湿敏传感器和气敏传感器的应用 (湿敏传感器的种类)

湿敏传感器主要用于空气湿度的测量，常见的湿敏电阻，外形像一只电阻，主要由绝缘基体、感温层和电极组成。

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图1是利用湿敏电阻作为传感器的土壤湿度自动控制电路。图中RH为湿敏电阻，它与VT、R1、R2构成土壤湿度检测电路，A1、RP1、RP2、R3-R6、R8构成湿度信号放大电路，继电器J和水泵M构成土壤加湿电路，VD1、VD2、R9-R构成高精度稳压电源，该电路在℃时的响应时间小于5秒。工作原理是：由于RH是VT的偏置电阻，当土壤湿度下降至下限时，RH的阻值将升至较大值，于是VT截止→运放A1(LM)反相输入端电压大于正相端输入电压→A1输出端电压为0V→继电器J不能吸合→常闭触点闭合→水泵得电喷水，使土壤湿度增加→当湿度达到％时，湿敏电阻RH阻值已变得较小→VT饱和导通→R2上端电压升高→A1正相端电压大于负向端电压→A1输出端输出高电平(约V)→继电器得电吸合→常闭触点断开→水泵停止喷水。当土壤由于蒸发湿度下降至湿度的下限时，又重复上述过程，如此循环。图中继电器选用6V触点电流为A的JZCFA，其余元件参数见图标注。电路装好后，先将湿敏电阻RH*水中调RP2，使A1输出6V，然后将RH从水中取出，并擦干水，稍后再调RP1，使1l输出为0V，反复多次，即可达到要求。气敏传感器主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等，其中用得最多的是半导体气敏传感器。它的应用主要有：一氧化碳气体的检测、*气体的检测、煤气的检测、氟利昂(R、R)的检测、呼气中乙醇(酒精)的检测、人体口腔口臭的检测等等。半导体气敏传感器主要有氧化锡类传感器、氧化锌类传感器、γ-三氧化二铁类传感器、混合膜型气敏传感器。氧化锡类传感器是以多孔陶瓷质SnO2为基本材料，再添加不同的物质进行烧结而成的。烧结时埋入加热丝和测量电极，然后制成管芯，最后将加热丝和测量电极焊在管座上，并用二层不锈钢网将其罩住焊牢。工作时需将加热丝通电，使其温度升至-℃。当检测到被检测气体时，多孔陶瓷质(敏感元件)的电阻值会减小，从而表示检测到被测气体。γ-三氧化二铁类传感器也是一种电阻控制型传感器，对甲烷(*气体)有很高的灵敏度。混合膜型气敏传感器是在陶瓷基片上用印刷技术印刷成混合型薄膜而构成。由于它的温度特性好、成本低，工作时不需通电，故它也是目前应用较多的一种气敏元件。图2(b)是有害气体报警与自动换气电路，它适合于检测煤气、液化石油气、煤油、汽油、乙炔、乙醇(酒精)、氢气、硫化氢、一氧化碳、烷类气体、烯类气体、氨类气体及烟雾等。采用的气敏传感器就是上面提到的氧化锡类传感器。具体型号为QM-N5，它有6个电极，见图2(a)，一般只用A、B与H、H’四个电极。电路中QM-N5、R1、RP1、VD5组成气体检测电路，考虑到QM—N5工作开始有一个不稳定过程，会引起A、B问电阻下降而误报，故采用了由VD6、VD7、R2、C2等组成的延时电路，延时时间5-分钟。该报警与自动换气电路的原理是：当被检测气体浓度很低时，气敏传感器QM—N5的A、B间导电率很小，呈高阻，加至VT1b极电压较低，使VT1截止，时基电路NE⑥脚呈高电平，导致③脚输出低电平，报警信号指示灯LED不发光，双向可控硅VS也不能触发导通，故排风电机M也不运转。反之，当被检测气体浓度达到一定值时(可调节RP1使检测信号动作，最低电压为0．7V)，经延时电路加至VT1b极电压≥0．7V，于是VT1饱和导通，NE⑥脚由高电平变为低电平，③脚输出高电平，导致LED发光以示报警。与此同时，双向可控硅被触发导通，电机M运转，排出有害气体。当室内有害气体浓度下降至安全值后，QM—N5A、B间电阻增大，VT1重新截止，LED熄灭，电机M停止运转。