气敏电阻传感器的原理及结构

气敏电阻传感器的原理及结构工业、科研、生活、医疗、农业等许多领域都需要测量环境小某些气体的成分、浓度。例如．煤矿个瓦斯气体浓度超过极限值时，有可能发生爆炸：家庭发生煤气泄漏时，会导致煤气中毒事件人则k塑料大棚小CQ浓度不足时，农作物将减产；锅炉和汽车发动机汽缸燃烧过程巾氧气含量不正确时，效率将降低，并造成环境污染使用气敏电阻传感器(以下简称气敏电阻)阻变化量．再转换成电流、电压信号。一、气敏电阻的构成可以把某种气体的成分、浓度等参数转换成电气敏电阻的材料是金属氧化物，金属氧化物半导体分为塑型半导体(如sn()h、FqO。等)和F型半导体(如Co()、Pb())等。为厂提高某种气敏电阻对某些气体成分的选择性和灵敏度，合成这些材料时．还掺人催化剂，如钮(N)、铂(P1)等。二、气教电阻的原理及特性金属氧化物在常温下是绝缘体，制成半导体后却显示气敏特性，其机理是比较复杂的。但是．这种气敏元件接触气体时，由于表面吸附气体，致使它的电阻率发生明显的变化却是肯定的。这种对气体的吸附可分为物现吸附和化学吸附。在常温下主要是物理吸附，是气体与气TI代理敏材料发面上分子的吸附，它们之间没有电子交换，不形成化学键。若气敏电阻温度升高，化学吸附就增加，并在粟一温度时达到最大使。化学吸附是气体与气敏材料表面建支离子吸附，它们之间有电子的交换，存在化学键力。若气敏电cjmc%ddz阻的温度再升高。ATMEL代理出于解吸作用，两种吸附同时减小。例如，用氧化锡(sn队)制成的气敏电阻，在常温下吸附某种气体后，其电阻率变化不大，表明此时是物理吸附。若保持这种气体浓度不变，该元件的电导率随元件本身温度的升高而增加，尤其在100一300℃电导率变化很大，表明此温度范围内化学吸附作用钽电容大。气敏元件：工作时需要本身的温度比环境温度高很多。为此，气敏元件在结构上要有加热器，通常用电阻丝加热，如图3所示。氧叫：锡(SnQ)、氧化锌(Zn())材料气敏元件输出电压与温度的关系曲线如图所示。