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篇1：气敏电阻传感器
电子仪表Z101 段志达 学号：104662
气敏电阻传感器就是一种将检测到的气体的成分和浓度转换为电信号的传感器。 在现代社会的生产和生活中，人们往往会接触到各种各样的气体，需要对它们进行检测和控制。比如化工生产中气体成分的检测与控制；煤矿瓦斯浓度的检测与报警；环境污染情况的监测；煤气泄漏：火灾报警；燃烧情况的检测与控制等等。
一、器皿电阻的工作原理及其特性
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。
常用的主要有接触燃烧式气体传感器、电化学气敏传感器和半导体气敏传感器等。接触燃烧式气体传感器的检测元件一般为铂金属丝（也可表面涂铂、钯等稀有金属催化层），使用时对铂丝通以电流，保持300℃～400℃的高温，此时若与可燃性气体接触，可燃性气体就会在稀有金属催化层上燃烧，因此，铂丝的温度会上升，铂丝的电阻值也上升；通过测量铂丝的电阻值变化的大小，就知道可燃性气体的浓度。电化学气敏传感器一般利用液体（或固体、有机凝胶等）电解质，其输出形式可以是气体 直接氧化或还原产生的电流，也可以是离子作用于离子电极产生的电动势。半导体气敏传感器具有灵敏度高、响应快、稳定性好、使用简单的特点；半导体气敏元件有N型和P型之分。
N型在检测时阻值随气体浓度的增大而减小；P型阻值随气体浓度的增大而增大。SnO2金属氧化物半导体气敏材料，属于 N型半导体，在200～300℃温度它吸附空气中的氧，形成氧的负离子吸附，使半导体中的电子密度减少，从而使其电阻值增加。当遇到有能供给电子的可燃气体时，原来吸附的氧脱附，而由可燃气体以正离子状态吸附在金属氧化物半导体表面；氧脱附放出电子，可燃行气体以正离子状态吸附也要放出电子，从而使氧化物半导体导带电子密度增加，电阻值下降。可燃性气体不存在了，金属氧化物半导体又会自动恢复氧的负离子吸附，使电阻值升高到初始状态。这就是半导体气敏元件检测可燃气体的基本原理。 以SnO2气敏元件为例，它是由0.1--10um的晶体集合而成，这种晶体是作为N型半导体而工作的。在正常情况下，是处于氧离子缺位的状态。当遇到离解能较小且易于失去电子的可燃性气体分子时，电子从气体分子向半导体迁移，半导体的载流子浓度增加，因此电导率增加。而对于P型半导体来说，它的晶格是阳离子缺位状态，当遇到可燃性气体时其电导率则减小。
图4.42所示为典型气敏元件的阻值一浓度关系。可以看出，元件对不同气体的敏感程度不同，如对乙醚、乙醉、氢气等具有较高的灵敏度，而对甲烷的灵敏度较低。一般地，随着气体的.浓度增加，元件阻值明显增大，在一定范围内，呈线性关系。
二、气敏电阻器主要参数
(1)加热功率。它是加热电压与加热电流的乘积。
(2)允许工作电压范围。在保证基本电参数的情况下，气敏电阻工作电压允许变化范囤。
(3)工作电压。它是指工作条件下，气敏电阻两极间的电压。
(4)加热电压。它是指加热器两端的电压。
(5)加热电流。它是指通过加热器的电流。
(6)灵敏度。它是指气敏电器在最佳工作条件下， ON3133接触气体后其电阻值随气体浓度变化的特性。如果采用电压测量法，其值等于接触某种气体前后负载电阻上电压降之比。
(7)响应时间。气敏电阻器在最佳工作条件下，接触待测气体后，负载电阻的电压变化到规定值所需的时间。
(8)恢复时间。气敏电阻器在最佳工作条件下，脱离被测气体后，负载电阻上电压恢复到规定值所需要的时间。
三、半导体气敏器件的应用
半导体气敏器件由于具有灵敏度高, 响应时间和恢复时间快, 使用寿命长及成本低等优点, 所以自从它实现商品化以后, 得到了广泛的应用。按其用途可分为以下几种类型: 检漏仪、报警器、自动控制仪器和测试仪器等。气敏器件在电路中是作为气 电转换器件而应 用的, 各种应用电路, 都必须从气敏器件获得信号,其信号的取出有以下几种类型。
( 1) 利用吸附平衡状态稳定值取出信号
