AF30L、AF38L器皿传感器及其应用
温度传感器原理与应用
温度传感器原理与应用一、热敏电阻温度传感器原理：热敏电阻是一种灵敏度随温度变化的电阻，常见的热敏电阻材料有铂、镍、铜、铁氧体等。
其原理是根据材料的电阻随温度的变化来测量温度。
当温度升高时，热敏电阻的电阻值减小，反之则增大。
通过测量电阻的变化，可以得到温度的变化情况。
热敏电阻温度传感器的应用十分广泛，常见的应用场景包括家电、汽车、医疗设备等。
例如，室内恒温器上常用的NTC温度传感器，它可以测量室内的温度，并根据温度的变化来控制空调的开关机，以保持室内的舒适温度。
二、热电偶温度传感器原理：热电偶是利用两种不同金属导体的热电效应来测量温度的装置，常见的热电偶材料有铜/铜镍、铬/铝、铬/铜等。
其原理是根据热电效应，当两个不同材料的接触点处温度不同时，会在金属导体中产生电势差。
通过测量电势差的大小，可以得到温度的变化情况。
热电偶温度传感器具有较宽的测量范围和较高的测量精度，常用于工业领域的温度测量。
例如，高温炉、燃气炉等工业设备上经常使用热电偶来测量温度。
此外，医疗领域中血温测量也常用到热电偶。
三、热电阻温度传感器原理：热电阻是一种温度感应器件，利用电阻材料在温度变化时的电阻变化来测量温度。
常用的材料有铂、镍、铜等。
其中，铂热电阻是最常见和最稳定的热电阻材料之一、其原理是根据金属电阻温度系数的变化来测量温度。
热电阻温度传感器具有高精度和稳定性，广泛应用于科研实验、工业自动化等领域。
例如，实验室中的温度控制、反应釜中的温度监控以及环境监测等都使用了热电阻温度传感器。
总结而言，温度传感器根据不同的原理，如热敏电阻、热电偶和热电阻等，能够测量环境、物体或系统的温度。
其应用范围广泛，包括家电、汽车、医疗设备、工业自动化等领域。
温度传感器的发展为人们提供了更加方便、准确的温度测量手段，推动了科技的进步和人类社会的发展。
高中物理课件：选修3传感器的应用
03
传感器的应用实例
温度传感器在生活中的应用
温度传感器用于自动控制家电（ 如空调、冰箱等），根据室内温 度自动调节，使室内温度保持舒
适。
温度传感器用于智能穿戴设备， 如智能手环，可以监测人体体温 和活动量，提供健康管理数据。
实验结论
通过本实验，我们了解了传感器的基 本原理和分类，掌握了传感器的应用 和性能测试方法。在实际应用中，需 要根据具体需求选择合适的传感器， 以达到最佳的测量效果。
THANKS
感谢观看
高中物理课件选修3传感 器的应用
contents
目录
• 传感器简介 • 常见传感器介绍 • 传感器的应用实例 • 传感器的发展趋势与未来展望 • 实验：传感器的应用与性能测试
01
传感器简介
传感器的定义与分类
定义
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感 受到的信息按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信 息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控 制等要求。
分类
根据工作原理，传感器可分为物理传感器、化学传感器和生 物传感器；根据输入物理量可分为位移传感器、压力传感器 、速度传感器等；根据输出信号可分为模拟传感器和数字传 感器。
传感器的应用领域
工业自动化
传感器在生产线上用于 检测产品质量、控制生 产流程和提高生产效率
。
智能家居
传感器用于智能家居系 统，实现自动化控制、
安全监控等功能。
医疗健康
传感器用于监测生理参 数、诊断疾病和治疗。
环境监测
传感器用于监测空气质 量、水质、气象等环境
参数。
高考物理总复习 第十章 第三讲 实验：传感器的简单应用课件 新人教版选修32
题型二 有关传感器电路的设计 例2 青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提 供电能．用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制．
光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近 似认为，照射光较强(如白天)时电阻几乎为0；照射光线较弱(如黑天)时 电阻接近于无穷大．利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实 现路灯自动在白天关闭，黑天打开．电磁开关的内部结构如右图所示.1、 2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连 接．当励磁线圈中电流大于50 mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点 分离，3、4断开；电流小于50 mA时，3、4接通．励磁线圈中允许通过 的最大电流为100 mA.
