传感器及RFID技术应用（第二版）气体和湿度测量.pptVIP

②旁热式SnO2气敏器件旁热式气敏器件如图4-3所示。其管芯增加了一个陶瓷管，在管内放进一个高阻加热丝，管外涂梳状金材料电极作测量极，在金材料电极外涂SnO2材料。这种结构克服了直热式器件的缺点，其测量极与加热电阻丝分开，加热丝不与热敏材料接触，避免了测量回路与加热回路之间的互相影响。而且器件热容量大，降低了环境气温对器件加热温度的影响，并容易保持SnO2材料结构稳定。图4-3旁热式气敏器件结构与符号传感器是信息采集的首要部件。一、气体测量一）气敏传感器3、常见气敏传感器及应用1）QM-N5型气敏传感器及应用QM-N5是一种应用广泛的国产气敏传感器，它由绝缘陶瓷管、加热器、电极及氧化锡烧结体等构成。工作时，电热丝通电加热，当无被测气体流入时，由于空气中的氧成分大体上是恒定的，因而氧的吸附量也是恒定的，气敏元件的阻值大致保持不变。当有被测气体流入，元件表面将产生吸附作用，元件的阻值将随气体浓度增加而减小，然后由测量回路按照浓度和阻值的变化关系即可推算出气体的浓度。QM-N5型气敏传感器的极间电压为10V，加热电压为5±0.5V，负载电阻为2kW，适用环境温度为-20~40℃。适用于检测煤气、液化石油气、煤油、汽油、乙炔、乙醇、酒精、氢气、硫化氢、一氧化碳、烷类气体、烯类气体、氨类气体及烟雾等。图4-4QM-N5外形和符号图4-4为QM-N5外形和符号。其中A、B为信号电极（电极），H为加热丝极（丝极）。（1）集成可燃性气体检测器集成可燃性气体检测器电路如图4-5所示图4-4集成可燃性气体检测器9V直流电源经电阻RP1限流，为QM-N5的丝极h-h提供了110mA左右的电流；将A-A与B-B测量极预热。在清洁的空气中，两测量极间的电阻较大，B-B端对地电位较低，气敏元件无信号输出，1IC为SL322型发光显示电平指示驱动电路，其①脚为第一组的输入端，无信号输入时③~⑦、?~?脚均为低电位，因此，2IC、3IC均不工作，无报警信号。其工作原理是：当气敏元件的检测到一定浓度的可燃气体时，两测量极间的电阻减小，B-B端对地电位上升，使1IC的①脚的电压也上升，当电压升高到0.2V时，1IC的③脚立即由低电位变为高电位，这时2IC、3IC相继工作。2IC、3IC均为5G1555组成的自激多谐振荡器，不过2IC工作在超低频，而3IC工作在音频范围内。适当调整R1或R2，使2IC工作频率为1Hz，这时作指示灯用的发光二极管LED将闪烁发光，电压蜂鸣器YD便发出“嘀、嘀”的报警声。家庭用液化气报警器家庭用煤气报警器（2）矿灯瓦斯报警器矿灯瓦斯报警器如图4-5所示图4-5矿灯瓦斯报警器当瓦斯浓度较低时，由于电位器RP的输出电压较低，VT1截止，所以VT2、VT3也截止，矿灯不闪烁报警。? 当矿内瓦斯浓度超过设定浓度时，电位器RP的输出电压增加，通过二极管VD加到三极管VT1的基极，使VT1导通，从而使VT2、VT3得到供电而开始工作，由VT2、VT3、R2、R3、C1和C2组成的是一个互补式自激多谐振荡器驱动继电器开关K不断地断开和闭合，使矿灯形成闪光，说明瓦斯浓度已超过了设定值。其工作原理是：调试方法：通电15min后，先将电位器RP调到输出为零的一端，再将矿灯瓦斯报警器置于设定浓度的瓦斯气样中，缓慢调节电位器RP，使报警器刚好产生报警即可。传感器是信息采集的首要部件。一、气体测量一）气敏传感器3、常见气敏传感器及应用2）TGS系列气敏传感器及应用TGS系列气敏传感器是日本费加罗公司生产的半导体气敏传感器。当吸附还原性气体（例如液化气、天然气、氢气、一氧化碳、有机溶剂及蒸汽等）时，电导率上升。当恢复到清洁空气中时，电导率恢复。TGS传感器就是将这种电导率变化，以输出电压的方式取出，从而检测出气体的浓度。图4-6TGS系列气敏传感器（1）实用酒精测试仪图4-7为酒精测试仪电路。该测试仪只要被试者向传感器吹一口气，便可显示出醉酒的程度，确定被试者是否还适宜驾驶车辆。气体传感器选用二氧化锡气敏传感器TGS-812。此类仪器目前已在国内一些大城市投入使用，并成为交警的必备标准装备。图4-7酒精测试仪电路当气体传感器探测不到酒精时，加在A5脚的电平为低电平；当气体传感器探测到酒精时，其内阻变低，从而使A5脚电平变高。图4-7中A为显示驱动器，它共有十个输出端，每个输出端可以驱动一个发光二极