用的设备上。

传感器内充满电解质溶液，使不同种离子得以在电极之间交换。

进入传感器的氧气的流速取决于传感器顶部的毛细微孔的大小。

当氧气到达工作电极时，它立刻被还原释放出氢氧根离子。

这些氢氧根离子通过电解质到达阳极（铅），与铅发生氧化反应，生成对应的金属氧化物。

两个反应发生生成电流，电流大小相应地取决于氧气反应速度（法拉第定律），可外接一只已知电阻来测量产生的电势差，这样就可以准确测量出氧气的浓度。

12-湿敏传感器及其应用

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第12章湿敏传感器及其应用
利用金属硒蒸发膜或无定型硒蒸发膜都可以做湿敏器件。一般来说,硒蒸发膜的湿敏器件的电阻值比锗蒸发膜的湿敏器件电阻值低,被测湿度范围较大,但它也有和锗膜湿敏器件同样的需要较长老化时间的缺点。
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第12章湿敏传感器及其应用
图为硒蒸发膜湿度传感器的结构,在绝缘瓷管表面上镀一层铂膜,然后以细螺距将铂膜刻成宽约0.1cm的螺旋状,以此作为两个电极。在两个电极之间蒸发上硒,A 为铂电极,B为硒蒸发膜层。图8.34为硒蒸发膜湿度传感器的电阻-湿度特性。由于这种传感器不使用吸湿性盐和固定剂,所以能够在高温下长期连续使用。
电阻温度系数（%/°C）
R2 R1 R1T
100
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第12章湿敏传感器及其应用
感湿温度系数（%RH/°C） H2 H1 T
式中,ΔT为一个温度(25°C)与另一规定环境温度之差;H1为温度为25°C时湿度传感器的某一电阻值对应的相对湿度值;H2为另一规定环境温度下,湿度传感器的同一电阻值对应的另一相对湿度值。
第12章湿敏传感器及其应用
第12章湿敏传感器及其应用
12.1 湿敏传感器概述
一、湿度及其表示
湿度是指大气中的水蒸气含量.
在物理学和气象学中,对大气（空气）湿度的表征通常使用绝
对湿度、相对湿度和露（霜）点湿度。在一定温度和压力条
件下,单位体积的混合气体中所含水蒸气的质量为绝对湿度:
PV
mV V
mV为待测混合气体中所含水蒸气的质量；V为待测混合气体的总体积；PV为待测混合气体的绝对湿度，其单位为g/m3
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第12章湿敏传感器及其应用
相对湿度是指气体的绝对湿度与同一温度下达到饱和状态的绝对湿度PS的百分比,即满足如下关系: