气敏传感器 电路 气敏传感器工作原理
气敏传感器工作原理
什么是气敏传感器
气敏传感器是生活中很常见的一种检测气体的传感器。比如现在的家用管道燃气都装有燃气泄漏检测装置，当检测到空气中的燃气泄漏浓度达到一定值后，会驱动报警器发出声光报警提示，同时会控制电磁阀关闭燃气阀门，起到防止燃气进一步泄漏的目的。
常见家用燃气泄漏报警器
气敏传感器内部结构及工作原理
气敏传感器内部的检测电极由金属氧化物制成，如氧化锌、氧化锡、氧化铁、氧化钴等等。金属氧化物以薄膜的形式涂布在陶瓷支撑的表面。这些金属氧化物电极对气体有一定的吸附性，并且与气体会发生化学反应。
常见气敏传感器外观
气体与金属氧化物的氧化还原反应会改变检测电极的电阻率，外部电路通过检测电极的电阻变化，就能够检测出气体的浓度变化。在气敏传感器的内部，除了有检测电极外，还有一组电阻丝加热电极，在工作时电阻丝将内部工作环境加热到一定温度，高温有助于加速氧化还原反应，同时可达到去油祛湿的作用。
气敏传感器内部结构示意图
通过改变内部金属氧化物电极以及掺杂催化物的材料，就可以达到检测不同种类气体的目的。
气敏传感器的应用
气敏传感器应用电路
上图是一个由气敏传感器构成的烟雾报警器电路，这个电路主要由气体检测电路、单稳态触发电路、语音报警电路及功放电路等四部分组成。其工作原理为：
当空气中烟雾浓度较低时，气敏传感器内部检测电极的电阻较高，NE555芯片的2脚为高电平并且高于2/3Vcc，此时3脚输出为低电平，由于语音芯片得不到工作电压而没有信号输出；当空气中烟雾浓度增大时，气敏传感器内部电极的电阻降低，当NE555芯片的2脚电压下降到1/3Vcc时，单稳态触发器触发，此时3脚输出高电平；语音芯片得电而输出语音信号，经功放电路放大后驱动扬声器发出报警提醒。
光电、气敏、湿度传感器的应用控制原理图解
光电传感器是一种能够将可见光信号转换为电信号的器件，也可称为光电器件，主要用于光控开关、光控照明、光控报警等领域中，对各种可见光进行控制。
根据上图可知该光电传感器釆用的是光敏电阻器作为光电测控器件，光敏电阻器是一种对光敏感的器件, 其电阻值随入射光线的强弱发生变化而变化。
当环境光较强时，光电传感器MG的阻值较小，使电位器RP与光电传感器MG处的分压值变低，不能达到双向触发二极管VD的触发电压值。双向触发二极管VD截止，不能触发双向晶闸管，VT处于截止状态，照明灯EL不亮；
当环境光较弱时，光电传感器MG的阻值变大，使电位器RP与光电传感器MG处的分压值变高，随着光照强度的逐渐减弱，光电传感器MG的阻值逐渐变大，当电位器RP与光电传感器MG处的分压值达到双向触发二极管VD的触发电压时，双向二极管VD导通，进而触发双向晶闸管VT也导通，照明灯EL点亮。
2、气敏传感器
气敏传感器是一种将某种气体的有无或浓度转换为电信号的器件，它可检测出环境中某种气体及浓度，并将其转换成相应的电信号，该传感器主要用于可燃或有毒气体泄漏的报警电路中。
从图可看出该气体传感器采用的是气敏电阻器作为气体检测器件，气敏电阻器是利用电阻值随气体浓度变化而变化这一特性来进行气体测量的。
电路开始工作时，9V直流电源经滤波电容器C1滤波后，由三端稳压器稳压输岀6V直流电源，再经滤波电容器C2滤波后，为气体检测控制电路提供工作条件。
在空气中，气敏传感器MQ中AB电极之间的阻值较大，其B端为低电平，误差检测电路IC3的输入极R电压较低，IC3不能导通，发光二极管VL不能点亮，报警器HA无报警声；
当有害气体泄漏时，气敏传感器MQ中AB电极之间的阻值逐渐变小，其B端电压逐渐升高，当B端电压升高到预设的电压值时（可通过电位器RP进行调节），误差检测电路IC3导通，接通音响集成电路IC2的接地端，IC2工作，发光二极管VL点亮，报警器HA发出报警声。
3、湿度传感器
湿度传感器是一种将湿度状态转换为电信号的器件，主要用于工业生产、天气预报、食品加工等行业中对各种湿度进行控制、测量和监视。
根据上图可知该湿度传感器采用的是湿敏电阻器作为湿度测控器件，湿敏电阻器是利用电阻值随湿度变化而变化这一特性来测量湿度变化的。
当环境湿度较小时，湿度传感器MS的阻值较大，晶体三极管VT1的基极b为低电平，使基极b电压低于发射极e电压，晶体三极管VT1截止；此时晶体三极管VT2基 极b电压升高，基极b电压高于发射极e电压，晶体三极管VT2导通，发光二极管VL点亮；
当环境湿度增加时，湿度传感器MS的阻值逐渐变小，晶体三极管VT1的基极 b电压逐渐升高，使基极b电压高于发射极e电压，晶体三极管VT1导通；使晶体三极管VT2基极b电压降低， 晶体三极管VT2截止，发光 二极管VL熄灭。
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