气敏传感器符号 火灾报警，竟然靠的是气敏电阻？

火灾报警，竟然靠的是气敏电阻？

大家好，我是李工。

大家都知道，在交通规则中，酒驾是违法的，通常情况交警会让呼一口气，就可以检测有没有酒驾；如果发生火灾，会有报警器提醒；家中燃气泄漏也会有报警器，其实这靠的都是它--气敏电阻。

今天我就来详细谈一谈气敏电阻。

气敏电阻器是利用金属氧化物半导体表面吸收某种气体分子时，会发生氧化反应或还原反应而使电阻值发生改变而制成的电阻器。

通常，气敏电阻器是将某种金属氧化物粉料添加少量铂催化剂、激活剂及其他添加剂，按一定比例烧结而成的半导体器件。它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。它常作为气体感测元件制成各种气体的检测仪器或报警器产品，如酒精测试仪、煤气报警器、火灾报警器等。

气敏电阻器通常由4根引脚，其中2根是电极，2根为加热丝引脚。常温型气敏电阻不用加热丝，所以一般是2根管脚。

气敏电阻实物图

气敏电阻电路图

气敏电阻电路图

按原理 分类：

电阻式：使用最多的一种，一般用氧化锡、氧化锌等金属氧化物材料制作；

非电阻式：为半导体器件。

按气体 分类：

N型：检测甲烷、一氧化碳、天然气、煤气、液化石油气、乙炔、氢气等气体时其电阻值减小；

P型：检测可燃气体阻值变大，而检测氧气、氯气及二氧化碳其阻值减小。

按国产 分类：

直热式：加热丝和测量电极一同烧结在金属氧化物半导体管内；

旁热式：陶瓷管为基层，管内加穿热丝，管外侧有两个测量极，测量极之间为金属氧化物气敏材料。

气敏电阻工作原理

气敏电阻和其他敏感电阻都不同的是，气敏电阻材料都是不固定的。例如：氧化锡、氧化锌、三氧化二铁、氧化镁、氧化镍、钛酸钡等等这些材料。检测的方式都是固定，用特殊的气体与被测气体发物理或者化学上反应，使得在电阻方面表现出它明显的一个差异来，这种差异越明显、灵敏度越高，我们通过电路的设计将电阻的信号转化为电压或者电流的信号传递给芯片作出一个处理，最后直观的显示出我们想要了解的数值，或者达到某个阈值就报警了。

气敏电阻测量电路

气敏电阻的特征

如下图所示，为气敏电阻的灵敏度温度特性曲线图，当温度升高时，气敏电阻的灵敏度会上升，但达到某一个温度，气敏电阻的灵敏度就会下降，所以说气敏电阻有一个最佳灵敏度。

气敏电阻灵敏度-温度特性曲线

如下图所示，同一浓度下的不同气体，气敏电阻的阻值变化是不一样，同一气体不同浓度下的电阻值也是不一样，这也是气敏电阻与其他敏感电阻不同的地方。

气敏电阻-气体浓度特性曲线

气敏电阻器的主要参数

1．加热功率

它是加热电压与加热电流的乘积。

2．允许工作电压范围内

在保证基本电参数的情况下，气敏电LTC3411AEMS阻器工作电压允许的变化范围。

3．工作电压

它是指工作条件下，气敏电阻器两极间的电压。

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

它是指气敏电阻器在最佳工作条件下，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的电压降之比。

7．响应时间

它是指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

它是指气敏电阻器在最佳工作条件下，脱离被测气体后，负载电阻上的电压恢复到规定值所需要的时间。

气敏电阻器的功能应用

气敏电阻的应用十分广泛，常作为气体感测元件，制成各种气体的检测仪器或报警器产品：

1、测饮酒者呼气中酒精量 的气敏电阻传感器；

2、测量汽车空燃比 的氧气传感器；

3、家庭和工厂用的煤气泄漏 传感器；

4、用作预防建筑材料着火产生有毒气体 的传感器；

5、下水道坑内的沼气 警报器。

6、化工生产中气体成分的检测与控制

7、煤矿瓦斯浓度的检测与报警 ；

8、环境污染情况 的监测；

9、燃烧情况 的检测与控制等。

酒驾检测仪

便携式气体检测仪

燃气泄漏报警器

煤气泄露检测报警电路

如下图所示，它是由气敏传感器、晶闸管和报警音响产生的芯片等器件构成的。

煤气泄漏检测报警电路

烟雾检测电路

烟雾检测电路由气敏电阻器R3和电阻器R1、R2组成。气敏电阻器在未检测到烟雾时,其A、B两端之间的电阻很大,这样加到VT1基极的直流电压很低,VT1处于截止状态,电路处于待警状态。

