第2章应变式传感器及其应用.ppt

传感器原理及应用技术（第2版） 第10章 其他传感器及其应用 10.1 湿敏传感器及其应用 10.2 磁敏传感器及其应用 10.3 气敏传感器及其应用 10.4 生物传感器及其应用 小 结 10.1湿敏传感器 1. 湿度的概念 湿度是指物质中所含水蒸气的量，目前的湿度传感器多数是测量气体中的水蒸气含量。通常用绝对湿度、相对湿度和露点（或露点湿度）来表示。 （1）绝对湿度 （2）相对湿度 （3）露点 2. 湿度传感器的应用? （1）?湿度传感器的分类 湿度传感器分为电阻式和电容式两种，是由湿敏元件配以相应的检测、控制电路构成。 （2） 湿敏传感器的特性 ① 精度和长期稳定性。 ② 温度系数。? ③ 供电。 ④ 互换性。 ⑤ 湿度校正。 （3）对湿度传感器性能作初步判断的几种方法? ①一致性判定。同一类型、同一厂家的湿度传感器产品最好一次购买两支以上，越多越能说明问题。将几支湿度传感器放在一起通电比较检测输出值，在相对稳定的条件下，观察测试的一致性。若要进一步检测，可在24小时内间隔一段时间记录，通过观察一天内高、中、低三种湿度和温度情况变化，可以较全面地了解产品的一致性、稳定性和温度补偿特性。? （4）湿度传感器典型测量电路 10.2 磁敏传感器及其应用 10.2.1 磁敏电阻 10.2.2 磁敏晶体管 10.2.3 磁敏传感器的应用 10.2.1 磁敏电阻 当外加磁场增加时，电阻的阻值也随之增加的现象叫磁阻效应，利用这种效应制成的元件称为磁敏电阻。金属和半导体材料都有磁阻效应，但半导体材料的磁阻效应显著，故目前生产的磁敏电阻都是用半导体材料制成。 1. MR214A/223A（日本电气） 2. DM106B（索尼） 10.2.2 磁敏晶体管 磁敏二极管由锗或硅半导体材料制成。 磁敏二极管的磁灵敏度可达10000(mA/T)，而且磁感应强度在0.1T以下其输出为线性。它不但能检测磁场的大小，并能测出磁场方向。测试电路简单，可以制成掌上小量程高斯计、漏磁测量仪、磁力探伤仪及磁力探矿仪器、仪表等。另外，它还可制成机床的接近开关、电子计算机键盘等无触点开关。 磁敏三极管与磁敏二极管原理相同，灵敏度高于磁敏二极管。 10.2.3 磁敏传感器的应用 由于磁敏传感器对磁敏感，因此均可用于转速、磁性产品计数和角位移的测量。 采用图形识别传感器能检测纸片、纸币等上面的磁性图形或记号，输出相对应于图形的信号波形。由于磁性图形印刷在纸片上，所以检测信号十分微弱，需要经过放大电路放大，由示波器或记录器将波形显示出来。 10.3 气敏传感器及其应用 气敏传感器是一种把气体中的特定成分和浓度检测出来,并将它转换成电信号的器件。 目前工厂和家庭中最常用的几种气敏传感器主要是半导体式及接触燃烧式。 半导体式气敏传感器的品种很多，其中金属氧化物半导体材料制成的传感器数量最多（占气敏传感器的首位），其特性和用途也各不相同。金属氧化物半导体材料主要有SnO2系列、ZnO系列及Fe2O3系列，由于它们的添加物质各不相同，所以能检测的气体也不同。 1. 气敏元件与气敏传感器的应用 (1) 气敏元件 氧化锌元件是比较常用的一种气敏元件。 根据所用催化剂的不同，可以推测环境空气中大体含有哪些气体。比如Ｎ型半导体氧化锌与少量的三氧化二铬混合后，如有催化剂铂存在，其元件的阻值与环境气体中的乙烷、丙烷、异丁烷的含量有关，这些气体含量越高，这种气敏元件阻值越小。 也可以使用以三氧化二铁为主的气敏元件。 这类材质也是Ｎ型半导体材料，它分为两种：分别为α—三氧化二铁和γ—三氧化二铁。前者用来监测液化石油气；后者用来监测乙烷、丙烷、丁烷、氢气和以甲烷为主的天然气，还可以用来检测乙醇气体。 （2）家用煤气报警控制器 10.4 生物传感器及其应用 10.4.1生物传感器工作原理及结构 10.4.2生物传感器应用 10.4.1生物传感器工作原理及结构 小 结 本章介绍了目前广泛使用的湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器以及生物传感器，系统地介绍了传感器的原理以及使用。随着科学技术的不断发展，新型传感器将层出不穷。传感器技术与微机技术的结合，使智能传感器的发展前景更为广阔。传感器技术在信息时代中的地位越来越重要，可以预见，随着科学技术的发展，传感器的种类将迅速增加。 10.4.2生物传感器应用 生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。生物传感器主要是以研制酶电极制作的生物传感器为主，但是由于酶的价格昂贵并不够稳定，因此以酶作为敏感材料的传感器，其应用受到一定的限制。近些年来，微生物固定化技术的不断发展，产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件，与酶电极相