气敏器件接触被检测气体后, 气敏器件电阻将随气体种类和浓度而变化, 最后达到平衡, 器件电阻变为该气体浓度下的稳定值。利用这一特性, 在器件电阻稳定后取出信号, 可以设计各种电路。这是一种常用的取出信号的方法, 现在使用的大部分, 都采用这种方法。
( 2) 利用吸附平衡速度取出信号
气敏器件表面对气体吸附平衡速度, 因气体不同而有差异, 因此在不同时刻, 器件电阻具有不同值。利用这一特性, 可以设计在不同时刻取出信号,以检测气体的电路。
( 3) 利用吸附平衡值与温度的依存性取出信号
气敏器件表面对气体的吸附, 强烈地依存于其工作温度, 并且每种气体都有特定的依存系。利用这种特性, 可以设计器件在不同工作温度下, 取出信号的应用电路。在混合气体中, 可以对特定气体进行选择性检测。下面以家用气体报警器为例, 说明气敏传感器在实际生活中的应用。图是用QM- N5 型气敏器件的家用气体报警器电路。该电路由交流220 V 电压供电, 经C1 降压后, 输入给桥式整流电器, 整流后的电压经C2 滤波,DW 稳压管稳压, 气敏电阻传感器输出6V 直流电压。该电压一方面供给QM- N5 型气敏器件加热丝加热, 另一方面供给晶体管V1、V2 组成的开关电路和T3 ~ T6 组成的报警声响电路。调节R3 可使QM- N5 型气敏器件获得最佳的加热电压值。QM- N5 与R4、W1 组成报警信号取样电路, 调节电位器W1 可调整报警器的
报警点。当气敏器件接触可燃性气体达到报警点浓度时, QM- N5 型气敏器件的阻值降低, 电位器W1两端电压升高, 使V1 由截止转为导通状态, R5 两端电压升高又使V2 导通, 经R7 输出直流电压报警器声电响路, 发出报警声响。
篇2：车用电阻型传感器信息集成采集
车用电阻型传感器信息集成采集
针对车载网络平台信息集成采集ECU的`负荷大的问题,提出了利用低位单片机的RFC功能对电阻型传感器数据信息进行采集和处理的方法.该信息采集方法不必使用A/D转换器,可提高采集信息的处理能力和实时性.介绍了该系统的系统结构、工作原理及软件开发,通过试验验证了系统的可行性和可靠性.
作 者：陈渝光 林涛 廖仕利 游四海 张俊 CHEN Yu-guang LIN Tao LIAO Shi-li YOU Si-hai ZHANG Jun 作者单位：重庆工学院,重庆,400050 刊 名：重庆工学院学报（自然科学版） ISTIC英文刊名：JOURNAL OF CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY(NATURAL SCIENCE EDITION) 年，卷(期)： 21(5) 分类号：V44 关键词：CAN总线 电阻型传感器 低位单片机 信息集成采集篇3：纳米巨磁阻抗效应与磁敏传感器
纳米巨磁阻抗效应与磁敏传感器
利用纳米微晶巨磁阻抗效应研制的'一种新型磁敏传感器已被开发.它与传统的磁通门、霍尔和磁电阻传感器相比具有灵敏度高、温度稳定性好、使用寿命长等优点,已分别应用于汽车测速、电喷发动机点火和其他工业自动化控制等方面.
作 者：杨燮龙 杨介信 戴文恺 赵振杰 马学鸣 俞建国 丁永芝 作者单位：杨燮龙,杨介信,戴文恺(华东师范大学物理系,上海,62;华泰纳米磁敏器件研究所,上海,200062)赵振杰,马学鸣(华东师范大学物理系,上海,200062)
俞建国,丁永芝(华泰纳米磁敏器件研究所,上海,200062)
刊 名：半导体学报 ISTIC EI PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF SEMICONDUCTORS 年，卷(期)： 24(z1) 分类号：O472 关键词：巨磁阻抗效应 磁敏传感器 纳米微晶篇4：基于巨磁电阻位移传感器的固体热胀系数测量
基于巨磁电阻位移传感器的固体热胀系数测量
介绍磁性纳米多层膜中的.自旋极化输运和巨磁电阻效应,利用巨磁电阻传感器和小磁钢设计一种高灵敏度位移传感器,并精确测量金属的热膨胀系数,测量金属热膨胀系数不确定度一般优于3%.