当烟雾到一定的浓度时,R3的A、B两端间电阻下降,这时直流工作电压+V通过R1与R3的A和B端内阻、R4、RP1加到VTI基极,VT1基极直流电压升高,VT1饱和导通,VT1发射极输出的直流电压通过R5、R6分压后加到A1的⑤脚,使A的⑤脚为高电平,A1内电路中的“电子开关”接通,即A1的①、②脚之间接通,这样直流工作电压+V经闭合的S1、A1的①、②2脚,加到高响度报警器上,报警器发出高响度声响,提示出现烟雾。

烟雾检测报警器

火灾报警器电路

当电源开关S1接通后，电路处于自动检测报警的工作状态。

烟雾检测电路由气敏电阻器R3和电阻R1、R2组成。气敏电阻器在未检测到烟雾时，其A、B两端之间的电阻很大，这样加到VT1基极的直流电压很低，VT1处于截止状态，电路处于待警状态。

当烟雾到一定的浓度时，气敏电阻器R3的A、B两端间电阻下降，这时直流工作电压+V通过R1与R3的A和B端内阻、R4、RP1加到VT1的基极，VT1基极直流电压升高，VT1饱和导通，VT1发射极输出的直流电压通过R5和R6分压后加到A1的5脚，使A1的5脚为高电平，A1内电路中的电子开关接通，即A1的1脚和2脚之间接通，这样直流工作电压+V经闭合的S1、A1的1脚和2脚，加到高响度报警器上，报警器发出高响度声响，提示出现烟雾。

火灾报警电路

气敏电阻识别

气敏电阻器的表面标注有相关的参数，可根据型号中各字母或数字的意义识读气敏电阻器的参数。

主符号MQ ：气敏电阻；

字母 ：例如：K、J、Y等，不同的字母表示不同的用途或者特征。

序号 ：数字或字母与数字混合，主要是区别电阻器的外形尺寸及性能参数。

气敏电阻参数识别方法

气敏电阻标识识别图

气敏电阻如何测好坏？

不同类型气敏电阻器可检测的气体类别不同。检测时，应根据气敏电阻器的具体功能改变其周围可测气体的浓度，同时用万用表检测气敏电阻器，根据数据变化的情况判断好坏。

如下图所示，气敏电阻器正常工作需要一定的工作环境，判断气敏电阻器的好坏需要将其置于电路环境中，满足其对气体的检测条件后再进行检测。

气敏电阻检测电路

在直流供电条件下，气敏电阻器根据敏感气体（这里以丁烷气体为例）的浓度变化，阻值发生变化，可在电路的输出端（R2端）检测电压的变化进行判断。检测前，首先搭建电路的检测环境。

将气敏电阻接入电路中，将万用表的黑表笔搭在接地端，红表笔搭在电路输出端，观察万用表的指针指示位置，识读当前的测量值。

万用表检测气敏电阻

保持万用笔的红黑表笔不动，按下打火机，使打火机气体出口对准气敏电阻，观察指针的指示位置，读取当前测量值。

万用表检测气敏电阻

根据实测结果可对气敏电阻器的好坏作出判断：将气敏电阻器放置在电路中，气敏电阻器检测到气体浓度发生变化时所在电路中的电压参数也应发生变化，否则，多为气敏电阻器损坏。

我是李工，而立之年，30岁的身体，00后的心，关注我，大家一起聊聊元器件。

图片来源于网络

关于气敏电阻大家还有什么疑问？欢迎来评论区留言，我们一起来聊聊。

传感器的分类原理与检测方法

传感器（transducer/sensor）是一种能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾）的装置或器件。它是实现自动检测和自动控制的基础。

一、传感器的分类

1．按工作原理分类

传感器根据工作原理可分为物理传感器和化学传感器两大类。其中，物理传感器应用的是物理原理，诸如压电效应、磁致伸缩现象以及热电、光电、磁电、离化、极化等原理。化学传感器应用的是化学吸附、电化学反应原理，被测信号量的微小变化会被转换成电信号。目前，大多数传感器是以物理原理为基础运作的。随着技术的发展和成本的降低，化学传感器将会得到更广泛的应用。2．按用途分类

传感器按用途可分为压力敏和力敏传感器、位置传感器、液面传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、湿敏传感器、热敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。目前，常见的是热敏传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、速度传感器等。

