2 电阻传感器（2）（课件）- 《传感器与检测技术》同步教学（机工版）

2.1 电阻应变传感器 2.2 测温热电阻传感器 2.3 气敏电阻传感器 2.4 湿敏电阻传感器 2.5 工程项目设计实例 第二章 电阻传感器 提纲 内容 1 气敏电阻可以把某种气体的成分、浓度等参数转换 成电阻变化量，再转换为电流或电压信号。 气敏电阻品种繁多，主要有可测量还原性气体和测 量氧气浓度的两大类。 2 各种可燃性气体传感器 电阻传感器 2.3 气敏电阻传感器 （1）还原性气体传感器 所谓还原性气体就是在化学反应中能给出电子，化学阶升 高的气体。 气体浓度增加电阻R减小。 还原性气体多数属于可燃性气体，例如石油蒸气、酒精 蒸气、甲烷、乙烷、煤气、天然气、氢气等。 测量还原性气体的气敏电阻一般是用SnO2 、ZnO或Fe2O3等 金属氧化物粉料烧结而成的半导体器件。 。 电阻传感器 2.3 气敏电阻传感器 不锈钢 网罩 1－电极引脚 2－塑料底座 3－烧结体 4－不锈钢网罩 MQN型气敏电阻结构示意图 塑料 底座 电极 引脚 烧结 体 电阻传感器 2.3 气敏电阻传感器 MQN型气敏电阻 4 气敏电阻工作时必须加 热到200~300℃ , 其目 的是加速被测气体的化 学吸附和电离的过程并 烧去气敏电阻表面的污 物（起清洁作用）。 。 电阻传感器 2.3 气敏电阻传感器 MQN型气敏电阻 还原性气敏电阻的特性曲线 气敏电阻在被测气体浓度较低 时有较大的电阻变化 ，而当被测 气体浓度较大时 ，其电阻率的变 化逐渐趋缓，有较大的非线性。 这种特性较适用于气体的微量 检漏、浓度检测或超限报警。 气敏电阻的阻值随不同气体浓度变化的特性曲线 。 电阻传感器 2.3 气敏电阻传感器 非线 性 7 电阻传感器 2.3 气敏电阻传感器 还原性气敏电阻的应用 图2 家用液化气报警器 图3 煤矿瓦斯报警器 图1 酒精测试仪 （2）二氧化钛氧浓度传感器 半导体材料二氧化钛（TiO2）属于N型半导体， 对氧气十分敏感。其电阻值的大小取决于周围环 境的氧气浓度。 当周围氧气浓度较大时，氧原子进入二氧化钛 晶格，改变了半导体的电阻率，使其电阻值增大。 。 电阻传感器 2.3 气敏电阻传感器 当氧气含量减小时， RTiO2的阻值减小，Uo增大。 当环境温度升高时，TiO2 气敏电阻的阻值会逐渐减小， 只要Rt也以同样的比例减小，根据分压比定律，Uo 不受温 9 度影响，减小了测量误差。 温度补偿 a）结构 b）测量转换电路 电阻传感器 TiO2氧浓度传感器结构及测量转换电路 2.3 气敏电阻传感器 Uo 电阻传感器 2.3 气敏电阻传感器 图1 氧浓度传感器 图2 汽车尾气测量 汽车尾气分析 10 小结： 气敏电阻传感器 { 器 二氧化钛氧浓度传感器 可测量还原性气体传感 11 电阻传感器 2.3 气敏电阻传感器 12 谢 谢！ 电阻传感器 1 电阻传感器 毛发湿度计 2.1 电阻应变传感器 2.2 测温热电阻传感器 2.3 气敏电阻传感器 2.4 湿敏电阻传感器 2.5 工程项目设计实例 第二章 电阻传感器 提纲 内容 2 绝对湿度和相对湿度 绝对湿度：指大气中水汽的密度，即每一立方米大气 中所含水汽的质量(克数)。 相对湿度（RH％）：是大气中实有水汽压与当时温 度下饱和水汽压的百分比，是日常生活中常用来表 示湿度大小的方法。 当相对湿度达100%时，称饱和状态。 。 电阻传感器 2.4 湿敏电阻传感器 相对湿度 相对湿度（RH％） 是空气的绝对湿度除以同温度下 的跑与状态空气绝对湿度的比值。 式中， e为空气的水气分压； E为同一温度下的饱和水气压。 电阻传感器 2.4 湿敏电阻传感器 其表达式为： 4 根 100% RH = E e 相对湿度 由于饱和水气压E随着气温的升高而增加，所以 相对湿度是温度的函数。 例如， 在20℃ 、一个大气压下， 1m3的大气中，只能 存在17g的水气，此时的RH为100%。 若同样条件下的绝对湿度降为8.5g/m3 ，则RH就只有 50%。 在上述绝对湿度下，将气