谢谢观看—*——*——*——*——*——*—目录页CONTENTSPAGE—*——*—过渡页TRANSITIONPAGE—*——*——*——*—检测与传感器应用技术气敏传感器气敏传感器的基本原理及测量电路一气体检测电路的设计二一气敏传感器的基本原理及测量电路1.气敏传感器的定义气敏传感器的定义：能够感知环境中某种气体及其浓度的一种敏感器件，它将气体种类及其浓度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。半导体气敏传感器气敏传感器类型：接触燃烧式气敏传感器电化学气敏传感器2.气敏传感器外形半导体气敏传感器应用最多。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、氟利昂的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等。3.半导体式气敏传感器的结构及工作原理半导体式气敏传感器：利用半导体气敏元件同气体接触，造成半导体性质发生变化的原理来检测特定气体的成分或者浓度。半导体式气敏传感器可分为：电阻式非电阻式半导体式气敏传感器电阻式烧结型薄膜型厚膜型二极管气敏传感器MOS二极管气敏传感器Pd—MOSFET气敏传感器非电阻式半导体式气敏传感器的分类4.电阻式气敏传感器的结构SnO2系列气敏元件有烧结型、薄膜型和厚膜型三种。烧结型应用最广泛性。其敏感体用粒径很小(平均粒径≤１μm)的SnO2粉体为基本材料，根据需要添加不同的添加剂，混合均匀作为原料。主要用于检测可燃的还原性气体，其工作温度约300℃。根据加热方式，分为直接加热式和旁热式两种。旁热式现在比较常用。电极加热器瓷绝缘管旁热式气敏器件结构及符号SnO2烧结体123456（a）结构（b）符号旁热式气敏器件结构及符号电阻式气敏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阻值变化而制成的。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表面物性自由扩散，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而固定在吸附处（化学吸附）。5.气敏传感器基本原理N型半导体吸附气体时器件阻值变化图P型半导体吸附气体时器件阻值变化图氧化型气体＋N型半导体：载流子数下降，电阻增加还原型气体＋N型半导体：载流子数增加，电阻减小氧化型气体＋P型半导体：载流子数增加，电阻减小还原型气体＋P型半导体：载流子数下降，电阻增加气敏传感器检测时阻值变化规律6.基本测量电路(a)QM－N5测量电路；(b)TGS812测量电路；(c)TGS109测量电路家庭用煤气报警器家庭用液化气报警器NH3传感器甲烷传感器一氧化碳传感器常用的气敏传感器7.可燃气体检测实例举例：二氧化钛氧浓度传感器的连接以及调试二氧化钛氧浓度传感器的工作原理：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TiO2传感器空燃比与电阻关系氧浓度传感器测量转换电路中，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。在测量转换电路中，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。二氧化钛氧浓度传感器可用于汽车或燃烧炉排放气体中的氧浓度测量。汽车尾气分析TiO2氧浓度传感器测量转换电路气敏半导体的灵敏度特性曲线观察右图看说明非线性特性对浓度超限报警是否有利？8.气体检测使用注意事项1）气敏电阻使用时一定要加热一般由变压器二次绕组交流输