3．按构成材料分类

传感器按构成材料的类别可分为金属传感器、聚合物传感器、陶瓷传感器、混合物传感器，按材料的物理性质传感器可分为导体传感器、绝缘体传感器、半导体传感器、磁性材料传感器，按材料的晶体结构传感器分为单晶传感器、多晶传感器、非晶材料传感器。

4．按制造工艺分类

传感器按制造工艺可分为集成传感器、薄膜传感器、厚膜传感器、陶瓷传感器。常见的传感器是集成传感器、陶瓷传感器和厚膜传感器。

二、传感器的特性

1．传感器的静态特性

传感器的静态特性是指传感器输入静态信号后，传感器的输出量与输入量之间所具有的相互关系。传感器静态特性主要包括线性度、灵敏度、分辨力和迟滞等参数。

（1）灵敏度

灵敏度是指传感器在稳态工作情况下，输出量变化Δy 对输入量变化Δx 的比值。它是输入—输出特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间呈线性关系，则灵敏度是一个常数；否则，它将随输入量的变化而变化。

（2）分辨力

分辨力是指传感器可能感受到的被测量最小变化的能力。也就是说，如果输入量从某一非零值缓慢地变化，当输入变化值未超过某一数值时，传感器的输出不会发生变化，即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的。只有当输入量的变化超过分辨力时，其输出才会发生变化。通常传感器在满量程范围内各点的分辨力并不相同，因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的最大变化值作为衡量分辨力的指标。

2．传感器的动态特性

所谓动态特性是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。在实际工作中，传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。

三、气体传感器的识别与检测

气体传感器除了应用在抽油烟机内，实现厨房油烟的自动检测外，还广泛应用在矿山、石油、机械、化工等领域，实现火灾、爆炸、空气污染等事故的检测、报警和控制。常见的气体传感器的实物外形如下图所示。

1．气体传感器的构成和工作原理

气体传感器由气敏电阻、不锈钢网罩（过滤器）、螺旋状加热器、塑料底座和引脚构成，如下图（a）所示。气体传感器的电路符号如图（b）所示。其中，A—a 两个脚内部短接，是气敏电阻的一个引出端；B—b 两个脚内部短接，是气敏电阻的另一个引出端；H—h两个脚是加热器供电端。

提示： 许多资料将 H、h 脚标注为 F、f。

当加热器得到供电后，开始为气敏电阻加热，使它的阻值急剧下降，随后进入稳定状态。进入稳定状态后，气敏电阻的阻值会随着被检测气体的吸附值而发生变化。N 型气敏电阻的阻值随气体浓度的增大而减小，P 型气敏电阻的阻值随气体浓度的增大而增大。

2．气体传感器的检测

（1）加热器的检测

用万用表的“R×1”或“R×10”挡测量气体传感器加热器两个引脚间的阻值，若阻值为无穷大，说明加热器开路。

（2）气敏电阻的检测

如图 3-68 所示，检测气敏电阻时最好采用两块万用表。

其中，一块置于“500mA”电流挡后，将两个表笔串接在加热器的供电回路中；另一块万用表置于“10V”直流电压挡，黑表笔接地，红表笔接在气体传感器的输出端上。为气体传感器供电后，电压表的表针会反向偏转，几秒后返回到0的位置，然后逐渐上升到一个稳定值，电流表指示的电流在150mA内，说明气敏电阻已完成预热。此时吸一口香烟对准气体传感器的网罩吐出，电压表的数值应该发生变化；否则，说明网罩或气体传感器异常。检查网罩正常后，就可确认气体传感器内部的气敏电阻异常。

提示： 采用一块万用表测量气体传感器时，将吸入口内的香烟对准气体传感器的网罩吐出后，若气体传感器的输出端电压有变化，则说明它正常。

四、热电偶传感器的识别与检测

热电偶是一种特殊的传感器，它能够将热信号转换为电信号，并且有一定的带载能力。

1．热电偶传感器的识别

热电偶传感器是将A、B 两种成分且热电性能不同的材料一端焊接在一起，另一端与放大器等电路相接，常见的热电偶传感器实物外形如下图所示。

热电偶传感器的焊接端称为检测端或热端。该端安装在被检测温度的部位，设其温度为t 1；未焊接端称为自由端或冷端，设其温度为t 2。当t 1>t 2 时，回路中就会产生热电动势。该电动势经放大后控制执行部件，便可实现对被控制器件的温度控制。

2．热电偶传感器的检测

用万用表的二极管挡测量热电偶两个引脚间的阻值，阻值应为 0 且蜂鸣器鸣叫，否则说明它异常。

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