(2)实验的主要步骤： ①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调
节并记录电源输出的电流值； ②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，___
_______，__________，断开开关； ③重复第②步操作若干次，测得多组数据．
(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得 R－t 关系图线．请根据下图所示的图线写出该热敏电阻的 R－t 关系式： R＝__________＋__________t(Ω)(保留 3 位有效数字)．
(2)温度报警器的工作原理：(如上图所示) 常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平， 则输出端Y处于高电平，无电流通过蜂鸣器，峰鸣器不发声；当温度升 高时，热敏电阻RT阻值减小，斯密特触发器输入端A电势升高，当达到 某一值(高电平)时，其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而 发出报警声，R1的阻值不同，则报警温度不同．
f．温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1＝__________. g．逐步降低T1的数值，直至20℃为止；在每一温度下重复步骤e f.
课件6：6.2传感器的应用
2.传感器的应用
神州七号 翟志刚
1. 温敏传感器装进航天员耳包； 液冷服水温传感器、通风温度传感器和水升华器出口 水温传感器
温度混合集成电路——将传感器测量到的环境温度数据转 化为可以识别的电信号，从而达到调节温度的目的。
2. 四十八所研究的两种压力传感器 ： 一种是FTH403气瓶压力传感器 ； 另一种是FTH401服装压力传感器
知识链接:应变片能够把物体形变这个力学量转换为 电压这个电学量。
主题 2:温度传感器——电熨斗 电熨斗在达到设定的温度后就不再升温,当温度降低 时又会继续加热,使它总与设定的温度相差不多。在熨烫 不同的织物时,设定的温度可以不同。电熨斗靠什么来自 动控制温度?它自动控温的原理是什么?
提示:电熨斗靠双金属片传感器自动控制温度,其原 理是巧妙地利用了不同金属热膨胀(线膨胀)的差异。如 图所示,双金属片由黄铜片和铁片铆在一起组成,常温下 是直的,用酒精灯加热后,由于黄铜的膨胀系数大于铁,就 会向铁片那侧弯曲。
A.图 b 中甲是开关 S 由断开变为闭合,通过传感器 1 的电流随时间变化的情况
B.图 b 中乙是开关 S 由断开变为闭合,通过传感器 1 的电流随时间变化的情况
C.图 b 中丙是开关 S 由闭合变为断开,通过传感器 2 的电流随时间变化的情况
D.图 b 中丁是开关 S 由闭合变为断开,通过传感器 2 的电流随时间变化的情况
【答案】BD
3.数码相机的普及逐渐淘汰了传统胶片相机。数码相机
的主要部件是电荷耦合器(CCD),能将光学量转化为电学
量。该部件可看作是一种( )
A.力传感器
B.温度传感器
C.光传感器
D.霍尔元件
【答案】C
4.(多选)振弦型频率传感器的结构如图 所示,它由钢弦和永磁铁两部分组成,钢 弦上端用固定夹块夹紧,下端的夹块与一 膜片相连接,当弦上的张力越大时,弦的 固有频率越大。这种装置可以从线圈输出电压的频率确 定膜片处压力的变化。下列说法正确的是( ) A.当软铁块与磁铁靠近时,a 端电势高 B.当软铁块与磁铁靠近时,b 端电势高 C.当膜上的压力较小时,线圈中感应电动势的频率高 D.当膜上的压力较大时,线圈中感应电动势的频率高 【答案】BD
传感器及其应用(应用实例)
知识点七、一些元器件的原理和使用
1．普通二极管和发光二极管
（1）都具有单向导电性。
（2）发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能发光。普通的发光二极管是用磷化镓或磷砷化镓等半导体材料制成，直接将电能转化为光能，该类发光二极管的正向导通电压大于 。
（2）特点：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，温度达到约 时，失去铁磁性。
