气敏元件传感器 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。
气敏传感器测试试题
一、填空题
1.气敏传感器按照工作原理不同，可分为__________,___________,___________和__________四类。
2. 半导体气敏传感器按照半导体变化的物理特性不同，可分为_________型和__________型。
3.半导体气敏传感器是利用气体吸附使半导体的__________发生变化的特性来工作的。
4.接触燃烧式气敏传感器适用于检测_________气体。
5.烧结型SnO2气敏元件按其加热方式不同，分为__________和_________两种。
6.直热式SnO2气敏元件的优点是________________________，___________，但因其热容量______，受_______的影响，稳定性较____。
7.目前市场上出售的SnO2气敏元件大多为___________结构形式。
8.与烧结型SnO2气敏元件相比，薄膜型SnO2气敏元件工作温度较_____，并且_________现象不十分明显。
9.烧结型ZnO气敏元件可使用________和________两种金属元素作为催化剂。
10.半导体气敏传感器在待测气体中的电阻值与环境的________和________有关。一般情况下，当环境温
度较低时，传感器的电阻值_____ ，温度较高时，电阻值_____；而湿度低时，传感器的电阻值______；
湿度高时，电阻值。由于这一原因，即使在相同浓度的待测气体中，传感器的电阻值也有所不同，因此在
电路中应进行__________补偿。
11.使用气敏电阻时，应尽量避免将其置于____________环境中，以免老化。
12. 多数气敏元件都附带加热器，它的作用是将附着在敏感元件表面上的_________，________烧掉，加
速__________，提高器件的_________和_________。
二、选择题
1.用来测量一氧化碳、二氧化硫等气体的固体电介质属于（ ）。
A. 湿度感器 B.温度传感器 C.力传感器 D.气敏传感器
2.( )几乎不受周围环境湿度的影响。
A.电阻型半导体气敏传感器 B. 接触燃烧式气敏传感器
C.非电阻型半导体气敏传感器 D.电容式气敏传感器
3.( ）在生产实际中已较少使用。
A.直热式SnO2气敏元件 B.旁热式SnO2气敏元件第1页
C. 薄膜型SnO2气敏元件 D.厚膜型SnO2气敏元件
4.( )对液化石油气的主要成分灵敏度较高，被称为“城市煤气传感器”。
A.旁热式SnO2气敏元件 B. ZnO气敏元件
C.薄膜型SnO2气敏元件 D.γ-Fe2O,气敏元件
5.气温升高后，气敏电阻的灵敏度将（ ），所以必须设置温度补偿电路，使电路的输出不随气温的变化
而变化。
A. 升高 B.降低 C.不变
三、简答题
1.气敏传感器有哪些用途？常见的类型有哪些？
2. 为什么大多数气敏传感器都附带加热器？
3. 气敏传感器在使用过程中应注意哪些问题？
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