作 者：康伟芳 KANG Wei-fang 作者单位：东北电力大学,理学院,吉林,吉林,13 刊 名：传感器与微系统 PKU英文刊名：TRANSDUCER AND MICROSYSTEM TECHNOLOGIES 年，卷(期)： 28(6) 分类号：O472 关键词：自旋极化输运 巨磁电阻 位移传感器 热膨胀系数篇5：光纤SPR湿敏传感器及其共振光谱特性研究
光纤SPR湿敏传感器及其共振光谱特性研究
摘要：提出并研制了基于光纤SPR传感探针的新型湿敏传感器.首先研究了光纤SPR传感探针对环境湿度变化的敏感特性,在此基础上提出在光纤SPR传感探针表面增覆不同厚度且具有水分子吸附功能的PVA薄膜来实现环境相对湿度的监测.研究结果表明,增覆双层PVA薄膜的光纤SPR传感探针在高湿区具有较好监测效果,其共振强度对应的相对湿度测量灵敏度达到1.59％/％RH,较光纤SPR探针呈现显著提高.而增覆单层PVA薄膜的光纤SPR传感探针在高湿区共振波长对应的相对湿度监测灵敏度达到2.411nm/％RH.此外所提出的`新型光纤SPR湿敏探针在PVA薄膜失效后经过特殊工艺处理仍可重复镀膜使用. 作者： 张少华 曾捷 孙晓明 穆昊 梁大开 Author： ZHANG Shao-hua ZENG Jie SUN Xiao-ming MU Hao LIANG Da-kai 作者单位： 南京航空航天大学机械结构强度与振动国家重点实验室,江苏南京,210016 期 刊： 光谱学与光谱分析 ISTICEISCIPKU Journal： Spectroscopy and Spectral Analysis 年，卷(期)： 2012, 32(2) 分类号： O539 关键词： 光纤传感器 表面等离子体共振(SPR) 湿敏特性 PVA薄膜 机标分类号： TN6 TH1 机标关键词： 新型光纤 SPR 湿敏传感器 共振光谱 特性研究 Humidity Sensor Optical Fiber 探针 PVA薄膜 环境相对湿度 监测灵敏度 测量灵敏度 吸附功能 湿度变化 敏感特性 监测效果 共振强度 共振波长 工艺处理 高湿 基金项目： 国家自然科学基金，江苏省科技支撑计划项目，江苏省自然科学基金，中国博士后科学基金，江苏省博士后科研计划项目，611航空科研基金，南京航空航天大学研究生创新基地(实验室)开放基金 光纤SPR湿敏传感器及其共振光谱特性研究[期刊论文] 光谱学与光谱分析 --2012, 32(2)张少华 曾捷 孙晓明 穆昊 梁大开提出并研制了基于光纤SPR传感探针的新型湿敏传感器.首先研究了光纤SPR传感探针对环境湿度变化的敏感特性,在此基础上提出在光纤SPR传感探针表面增覆不同厚度且具有水分子吸附功能的PVA薄膜来实现环境相对湿度的监测.研...篇6：Na+对WO3气敏性能的影响
Na+对WO3气敏性能的影响
分别用钨酸钠或钨酸铵溶液及浓盐酸作原料,用直接沉淀法制备了含Na+和不含Na+的WO3粉体,并用XRD及粒度分布测试仪对其进行了表征.结果表明:产物分别是WO3 / Na2W4O13混合氧化物及纯WO3,前者的平均粒径为4.459 μm,后者为1.366 μm.气敏测试结果表明:含Na+的WO3 / Na2W4O13气敏元件对体积分数为50×10-6的H2S的.灵敏度是164,恢复时间为35 s.纯WO3气敏元件对体积分数为50×10-6的NO2及Cl2的气敏性能较好,其灵敏度分别为468与1 635.
作 者：娄向东 彭传云 吴春来 安娜 张冰 LOU Xiang-dong PENG Chuan-yun WU Chun-lai AN Na ZHANG Bing 作者单位：河南师范大学,化学与环境科学学院,河南,新乡,453007 刊 名：电子元件与材料 ISTIC PKU英文刊名：ELECTRONIC COMPONENTS AND MATERIALS 年，卷(期)： 26(11) 分类号：O611.62 O614.61 关键词：电子技术 WO3 Na+ 气敏性能 H2S篇7：探测空间原子氧环境的锇膜电阻传感器技术研究
探测空间原子氧环境的锇膜电阻传感器技术研究
原子氧密度传感器可以测量原子氧的通量密度和积分通量.锇膜电阻是一种小型的、价格低廉的测量轨道原子氧束流密度的传感器,由于尺寸小、重量轻使其可以用在大部分航天器上,增加了飞行的`机会.文章对北京卫星环境研究所采用电镀法及紫外线光刻和金属刻蚀微加工技术制备锇膜电阻的研究情况进行了介绍.