（3）居里点：又称居里温度，即指 。
2．电饭锅的结构
如图所示：
3．电饭锅的工作原理
开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，则触点接通，电热板通电加热，水沸腾后，由于锅内水保持 不变，故感温磁体仍与永磁体相吸，继续加热，直到饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，温度升至居里点 时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源从而停止加热。
（2）在数控机床中的位移测量装置，就是利用高精度位移传感器进行位移测量，从而实现对零部件的精密加工。
4．飞向太空的传感器
在航空、航天技术领域，传感器应用得较早，也应用得较多，在运载火箭、载人飞船中，都应用了大量的传感器供遥测和遥控系统使用。这些传感器对控制航天器的姿态、接收和发送信息、收集太空数据等都有重要作用。在载人飞船中还使用一类测量航天员各种生理状况的生理传感器，如测量血压、心电图、体温等。
要点诠释：要想在天更暗时路灯才会照亮，应该把 的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端 电压达到某个值（如 ），就需要 的阻值达到更大，即天色更暗。
3．课本图乙电路分析
传感器的应用 课件
(3)当电流表刻度盘的示数为 20 mA 时，传感器 R 的电阻 R＝E/I＝4.8/0.02 Ω＝240 Ω，由压力传感器 R 的电阻与所受 压力的关系表分析可知，传感器所受压力 F＝500 N，由 F＝ mg 得，这个人的质量是 50 kg.
熨 双金属片 与下层金属的 膨胀系数 不同，双金属片
斗
发生弯曲从而控制电路的通断
电 饭 锅
感温铁 氧体
①居里温度：感温铁氧体常温下具有铁 磁性，温度上升到 约103°C 时，失去 铁磁性，这一温度称为“居里温度”
②自动断电原理：用手按下开关通电加 热，开始煮饭，当锅内加热温度达到 103 °C 时，铁氧体失去磁性，与永久
磁铁失去吸引力，被弹簧片弹开，从而 推动杠杆使触点开关断开
(3)光传感器的应用——火灾报警器(如图 6－2－1 甲) ①组成：发光二极管 LED、光电三极管和不透明的挡板． ②工作原理(如图 6－2－1 乙)：平时光电三极管收不到 LED 发出的光，呈现 高电阻 状态，烟雾进入罩内后对 光有 散射 作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电 阻 变小 ．与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出 警报．
传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等) 转换成电学量的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应 用．有一种测量人体重的电子秤，其测量部分的原理图如图 6－2－3 中的虚线框所示，它主要由压力传感器 R(电阻值会 随所受压力的大小发生变化的可变电阻)，显示体重大小的仪 表 A(实质是理想的电流表)组成．
图 6－2－1
液位传感器的原理及应用
液位传感器的原理及应用1. 液位传感器的原理液位传感器是一种用于测量液体或固体材料表面与传感器之间的距离或液位高度的装置。
液位传感器常用于工业过程控制、环境监测、智能家居等领域。
液位传感器基于不同的原理来测量液位，下面介绍几种常见的液位传感器原理：1.1 压力式液位传感器压力式液位传感器利用液体的压力来测量液位高度。
传感器通过测量液体对传感器底部施加的压力来确定液位的高低。
压力式液位传感器通常由液位探测器和压力传感器两部分组成。
液位探测器浸入液体中，而压力传感器测量液体对其施加的压力。
传感器通常根据测得的压力值来计算液位的高度。
1.2 浮子式液位传感器浮子式液位传感器是一种使用浮子来测量液位的传感器。
传感器中的浮子会随着液位的变化而上下移动。
当液位上升时，浮子也会上升，反之亦然。
传感器会根据浮子的位置来确定液位的高低。
浮子式液位传感器常用于液体容器的液位监测，如水箱、油罐等。
