气敏电阻湿敏电阻传感器PPT学习教案.pptx

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1、会计学1气敏电阻气敏电阻(dinz)湿敏电阻湿敏电阻(dinz)传感传感器器第一页，共29页。传感器技术(jsh)第 2 章 电阻(dinz)传感器第1页/共29页第二页，共29页。第三节第三节第三节第三节 气敏电阻气敏电阻气敏电阻气敏电阻(dinz)(dinz)(dinz)(dinz)气气气气敏敏敏敏电电电电阻阻阻阻品品品品种种种种繁繁繁繁多多多多，主主主主要要要要有有有有可可可可测测测测量量量量还还还还原原原原性性性性气气气气体体体体(qt)(qt)和测量氧气浓度的两大类。和测量氧气浓度的两大类。和测量氧气浓度的两大类。和测量氧气浓度的两大类。使用气敏电阻传感器（以下(yxi)简称气敏电阻

2、），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。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2页/共29页第三页，共29页。图图图图2-24 MQN2-24 MQN2-24 MQN2-24 MQN型气敏电阻结构型气敏电阻结构型气敏电阻结构型气敏电阻结构(jigu)(jigu)(jigu)(jig

3、u)及测量电路及测量电路及测量电路及测量电路第3页/共29页第四页，共29页。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(gngzu)电极 7加热回路电源 8测量回路电源 MQN型气敏半导体器件是由塑料底座、电极引线、不锈钢网罩、气敏烧结体以及(yj)包裹在烧结体中的两组铂丝组成。一组铂丝为工作电极，另一组（下图中的左边铂丝）为加热电极兼工作电极。气敏电阻工作时必须加热到200300，其目的是加速被测气体的化学吸附和电离的过程并烧去气敏电阻表面的污物（起清洁作用）。第4页/共29页第五页，共29页。气敏电阻气敏电阻气敏

4、电阻气敏电阻(dinz)(dinz)(dinz)(dinz)外形外形外形外形 酒精酒精(jijng)传感器传感器 其他(qt)可燃性气体传感器第5页/共29页第六页，共29页。酒精酒精酒精酒精(jijng)(jijng)(jijng)(jijng)测试仪测试仪测试仪测试仪呼气呼气(h q)管管第6页/共29页第七页，共29页。酒精酒精酒精酒精(jijng)(jijng)(jijng)(jijng)传感器的选择性传感器的选择性传感器的选择性传感器的选择性第7页/共29页第八页，共29页。气敏半导体的灵敏度特性气敏半导体的灵敏度特性气敏半导体的灵敏度特性气敏半导体的灵敏度特性(txng)(txng

5、)曲线曲线曲线曲线 观察右图这些曲线(qxin)，有何特点？可以得出哪些启示？请说明非线性特性对浓度超限报警是否有利，为什么？第8页/共29页第九页，共29页。家庭家庭家庭家庭(jitng)(jitng)用煤气报警器用煤气报警器用煤气报警器用煤气报警器第9页/共29页第十页，共29页。家庭家庭家庭家庭(jitng)(jitng)用液化气报警器用液化气报警器用液化气报警器用液化气报警器第10页/共29页第十一页，共29页。一氧化碳一氧化碳一氧化碳一氧化碳(yynghutn)(yynghutn)(yynghutn)(yynghutn)传感器传感器传感器传感器第11页/共29页第十二页，共29页。N

6、H3传感器甲烷(ji wn)传感器第12页/共29页第十三页，共29页。二、二氧化钛氧浓度二、二氧化钛氧浓度二、二氧化钛氧浓度二、二氧化钛氧浓度(nngd)(nngd)传感器传感器传感器传感器 半导体材料二氧化钛（TiO2）属于N型半导体，对氧气十分(shfn)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。图2-26是用于汽车或燃烧炉排放气体中的氧浓度传感器结构图及测量转换电路。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(m dun)。当氧气含量减小时，RTiO2的阻值减小，Uo增大。在图b中，与Ti

7、O2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。第13页/共29页第十四页，共29页。图图图图2-26 TiO22-26 TiO22-26 TiO22-26 TiO2氧浓度传感器结构氧浓度传感器结构氧浓度传感器结构氧浓度传感器结构(jigu)(jigu)(jigu)(jigu)及测量转换电路及测量转换电路及测量转换电路及测量转换电路a）结构(jigu)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(dinz)6陶瓷片 7TiO2氧敏电阻(d

8、inz)8进气口 9引脚 第14页/共29页第十五页，共29页。氧浓度氧浓度氧浓度氧浓度(nngd)(nngd)传感器外形传感器外形传感器外形传感器外形 可用于汽车尾气测量(cling)第15页/共29页第十六页，共29页。汽车尾气分析汽车尾气分析汽车尾气分析汽车尾气分析(fnx)(fnx)第16页/共29页第十七页，共29页。有毒气体传感器的使用有毒气体传感器的使用有毒气体传感器的使用有毒气体传感器的使用(shyng)(shyng)第17页/共29页第十八页，共29页。第四节第四节第四节第四节 湿敏电阻湿敏电阻湿敏电阻湿敏电阻(dinz)(dinz)(dinz)(dinz)传感器传感器传感器