作 者：刘向鹏 童靖宇 贾铮 姜利祥 李涛 作者单位：刘向鹏,童靖宇,姜利祥,李涛(北京卫星环境工程研究所,北京,100094)贾铮(哈尔滨工业大学,哈尔滨,150001)
刊 名：航天器环境工程 ISTIC英文刊名：SPACECRAFT ENVIRONMENT ENGINEERING 年，卷(期)： 26(z1) 分类号：V416.5 关键词：原子氧 锇膜电阻 传感器 空间探测篇8：巨磁电阻传感器在磁场线性测量领域中的应用
巨磁电阻传感器在磁场线性测量领域中的应用
【摘要】对巨磁电阻传感器进行了研究，介绍了巨磁电阻传感器的结构和屏蔽作用，选取电流检测作为巨磁电阻传感器在线性磁场测量的代表，通过对巨磁电阻传感器测试和电流检测的测试，分析了巨磁电阻传感器在磁场线性测量方面的性能优越性，给出了巨磁电阻传感器在磁场线性测量方面的一些注意事项。 【关键词】巨磁电阻传感器；线性磁场；测量 1.概述 磁场测量在工业领域具有广泛的应用，在磁场的脉冲量，开关量以及线性量的测量中，使用最为广泛的是霍尔传感器，由于其较低的品种繁多的产品以及较低的成本，使得霍尔传感器在磁场测量领域具有较高的地位。随着巨磁电阻（GMR）传感器的成功研制，其优越的性能越来越受到人们的关注，使得GMR传感器在传统的磁场测量领域占据了一席之地。 在磁场测量领域，线性量的测量对磁传感器性能具有比较高的要求。磁传感器的测量范围，响应频率，灵敏度以及温度适应性等一系列性能指标都对磁场的测量具有较大的影响。相比其他磁传感器，GMR传感器具有较宽的磁场测量范围，较高的响应频率和灵敏度以及较强的温度适应性，在磁场线性测量领域具有较为明显的优势。本文将以东方微磁公司生产的VA系列巨磁电阻磁传感器为例，介绍其特性、测试及相关应用。 2.GMR传感器的结构 2.1 传感器结构 VA系列巨磁电阻磁传感器采用惠斯通桥式结构，如图1所示的。图中，R1和R3是两个阻值一样的电阻，可随外界磁场的变化输出一个差分电压信号，R2和R4由于屏蔽层的作用不感应外界磁场的变化。 图1 GMR磁传感器结 2.2 屏蔽层的作用 图1中的R2和R4上的阴影部分是传感器的合金屏蔽层，它有两个作用，一是屏蔽外磁场对电阻R2和R4的影响，使其不能感应待测场的变化；二是作为一个磁通聚集器，将待测场聚集在R1和R3周围，使传感器输出幅值增大，提高传感器的灵敏度。 3.GMR传感器的性能测试及应用测试 3.1 GMR传感器的输出性能测试 用于线性磁场测量的GMR传感器应具有良好的线性度，可测量正反两个方向的磁场，因此，在测试芯片的选择上可选择双极性的GMR传感器直接进行测试或选择单极性的`GMR传感器对其进行偏置处理，将其零点抬高。 图2是GMR传感器在磁场从负到正再回到起点的GMR传感器输出曲线，反应GMR传感器的线性特性，有图可知，GMR传感器线性性能较好，磁滞小，正向和反向重合性较好，总体来说该型号的GMR传感器芯片静态性能良好。 3.2 GMR传感器温度漂移性能 将GMR芯片放入高低温无磁温度箱中，每隔10℃记录一次数据，监测传感器从-40℃～+125℃随温度变化的漂移性，具体如图3所示，芯片在整个温度范围内输出变化9.075mv，温度系数为0.055mV/℃，可见GMR传感器芯片的温度性能比较优越。 图2 双极性GMR传感器性能曲线 图3 GMR温度性能曲线 图4 电流测量示意图 3.3 GMR传感器应用测试 在线性磁场测量领域，直流电的检测是比较有代表性的，因此，选择测量直流电产生的磁场来验证GMR传感器在线性磁场测量方面的性能。 巨磁电阻用于电流检测一般采用如图4所示的方式进行，将磁传感器放置通电导线的正上方或正下方，同时保证通电导线产生磁场的方向与磁传感器的敏感方向一致。按照通电导线周围产生磁场的理论计算公式2-1可知[3]，在待测电流和传感器相对位置一定的情况下，待测电流的大小和磁场大小成正比，利用公式2-2这样就可以直接测量待测电流产生的磁场值，再结合公式2-1就得出待测电流的大小。 （2-1） （2-2） 其中，为传感器的灵敏度，传感器输出。 