1.3 电容式液位传感器电容式液位传感器通过测量液面与传感器间的电容变化来确定液位的高低。
传感器通常由两个电极组成，一个电极固定在容器的底部，另一个电极浸入液体中。
当液位上升时，液面与浸入液体中的电极之间的电容会发生变化，传感器可以通过测量电容的变化来计算液位。
1.4 超声波液位传感器超声波液位传感器通过发送和接收超声波信号来测量液位的高度。
传感器中的超声波发射器会发射一束超声波信号，并计算从发射器到液面的距离。
通过测量超声波信号的返回时间来确定液位的高低。
超声波液位传感器广泛应用于大型储罐、水池等场景。
2. 液位传感器的应用液位传感器在许多领域都有广泛的应用，以下列举几个常见的应用场景：2.1 工业过程控制液位传感器在工业过程控制中起着重要作用。
它们可以用于监测和控制液体在储罐、管道和反应器中的液位高度。
通过实时监测液位，工厂可以及时调整生产过程，确保生产效率和安全性。
2.2 环境监测液位传感器可用于监测地下水位、河流水位和湖泊水位等环境参数。
水位传感器的原理与应用
水位传感器的原理与应用1. 原理介绍水位传感器是一种用来测量液体水位高度的设备。
它通过采集液体水平面的变化信息，将其转化为电信号输出，从而实现对液体水平面的监测和控制。
水位传感器的原理主要分为以下几种：1.1 浮球式水位传感器浮球式水位传感器通过浮球的浮沉来反映液体的水位高度。
传感器的外壳有一个浮球槽，浮球与浮球槽相连。
当液位升高时，浮球随之上升，通过连杆传动一个电阻器或变压器，从而改变输出的电压或电流。
这种传感器结构简单，使用方便，适用于较小的液体容器。
1.2 压阻型水位传感器压阻型水位传感器通过测量液位对传感器底部的压力来判断液位高度。
传感器底部有一系列压力敏感单元，当液体水平面升高时，压力敏感单元的受力程度会不断增加，从而改变电阻值或电容值，进而改变输出信号。
这种传感器具有精度高、响应快的优点，适用于大容量液体容器。
1.3 电容式水位传感器电容式水位传感器是通过测量液体与传感器之间的电容变化来判断液位高度。
传感器的外壳以及液体容器本身形成电容二极板，而液体则成为介电体。
当液位升高时，电容值会发生变化，进而改变输出信号。
这种传感器具有无浸润性、对液体杂质影响小的优点，适用于腐蚀性较强的液体容器。
2. 应用领域水位传感器在现代工业和民用领域具有广泛的应用。
以下是主要的应用领域：2.1 污水处理在污水处理过程中，水位传感器用于监测各类水处理设备的液位，如沉淀池、搅拌池、二次沉淀池等。
通过及时监测液位，可以确保污水处理设备的稳定运行，避免溢流和堵塞等问题的发生。
2.2 石油化工水位传感器在石油炼制、化工生产等领域起着重要作用。
它可以用于监测油罐、储罐、反应器等设备的液位，保证生产过程的安全和稳定。
2.3 饮用水供应在城市供水系统中，水位传感器被广泛应用于水塔、水库、蓄水池等设施的液位监测与控制。
通过实时监测水位，可以合理调节供水量，避免供水过度或不足的情况发生。
2.4 环境监测水位传感器也被用于环境监测领域，如江河湖泊的水位监测、洪水预警等。
水位传感器的原理和应用
水位传感器的原理和应用1. 水位传感器的原理水位传感器是一种用于测量液体水位高度的装置。
它可以将液体水位的信息转化为电信号输出，以便监测和控制液位的变化。
水位传感器的工作原理主要分为以下几种类型：1.1 浮力原理浮力原理是最常见的水位传感器工作原理之一。
传感器内部有一个浮子，当浮子浮在液体表面时，由于浮力的作用，浮子会上升，这个上升过程会引起一根与浮子相连的传感器部件的形变，进而将水位信息转化为电信号输出。
1.2 压力原理压力原理是另一种常见的水位传感器工作原理。
通过在容器底部安装一个压力感应器，当液体的水位上升时，液体的重量会导致容器底部的压力增加，传感器会将这种压力变化转化为电信号输出。
1.3 电容原理电容原理是一种基于介质的电容变化来感应水位变化的原理。
水位传感器内部有两个电极，当液体的水位变化时，液体的介电常数也会发生变化，从而导致电容值的变化。
传感器通过测量电容值的变化来获得水位信息。
1.4 超声波原理超声波原理是一种利用超声波在液体和空气之间传播时间的差异来测量水位的原理。
传感器通过发射超声波脉冲，并测量超声波从发送器到液体表面反射回来的时间，从而计算出液体的水位高度。
