传感器应用技术 课件 7-3气敏传感器特性

气敏传感器及应用技术

Air-sensitivesensoranditsapplicationtechnolegy1.

气敏传感器特性参数2.SnO2气敏传感器特性参数3.ZnO气敏传感器特性参数

气敏传感器特性一、气敏传感器特性参数

1、气敏元件（电阻型）固有电阻值Ra

电阻型气敏元件在常温条件下洁净空气中的电阻值，一般范围在103-105欧姆。测量固有电阻值Ra时，应要注意必须在洁净空气中测量。2、气敏元件响应时间tr表征在工作温度下，气敏元件对被测气体的响应速度。一般从气敏元件与一定浓度的被测气体接触开始计时，直到气敏元件的电阻值达到在此浓度下的稳定电阻值的63%为止。一、气敏传感器特性参数

表征气敏元件对于被测气体的敏感程度的指标，表示气敏元件的电参数与被测气体浓度之间的依从关系。

3、气敏元件灵敏度（1）电阻比灵敏度K Ra：气敏元件固有电阻值 Rg：气敏元件在规定浓度的被测气体中的电阻值（2）气体分离度α Rc1：气敏元件在浓度c1的被测气体中的电阻值 Rc2：气敏元件在浓度c2的被测气体中的电阻值（3）输出电压比灵敏度KV

Va：气敏元件在洁净空气中工作时负载电阻电压 Vg：气敏元件在规定浓度被测气体中工作时负载电阻电压一、气敏传感器特性参数

4、气敏元件分辨率SVa：气敏元件在洁净空气中工作时负载电阻电压Vg：气敏元件在规定浓度的被测气体中工作时负载电阻电压Vgi：气敏元件在i气体浓度为规定值中工作时负载电阻电压表征气敏元件对于被测气体的识别（选择）以及对干扰气体的抑制能力。一、气敏传感器特性参数

5、气敏元件加热电阻RH和加热功率PH加热电阻RH：为气敏元件提供必要的工作温度（>200摄氏度）的加热电炉的电阻。一般直热式气敏元件的加热电阻小于5欧姆；旁热式气敏元件的加热电阻大于20欧姆。加热功率PH：气敏元件正常工作所需加热电路的功率。一般在0.5瓦到2瓦之间。一、气敏传感器特性参数

6、气敏元件恢复时间trc表征在工作温度下，被测气体由该气敏元件上解吸的响应速度。一般从气敏元件脱离被测气体时开始计时，直到气敏元件的电阻值恢复到在洁净空气下的稳定电阻值的63%为止。一、气敏传感器特性参数

7、气体浓度对空气中污染物浓度表示方法：（2）体积浓度表示法一百万体积的空气中所含污染物的体积数，即ppm。（1）质量浓度表示法每立方米空气中所含污染物的质量，即mg/m3。二、SnO2系气敏传感器特性参数

1、灵敏度特性SnO2气敏元件灵敏度特性

SnO2气敏元件的阻值Rc与空气中被测气体的浓度C成对数关系：

logRc=m*logC+n

n：与气体检测灵敏度有关，除了随材料和气体种类不同而变化之外，还会由于测量温度和添加剂不同而变化。m：为气体的分离度，随气体浓度变化而变化。对于可燃气1/3<m<1/2。二、SnO2系气敏传感器特性参数

2、稳定性

SnO2气敏元件的物理、化学稳定性较好，与其它类型气敏元件（如接触燃烧式气敏元件）相比较，SnO2气敏元件寿命长、耐腐蚀性强。

3、可逆性

SnO2气敏元件对气体检测是可逆的，而且吸附、脱附时间短，可连续长时间使用。二、SnO2系气敏传感器特性参数

4、元件结构

SnO2气敏元件结构简单，成本低，可靠性强，机械性能优良。

5、信号处理SnO2气敏元件不需要复杂的处理设备，可将待检测气体浓度通过直接转化变成电信号，信号处理电路简单。二、SnO2系气敏传感器特性参数

6、影响SnO2气敏效应的因素添加物检测气体使用温度（摄氏度）PdO、PdCO、C3H8、酒精200-300PdCI2、SbCl3CO、C3H8、CH4200-300Sb2O3、TiO2、TiO3LPG、CO煤气、酒精200-300V2O5、Cu酒精、丙酮250-300过渡金属Sb2O3、Bi2O3还原性气体250-300500-800高岭土、Bi2O3、WO碳氢系还原性气体200-300

（1）SnO2结构组成

SnO2中氧空位多，气敏效应明显。

（2）SnO2中添加物

SnO2中添加物对气敏效应有显著影响，如下表。二、SnO2系气敏传感器特性参数

（3）SnO2烧结温度和加热温度

SnO2气敏元件烧结温度和加热温度对气敏特性影响显著。

（4）环境温度、湿度影响

环境温度、湿度对SnO2气敏元件气敏特性影响显著下图。使用时需要加