3.3.1 测试平台 测试平台由测试板、电源、铜导线以及支架构成，其中测试板由探测单元（GMR传感器）、信号放大及滤波单元组成，双电源供电。铜导线材料为紫铜，直径为2mm，可通10A电流。支架位置和高度都可调整，以使传感器获得最佳敏感位置。电源为可编程电源，可提供不同幅值的电流。 3.3.2 测试数据 在实际应用中，待测电流有正负之分，产生的磁场有正负之分，因此，在测试过程中，通过改变磁场方向和电流的方向来检测GMR传感器和电流传感器测试性能。图5是电流从-30A到+30A变化时电流传感器输出曲线。 图5 电流测量示意图 由图5可以看出，在-20A―20A的范围内，GMR传感器电流测试单元具有较好的线性度，超过20A后，测试单元趋于饱和。 4.结论 通过对GMR传感器芯片以及由GMR传感器芯片构成的电流传感器的性能测试，结果表明，GMR传感器芯片在已电流检测为代表的线性磁场测试方面具有较好的性能和温度稳定性。如果在实际使用过程中，注意传感器芯片的饱和场和待测磁场的大小，使待测磁场在传感器的线性测量范围内，将会使GMR传感器芯片在线性磁场测量方面具有更好的应用前景。 参考文献 [1]肖又专，曾荣伟，王林忠等.巨磁电阻传感器的应用[J].磁性材料及器件，，32（2）：40-45. [2]钱政.巨磁电阻传感器在电力系统中的应用前景[J].高电压技术，，29（10）：9-10. [3]冯恩信傅.高等电磁理论[M].西安：西安交通大学出版社，.
篇9：多气隙电阻板室蒙特卡洛模拟与实验的比较
多气隙电阻板室蒙特卡洛模拟与实验的比较
介绍了一个在电阻板室雪崩增长与信号发展的模型,模拟了多气隙电阻板室的`电荷谱和时间分布谱,并与试验做了比较.
作 者：阮丽娟 邵明 陈宏芳 李澄 汪晓莲 伍健 许咨宗 黄胜利 作者单位：中国科学技术大学近代物理系,合肥,230027 刊 名：高能物理与核物理 ISTIC SCI PKU英文刊名：HIGH ENERGY PHYSICS AND NUCLEAR PHYSICS 年，卷(期)：2003 27(8) 分类号：O4 关键词：蒙特卡洛模拟 多气隙电阻板室 电荷谱 时间谱 Monte Carlo simulation MRPC charge spectrum time distribution篇10：SnO2/Si-NPA 复合薄膜气敏传感材料的酒敏特性研究
SnO2/Si-NPA 复合薄膜气敏传感材料的酒敏特性研究
应用匀胶旋涂和退火处理的方法将纳米级SnO2和具有规则阵列结构和多孔结构的硅微米/纳米结构复合体系硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)进行很好地复合,对复合材料的电阻酒敏特性进行了测试.结果表明,SnO2/Si-NPA与Si-NPA相比对酒精具有更高的灵敏度和更好的.长期稳定性SnO2/Si-NPA良好的酒精敏感性能被归因于复合薄膜材料既保持了衬底材料独特的微纳双重结构,又保证了SnO2能够发挥其在传感方面的作用,即高灵敏度来自干其巨大的比表面积对酒精分子的物理吸附和材料对酒精分子化学吸附.通过工艺条件的进一步改进以及气体标定系统和信号检出系统进行配套设计与优化,可望开发出性能优异的酒敏传感元件.
作 者：陈绍军 冯春岳 李新建 CHEN Shao-jun FENG Chun-yue LI Xin-jian 作者单位：陈绍军,CHEN Shao-jun(河源职业技术学院机电系,河源,517000;郑州大学物理系,材料物理教育部重点实验室,郑州,450052)冯春岳,李新建,FENG Chun-yue,LI Xin-jian(郑州大学物理系,材料物理教育部重点实验室,郑州,450052)
刊 名：科学技术与工程 ISTIC英文刊名：SCIENCE TECHNOLOGY AND ENGINEERING 年，卷(期)：2008 8(8) 分类号：O484.42 关键词：硅纳米孔柱阵列 酒敏特性 SnO2 气体传感器★ 传感器像素
★ 传感器论文
★ 电阻教学设计
★ 于敏颁奖词
气敏电阻传感器（精选10篇）