2. 水位传感器的应用水位传感器在许多领域都具有广泛的应用，以下是几个常见的应用场景：2.1 水池水位监测在游泳池、饮水设备、农田灌溉等地方，水位传感器可用于监测水池的水位。
通过实时检测水位的变化，可以及时调节水的供给和排放，确保水位处于合理范围内，避免因水位过高或过低而引发的问题。
2.2 家用洗衣机水位控制在家用洗衣机中，水位传感器用于控制洗衣机中的水位。
传感器可以监测洗衣机内部的水位，并根据设定的程序自动控制水的注入和排出，确保洗衣机内的水位始终在适当的范围内。
2.3 污水处理在污水处理厂中，水位传感器可以用于监测污水罐的水位。
通过实时监测污水罐内部的水位变化，可以及时控制排泄系统，确保污水处理过程的顺利进行。
2.4 水箱液位监控在储水箱或燃料箱等容器中，水位传感器可以用于监测液位的变化。
陶瓷压力传感器原理及应用
陶瓷压力传感器原理及应用第一篇：陶瓷压力传感器原理及应用陶瓷压力传感器原理及应用工作原理：抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥闭桥，由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和应变式传感器相兼容。
通过激光标定，传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性，传感器自带温度补偿0～70℃，并可以和绝大多数介质直接接触。
陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。
陶瓷的热稳定特性及它的厚膜电阻可以使它的工作温度范围高达-40～135℃，而且具有测量的高精度、高稳定性。
电气绝缘程度>2kV，输出信号强，长期稳定性好。
高特性，低价格的陶瓷传感器将是压力传感器的发展方向，在欧美国家有全面替代其它类型传感器的趋势，在中国也越来越多的用户使用陶瓷传感器替代扩散硅压力传感器。
第二篇：抗腐蚀陶瓷压力传感器工作原理及应用抗腐蚀陶瓷压力传感器工作原理及应用抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面、室膜片的表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥(闭桥)，由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的高度线性，与激励电压成正比的电压信号，标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0、3.0、3.3mV等，可以和应变式传感器相兼容。
通过激光标定，传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性，传感器自带温度补偿0℃~70℃，并可以和绝大多数介质直接接触。
陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和震动的材料。
陶瓷的热稳定性及它的厚膜电阻可以使它的工作温度范围高达-40℃~135℃，而且具有测量的高精度、高稳定性。
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《国外电子元器件》1999 年第 9 期 1999 年 9 月
(a) 传感器输出方法 (b) 简单的气体检测电路 图 2 气敏传感器输出方法
以从同传感元件相串联的电阻两端取得 , 如图 2 (a) 所示 。
半导体气敏传感器在待测气体中的电阻值与环 境温 、湿度有关 。一般情况下 , 当环境温度较低时 , 传感器的电阻值较高 ; 温度高时电阻值低 。而湿度 低时电阻值高 ;湿度高时电阻值低 。由于这一原因 , 即使在相同浓度的待测气体中 , 传感器的阻值也有 所不同 ,因此必须在电路中加以补偿 。
传感器如果受到热源的影响 , 其输出特性将发
图 3 气敏传感器温度补偿电路
图 4 电路上电误动作电路
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动设备上 , 则本电路就成为 当检测到空气被污染时 , 风 扇启动工作的简单的自动 换气扇电路 。