9、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绝对湿度：是指大气中水汽的密度，即每一立方米大气中绝对湿度：是指大气中水汽的密度，即每一立方米大气中绝对湿度：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所含水汽的质量所含水汽的质量所含水汽的质量(克数克数克数克数)。相对湿度相对湿度相对湿度相对湿度(xingdu shd)(xingdu shd)(xingdu shd)(xingdu shd)：是大气中实有水汽压与当时：是大气中实有水汽压与当时：是大气中实有水汽压与当时：是大气中实有水汽压与当时温度下饱和水汽压的百分比，是日常生活中常用来表示湿度大小温度下饱和水汽压的百分比，

10、是日常生活中常用来表示湿度大小温度下饱和水汽压的百分比，是日常生活中常用来表示湿度大小温度下饱和水汽压的百分比，是日常生活中常用来表示湿度大小的方法。当相对湿度的方法。当相对湿度的方法。当相对湿度的方法。当相对湿度(xingdu shd)(xingdu shd)(xingdu shd)(xingdu shd)达达达达100%100%100%100%时，称饱和状态。时，称饱和状态。时，称饱和状态。时，称饱和状态。湿敏电阻的原理：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(jingd)，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。第18页/

11、共29页第十九页，共29页。湿度湿度湿度湿度(shd)(shd)(shd)(shd)传感器的分类传感器的分类传感器的分类传感器的分类 第19页/共29页第二十页，共29页。湿度湿度湿度湿度(shd)(shd)(shd)(shd)对电子元件的影响对电子元件的影响对电子元件的影响对电子元件的影响 当环境的相对湿度增大时，当环境的相对湿度增大时，物体表面就会附着一层水膜，并物体表面就会附着一层水膜，并渗入材料内部。这不仅降低了绝渗入材料内部。这不仅降低了绝缘强度，还会造成漏电、击穿和缘强度，还会造成漏电、击穿和短路现象；潮湿还会加速短路现象；潮湿还会加速(ji s)金属材料的腐蚀并引起有机材料金属材

12、料的腐蚀并引起有机材料的霉烂。的霉烂。第20页/共29页第二十一页，共29页。露点露点露点露点(ldin)(ldin)降低(jingd)温度会产生结露现象。露点与农作物的生长有很大关系，结露也严重影响电子仪器的正常工作，必须予以注意。测量露点(ldin)的仪器第21页/共29页第二十二页，共29页。露点露点露点露点(ldin)(ldin)传感器外形传感器外形传感器外形传感器外形 第22页/共29页第二十三页，共29页。电子电子电子电子(dinz)(dinz)(dinz)(dinz)湿度计模块湿度计模块湿度计模块湿度计模块封装后的外形(wi xn)第23页/共29页第二十四页，共29页。电子式电

13、子式电子式电子式温湿度计温湿度计温湿度计温湿度计第24页/共29页第二十五页，共29页。机械式、电子式温湿度计对比机械式、电子式温湿度计对比机械式、电子式温湿度计对比机械式、电子式温湿度计对比(dub)(dub)(dub)(dub)第25页/共29页第二十六页，共29页。陶瓷湿度传感器特性陶瓷湿度传感器特性陶瓷湿度传感器特性陶瓷湿度传感器特性(txng)(txng)曲线曲线曲线曲线 在右图所在右图所在右图所在右图所示的陶瓷湿度示的陶瓷湿度示的陶瓷湿度示的陶瓷湿度传感器特性曲传感器特性曲传感器特性曲传感器特性曲线线线线(qxin)(qxin)中，中，中，中，纵坐标的标度纵坐标的标度纵坐标的标度纵

14、坐标的标度有何特点？有何特点？有何特点？有何特点？其电阻率变其电阻率变其电阻率变其电阻率变化约有多少个化约有多少个化约有多少个化约有多少个数量级？数量级？数量级？数量级？第26页/共29页第二十七页，共29页。电子电子电子电子(dinz)(dinz)相对湿度仪表的标定仪器相对湿度仪表的标定仪器相对湿度仪表的标定仪器相对湿度仪表的标定仪器 干湿球湿度计外形干湿球湿度计外形干湿球湿度计外形干湿球湿度计外形(wi(wi xn)xn)干球湿球第27页/共29页第二十八页，共29页。用干湿球湿度计测量相对用干湿球湿度计测量相对湿度湿度(xingdu shd)的原的原理理 上页中，左边的玻璃温度计（湿球）

15、上页中，左边的玻璃温度计（湿球）上页中，左边的玻璃温度计（湿球）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。湿棉球用湿棉球包裹，并浸没在水槽里。湿棉球用湿棉球包裹，并浸没在水槽里。湿棉球用湿棉球包裹，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，致由于水份蒸发，所以其温度低于室温，致由于水份蒸发，所以其温度低于室温，致由于水份蒸发，所以其温度低于室温，致使使使使(zhsh)(zhsh)(zhsh)(zhsh)湿球的示值低于干球。查对应湿球的示值低于干球。查对应湿球的示值低于干球。查对应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。经常的湿度表就可知道空气的相对湿度。经常的湿度表就可知道空气的相对湿度。经常的湿度表就可知道空气的相对湿度。经常用它作为电子相对湿度仪表的标定仪器。用它作为电子相对湿度仪表的标定仪器。用它作为电子相对湿度仪表的标定仪器。用它作为电子相对湿度仪表的标定仪器。风水槽棉球玻璃(b l)酒精温度计第28页/共29页第二十九页，共29页。