气敏、湿敏电阻传感器的应用-1.ppt

电子湿度计模块 电子式温湿度计 机械式、电子式温湿度计对比 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？ 电子相对湿度仪表的标定仪器 干湿球湿度计外形及原理 用干湿球湿度计测量相对湿度的原理 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。 2．湿度对电子元件的影响 物体表面会附着一层水膜，并渗入材料内部； 降低绝缘强度，造成漏电、击穿和短路现象； 加速金属材料的腐蚀并引起有机材料的霉烂。 3．湿度对人体的影响 秋冬季空气干燥，人易上火、皮肤易干燥； 夏季雷雨前空气潮湿，人会感觉呼吸不畅等。 湿敏电阻外形图 湿敏电阻工作过程：水分子极易吸附于固体表面→渗透到固体内部→半导体的电阻值降低 可以利用多孔陶瓷、三氧化二铝等吸湿材料制作湿敏电阻。 湿敏电阻外形结构示意图 降低温度会产生结露现象。 应用: 露点温度: 对气体等压制冷时，水蒸气冷凝从而形成露的温度 测量露点的仪器 露点传感器 封装后的外形 干球 湿球 风 水槽 棉球 玻璃酒精温度计 * 广东机电职业技术学院------传感器及应用 广东机电职业技术学院------传感器及应用 项目九：气敏、湿敏电阻传感器的应用 功用：检测环境气体成分及浓度、检测环境湿 度，并对其进行控制和显示的重要器件。 应用领域：在环境保护、家用电器、消防、农 业生产和安全生产等方面。 气敏传感器能够检测气体的种类及主要检测场所 家庭用煤气报警器 RK-2000P可燃气体报警器采用高档CPU及高精度A/D转换器设计而成，可同时挂接多只探测器，当被检测气体浓度超过报警设定值时，仪器发出声光二级报警信号，同时启动外部联动，从而阻止或降低现场的危险程度，达到排除险情的目的。 一、气敏电阻传感器 气敏电阻工作原理： 主要可分为：测量还原性气体和测量氧气浓度的两大类。 气体的成分、浓度等参数变化 电阻发生变化 转换为电流、电压信号 ↓ ↓ 气敏电阻是一种半导体敏感器件，它是利用气体的吸附而使半导体本身的电导率发生变化这一机理来进行检测的。人们发现某些氧化物半导体材料如SnO2、ZnO、Fe2O3、MgO、NiO、BaTiO3等都具有气敏效应。 气敏电阻工作原理动画演示 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等.氢气、一氧化碳，硫化氢 ,甲烷，一氧化硫 。 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。 金属氧化物在常温下是绝缘的, 制成半导体后却显示气敏特性。通常器件工作在空气中, 空气中的氧和NO2 这样的电子兼容性大的气体, 接受来自半导体材料的电子而吸附负电荷, 结果使N型半导体材料的表面空间电荷层区域的传导电子减少, 使表面电导减小, 从而使器件处于高阻状态。一旦元件与被测还原性气体接触, 就会与吸附的氧起反应, 将被氧束缚的电子释放出来, 敏感膜表面电导增加, 使元件电阻减小。  该类气敏元件通常工作在高温状态（200~450℃）, 目的是为了加速上述的氧化还原反应。  　烧结型气体传感器的工作特性 　　（1） 气敏特性：遇H2、CO、碳氢化合物等(还原性即可燃性)气体， 材料表面层电阻率减小；遇O2等氧化性气体时， 材料表面层电阻率增大。在检测前，材料表面已经吸着氧， 所以对可燃性气体更敏感。最佳工作温度一般多在200～500℃范围内。为使传感器能在这样高的温度范围内稳定工作，具有高温稳定性的半导体材料只有金属氧化物，常见的是SnO2和ZnO。 　　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。 　　（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， 其有效措施是选用温湿度特性好的气敏元件及在电路中进行温湿度补偿。 （3） 初期恢复特性及初期稳定特性： 经短期存放再通电时，传感器电阻值有短暂的急剧变化（减小），这一特性