感器来说保持加热电压的恒定是至关重要的 。
A F30L / 38L 加热器的理想加热电压是 5V , 在实际
应用中 , 加热电压在 5V ±0. 2V 的范围内一般不会
产生什么问题 。
另外 , 如果传感元件的功耗超过额定值将导致
元件的永久性损坏 。对于 A F30L / 38L 而言 ,必须使
传感元件的功耗不超过 15mW , 如果将输入电压记
以。
意不要由于配线部分的压降导致加热器电压下
(2) 将电路置于待测气体环境中 。在待测气体 降 到 额 定 值 以 下 。连 线 结 束 后 必 须 用 万 用 表 确
环境中 , 调整 V R1 使传感器输出电压为 2～3V , 然 认 一 下 传 感 器 加 热 器 两 端 的 电 压 是 否 为 额 定
3. 气敏传感器应用电路
图 5 所示为使用 A F30L 的气体检测电路 , 当检 测到污染气体 (香烟的烟雾或厌恶的臭味) 的浓度高 于 A F30L 设定值时 , 传感器的输出电压超过比较器 反相输入端的电压 ,于是 L ED2 发光 ,继电器动作 。
电源部分由三端稳压器构成 ,它给传感元件 、加 热器及电路各部分提直流 5V 供电源 。
作为保护电路的一个例子 , 将一个晶体管与负 载驱动电路相串联 , 并用一个具有一定时间常数的 比较器电路来控制该晶体管接通 ,这样 ,在上电后的 一定时间内就能使负载驱动电路处于不工作状态 。 如图 4 所示 。
使驱动电路关断的时间 t 可以由下式求得 :
t = - R Cl n ( 1 - V 1 / V 0) 式中 ,R 为连接到比较器同相输入端的电阻值 ; C 为连接到比较器同相输入端的电容值 ; V1 为加到 比较器反相输入端的电压 ; V0 为加到比较器同相输 入端与电容间的电压 。 当 : R = 1MΩ , C = 220μF , V1 = 2. 2V , V0 = 5V 时 , t = 128s 。另外 , 为了能使断开电源后电容器所积 蓄的电荷迅速地释放 ,可与电阻并联一个二极管 。
性气体 。A F30L 对苯 、氢 、乙醇 、二氧化硫 、氨 、醋酸
等气体灵敏度依次减弱 ; A F38L 探测器对乙醇 、香
烟烟雾 、苯 、醋酸 、甲醛 、氢等气体灵敏度依次减弱 。
半导体气敏传感器在使用时加热器加热传感元
件 , 这时传感元件的特性在很大程度上受到加热器
加热温度的影响 。由于这一原因 , 对半导体气敏传
通常使用的气敏传感器根据检测方式可以分为 好几种类型 , 其中半导体气敏传感器由于具有优良 的灵敏度 、响应特性和稳定性 ,且使用方便而得到广 泛的应用 。
1. 气敏传感器工作原理和结构
A F30L / 38L 是一种利用了气敏检测部分的表 面氧化还原反应使传感元件电阻值发生变化的半导 体气敏传感器 。在清净的空气中 , 由于半导体气敏 传感器检测部分的表面吸附着氧气 , 因此在结晶粒 子之间形成了一个较高的势垒 , 从而使它的电导率 下降 ;然而在被测气体环境中 ,由于被测气体与附吸 的氧气之间的氧化反应 , 导致传感器检测部分表面 吸附的氧气减少 , 势垒降低 , 致使元件电阻值变小 , 而且电阻值随着被测气体的浓度增大而下降 。
摘要 :A F30L / 38L 气敏传感器是日本生产的产品 ,本文从工作原理 、结构 、特点 、参数和使用方法对 它作了较全面的介绍 ,最后给出了应用实例 。 关键词 :气敏传感器 ;A F30L ;A F38L ; 分类号 : T P212. 2 ; T P212. 9 文献标识码 :B 文章编号 :1006 - 6977 ( 1999) 09 - 0019 - 03
通常 , 半导体气敏传感器在刚上电之后传感器 的电阻值不可能立即稳定 , 一般刚通电时传感器呈 现一非常低的低阻状态 , 然后逐渐进入高阻态并稳
定下来 。 这是由于断电时传感元件的表面吸附着水分和
杂散气体 。随着通电开始这些水分和杂散气体逐渐 脱离 , 进而使得传感元件的表面状态趋于稳定之 故 。通常情况下 , 这类传感器的电阻值在通电开始 的数分钟后才能进入稳定状态 。在电阻值不稳定期 间 ,必须根据其用途的不同 ,对正在使用的设备采取 防止误动作的保护性措施 。
A F30L / 38L 气敏传感器及其应用
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●新特器及其应用
