2.3 气敏，湿敏电阻传感器（课件）-高一《传感器及应用》同步精品课堂（高教版·第2版）

《传感器及应用》（第2版）高等教育出版社 同步精品课程——中职专业课 第2章 参量传感器 2.3 气敏，湿敏电阻传感器 知识目标 1.理解气敏电阻和湿敏电阻传感器的工作原理，包括气体浓度和湿度对电阻值的影响机制。 2.掌握气敏电阻传感器和湿敏电阻传感器的特性，包括灵敏度、响应时间等性能指标。 能力目标 1.培养学生对传感器技术的兴趣和好奇心，激发其对科技发展的热情和探索欲望。 2.提高学生对环境监测和控制技术的重要性和实用性的认识，增强他们对技术创新的信心和热情。 情感目标 1.培养学生分析和解决实际问题的能力，能够运用气敏电阻和湿敏电阻传感器解决环境监测等工程问题。 2.提高学生的实验设计和数据分析能力，通过实验验证和数据处理培养其实践能力和科研素养。 三维目标 导入情景 01 下图所示的是湿敏电阻传感器的原理示意图 新知学习 02 一、气敏，湿敏电阻传感器 气敏和湿敏电阻传感器的主要用途 气敏和湿敏电阻传感器是检测环境气体成分及浓度、检测环境湿度，并对其进行控制和显示的重要器件，在环境保护、家用电器、消防、农业生产和安全生产等方面得到广泛的应用。 新知学习 02 一，气敏电阻传感器 1，气敏电阻传感器是一种能把某种气体的成分、浓度等参数转换成电阻变化量再转换为电流、电压信号的传感器，它的传感元件是气敏电阻。气敏电阻一般是用 Sn0,、Zn0,或 Fe,0.等金属氧化物粉料并加人少量催化剂及添加剂，按一定比例绕结而成的半导体器件。气敏电阻形式繁多，可以检测各种特定对象的气体，如各种还原性气体。本节简单介绍工业、生活中经常遇到的各种可燃性气体如石油气、酒精燕气、甲烷、乙烷、煤气、天然气、氢气等还原性气体的检测原理。下表是几种常用 MON 型气敏半导体器件的主要特性，它们用来测量可燃性气体。图2-18 是 MON 型气敏电阻的外形、结构及测量电路。 一、气敏，湿敏电阻传感器 新知学习 02 下表所示为气敏电阻的主要特性 一、气敏，湿敏电阻传感器 新知学习 02 下图所示为MON 型气敏电阻结构及测量电路 一、气敏，湿敏电阻传感器 新知学习 02 2，MQN 型气敏半导体器件是由塑料底座、电极引线、不锈钢网罩、气敏烧结体以及包裹在烧结体中的两组铂丝组成。一组铂丝为工作电极，另一组(图中的左边铂丝) 为加热电极兼工作电极。气敏电阻工作时必须加热到 200 300C，其目的是加速被测气体的化学吸附和电离过程并烧去气敏电阻表面的污物(起清洁作用)。 一、气敏，湿敏电阻传感器 新知学习 02 2，气敏电阻的工作原理十分复杂，涉及材料的微晶结构、化学吸附及化学反应，有不同的解释方式。气敏电阻使用时应尽量避免置于油雾、灰尘环境中，以免老化。气敏半导体的灵敏度较高，它较适用于气体的微量检漏、浓度检测或超限报警。控制饶结体的化学成分及加热温度，可以改变它对不同气体的选择性。例如，制成煤气报警器可对居室或地下数米深处的管道漏点进行检漏;还可制成酒精检测仪，以防止酒后驾车。目前，气敏电阻传感器已广泛用于石油、化工、电力、家居等各种领域。 一、气敏，湿敏电阻传感器 新知学习 02 二，湿敏电阻传感器 1，湿度的检测与控制在现代科研、生产、生活中的地位越来越重要。例如，许多储物仓库在湿度超过某一程度时，物品易发生变质或霉变现象;居室的湿度希望适中;而纺织厂要求车间的相对湿度保持在 (60 -75)%;在农业生产中的温室育苗、食用菌培养、水果保鲜等都需要对湿度进行检测和控制。湿度有绝对湿度和相对湿度之分。检测湿度的手段很多，如毛发湿度计、干湿球湿度计、石英振动式湿度计、微波湿度计、电容湿度计、电阻湿度计等，本节介绍陶瓷湿敏电阻式湿度传感器。下图是陶资湿敏电阻传感器的结构、外形及测量转换电路框图，它主要用于测量空气的相对湿度。 一、气敏，湿敏电阻传感器 工作时，利用油的压力使两唇边紧压在配合偶件的两接合面上实现密封。其密封能力可随压力的升高而提高，并且在磨损后有一定的自动补偿能力。因此，装配时其唇边应对着有压力的油腔。当压力变化较大、运动速度较高时，要采用支承环来定位，以防发生翻转现象，如图9-4b、c 所示。图9-4d 所示为其实物图。 新知学习 02 下图所示为多孔湿敏陶瓷， 度传感器 一、气敏，湿敏电阻传感器 新知学习 02 下图所示为)输出特性，外形图 一、气敏，湿敏电阻传感器 新知学习 02 下图所示为)量电路框图 一、气敏，湿敏电阻传感器 新知学习 02 3，陶瓷湿敏电阻传感器的核心部分是用铬酸镁-氧化 (MgCr,0-Ti) 等金属氧化物以高温烧结工艺制成的多孔陶瓷半导体。它的气孔率高达 25% 以上，具有