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传感器知识

    气体传感器是一种可以把被测量的气体的浓度转换成为跟它有一定的关系的电量输出的测量精密仪器。它的用途是检测待测气体的成分、浓度和类别。按照它的构成,可以把分为非半导体和半导体两种类型。
    现在主要来介绍一下半导体气体传感器。当半导体的表面跟待测的气体相接触时,就会形成电导率等一些物理性质的变化,它就是利用这个原理来检测气体的。当气体和半导体之间作用的时候,形成的变化就只限于深入到半导体的内部或者是半导体的表面,按照这两种变化,可以把它分为体控制型和表面控制型。
    半导体气敏元件的有关特性参数分为恢复时间、初期稳定时间、响应时间、分辨率、灵敏度和电阻值。
    初期稳定时间:如果气敏元件在很长时间内没有使用过,那么它的表层就会吸附空气中的一些气体和水分,这样会改变它的表层的状态。多了负电荷之后,如果温度升高了,那么气敏元件就会发生解吸的现象。所以,如果气敏元件很长一段时间没有工作后,要恢复到平时正常的工作状态,就需要稍等一段时间,这就叫做气敏元件的初期稳定时间。
    恢复时间:处在工作的有关温度下,待测的气体在此元件上面的解吸的速度,一般是从被测的气体和气敏元件相互脱离的时候开始计时,当它的阻值达到平时在清洁的空气之中的阻值的百分之六十三的时候停止计时,这个时间段就是气敏元件的恢复时间。
    响应时间:在工作的时候,气敏元件对待测气体的反应的速度。
    分辨率:气敏元件对干扰气体的抑制的能力和待测气体的选择。
    灵敏度:气敏元件对待测气体的敏感程度。它代表待测气体的浓度和气体敏感元件的电参量之间的关系。
    电阻值:在常温的状态下,把电阻型的气敏元件在清洁的空气中的电阻值叫做气敏元件的固有电阻值。
    对半导体气体传感器要求的基本的性能有:实时性,就是说它的动态性能要好;重复性,传感器可以重复使用很多次,而且稳定性好和使用寿命较长;选择性,可以根据所需要的要求测量出气体的浓度,而且不会受到其他气体和其他物质的干扰。
    半导体气体传感器的应用是非常广泛的,它的成本很低、使用的寿命长、恢复的时间和响应的时间比较快以及灵敏度很高,因此对它的使用是越来越普遍的。但是因为现在它的研究所涉及的范围越来越广泛,而且难度越来越大,那是属于多个学科交叉研究的范围,所以如果要提高它的性能就需要通过多个领域和多个学科的研究人员的共同合作。不同半导体气体传感器的不同结构以及它们的气敏元件所需的不同材料,这些都是研究者一直所要关注的问题。
文章来源传感器之家
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