江苏省理化测试中心
冯乙引
上海华东电脑股份有限公司 冯伸
Ga s Sensitive Element AF30L / 38L an d Its Appl ication
Feng Yiyin Feng Shen
例如在图 2(b) 电路中 , 当温度较低时传感器的 输出电压不足以达到比较器反相输入端的电压 ,导致 检测电路不工作 。通常 ,要对传感器阻值与环境温度 的依赖关系进行补偿 , 从电路角度而言是相当复杂 的 ,因此对要求不高的场合 ,一般不进行这种补偿 。
这里介绍一下简单的温度补偿方法 。图 3 所示 是在比较器的反相输入端一侧加接热敏电阻 , 使基 准电压在温度降低时随之下降 , 温度升高时随之上 升 , 即采用一种追踪传感器的输出随温度而变化的 补偿方法 。 一般选择热敏电阻常数 B = 3700～ 4000 左右 (图 3) , 气敏传感器温度补偿电路则对于 大多数半导体气敏传感器来说 , 可以较为理想地实 现温度补偿 。
4. 气敏传感器使用 注意事项
4. 1 关于使用树脂
虽 然 AF30 系 列 气 敏
图 5 使用气敏传感器 A F30L 的检测电路
传感器具有较优良的耐有 机硅气体特性 , 不过还是尽
生变化 ,因此在印刷板设计时 ,务必注意在传感器附 量避免在有机硅树脂环境中使用为好 。在对印制板
近不能有发热元件 。
压开关打开 , D1 使 8 脚成为高电平 , 切换到第二探 针 2 。在引擎失速时 ,由于电容 C5 的作用 ,8 脚保持 为高电平 ,防止探针 1 进行测量 ,在其它应用中可用 一逻辑控制信号直接驱动 8 脚 。
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A F30L / 38L 的传感器的结构如下 :它是在陶瓷 基板上用厚膜印刷方法形成气体检测部分 、电极 、加 热器和保护层等 , 然后通过烧结使它们固化在基板 上 。由于气敏检测部分是通过催化反应来检测被测 气体的 , 因此在使用时要将它加热到 300～400 ℃。 由于这一原因 ,在传感器中设有加热器 ,且传感元件 用白金等一类贵金属丝悬挂在外壳中 。图 1 给出了 它的等效电路 。表 1 列出了它们的基本规格参数 。
进行防水处理而必须使用有机硅树脂时 , 应在树脂
本电路应按下面的方法来调整 ;
完全硬化后再安装传感器 。
( 1) 将制成的电路通电 24 小时 , 以稳定传 4. 2 印制板与气敏传感器的配线连接
感 器 的 特 性 。但 在 粗 调 时 , 通 电 几 个 小 时 也 可
从印制板上引出导线到传感器时 ,特别要注
后调整 V R2 使传感器的输出与 IC2 反相端 A 的电 5V 。
压相等 。
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如果将电路的继电器触点连接到风扇等一类驱
图 3 测量工作过程
图 4 L M1042 在汽车中的应用电路
(上接 12 页) 中时 ,施加在该端的电压被放大 ,在 16 脚输出 。
4. 典型应用电路
图 4 所示为 L M 1042 在汽车中的应用电路 。探 针选择信号来自于油压开关 。在汽车启动 (点火) 时 , 油压开关闭合 , 由于 R4 的作用 , 8 脚电平变低 , 探针 1 ( 油液位 ) 的测量开始 。一旦引擎启动后 ,油
图 1 A F30L / 38L 的外形图
表1
检测气体 工作温度 贮存温度
功耗 电路电压 峰电压
A F30L / 38L 基本规格参数
香烟的烟雾及刺激性气味
- 10～55 ℃ - 30～85 ℃
300mW DC或AC12V max DC或AC5 ±012V
2. 特性
A F30L / 38L 探测器能敏感香烟的烟雾和刺激
作 Vc , 传感器的电阻值记作 Rs , 负载阻值记作 RL 的话 ,则传感元件的功耗 Ps 可由下式求得 ;
Ps
=
(
V
2 C
RS
)
/
(
Rs
+
RL
)
2
为防止过流 , 将一个 500Ω 左右的电阻串联到
传感器电路中就可以放心使用 。传感器输出信号可
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