气敏电阻的特性及关键参数

发布时间:2024-04-15 阅读量:426 来源: 综合自网络 发布人: wenwei

【导读】在科技日新月异的今天,传感器技术已经深入我们生活的方方面面,从智能家居到工业制造,从医疗健康到环境监测,传感器的身影无处不在。其中,气敏电阻传感器以其独特的感知能力,在空气质量监测、有害气体检测等领域发挥着重要作用。那么,气敏电阻传感器有什么特性?它的关键参数有哪些?


1、气敏电阻的特性是什么


目前国产的气敏元件有2种。一种是直热式,加热丝和测量电极一同烧结在金属氧化物半导体管芯内;另一种是旁热式,这种气敏元件以陶瓷管为基底,管内穿加热丝,管外侧有两个测量极,测量极之间为金属氧化物气敏材料,经高温烧结而成。


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。


气敏电阻的温度特性如图所示,图中纵坐标为灵敏度,即由于电导率的变化所引起在负载上所得到的值号电压。由曲线可以看出,SnO2在室温下虽能吸附气体,但其电导率变化不大。但当温度增加后,电导率就发生较大的变化,因此气敏元件在使用时需要加温。


此外,在气敏元件的材料中加入微量的铅、铂、金、银等元素以及一些金属盐类催化剂可以获得低温时的灵敏度,也可增强对气体种类的选择性。


气敏电阻根据加热的方式可分为直热式和旁热式两种,直热式消耗功率大,稳定性较差,故应用逐渐减少。旁热式性能稳定,消耗功率小,其结构上往往加有封压双层的不锈钢丝网防爆,因此安全可靠,其应用面较广。


2、气敏电阻主要参数


(1)加热功率


加热电压与加热电流的乘积。


(2)工作电压


工作条件下,气敏电阻两极间的电压。


(3)灵敏度


气敏电阻在最佳工作条件下,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电压降之比。


(4)响应时间


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。


(5)恢复时间


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。


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