《传感器与检测技术 工业和信息化高职高专“十二五”规划教材立项项目 教学课件 ppt 作者 宋雪臣 单振清 郭永欣 第5章 环境量传感器及应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《传感器与检测技术 工业和信息化高职高专“十二五”规划教材立项项目 教学课件 ppt 作者 宋雪臣 单振清 郭永欣 第5章 环境量传感器及应用（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第5章 环境量传感器及应用,知识目标 通过本课题的学习，掌握气敏、湿敏传感器基本工作原理，了解它们的组成，熟悉它们的测量、应用电路。 技能目标 通过本课题的学习，掌握气敏、湿敏传感器主要特性，能安装、调试和维护由气敏、湿敏传感器构成的检测系统，并具备一定的设计能力。,5.1 气敏电阻传感器,5.1.1气敏传感器的材料及工作原理 所谓气敏传感器，是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。,半导体气体传感器的分类,5.1.2气敏元件的基本
2、测量电路,图5-2 气敏元件输出电压与温度的关系,图5-1气敏元件的基本测量电路,5.1.3气敏电阻元件的种类,1.烧结型气敏元件,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0.1m以下)，构成薄膜型气敏元件。 氧化锌(ZnO2)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、CO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
3、件有良好的选择性，工作温度在400500的较高温度。,3.厚膜型气敏元件,将气敏材料(如SnO2、ZnO)与一定比例的硅凝胶混制成能印刷的厚膜胶，把厚膜胶用丝网印刷到事先安装有铂电极的氧化铝(A12O3)基片上，在400800的温度下烧结12小时便制成厚膜型气敏元件。用厚膜工艺制成的器件一致性较好，机械强度高，适于批量生产。,5.1.4气敏传感器的应用,1.矿灯瓦斯报警器,2.简易酒精测试器,3.自动空气净化换气扇,5.2 湿敏电阻传感器,5.2.1 湿度的概念和表示方法 湿度是指大气中的水蒸汽含量，通常采用绝对湿度和相对湿度两种表示方法。绝对湿度是指单位空间中所含水蒸汽的绝对含量或者浓度或者
4、密度，一般用符号AH表示，单位g/m3。相对湿度是指被测气体中蒸汽压和该气体在相同温度下饱和水蒸汽压的百分比，一般用符号RH表示。相对湿度给出大气的潮湿程度，它是一个无量纲的量，在实际使用中多使用相对湿度这一概念。 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。下面介绍一些至今发展比较成熟的几类湿敏电阻传感器。,5.2.2 比较成熟的几类湿敏传感器,1. 氯化锂湿敏电阻,2.半导体陶瓷湿敏电阻,图5-9 ZnO-CR2O3湿敏元件结构,图5-10 陶瓷湿度传感器结构,5.2.3.湿敏传感器的应用
5、实例 ZHG型湿敏电阻及其应用,本章小结,气敏传感器，是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浓度的传感器的总称。气敏电阻元件种类很多，按制造工艺上分烧结型、薄膜型、厚膜型。气敏电阻传感器主要用于制作报警器及控制器，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。,湿度是指大气中的水蒸汽含量，通常采用绝对湿度和相对湿度两种表示方法。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。比较成熟的湿敏电阻传感器有氯化锂湿敏电阻和半导体陶瓷湿敏电阻。,休 息 一 下,
