第章化學(xué)傳感器市公開課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

1、第11章化學(xué)傳感器知識單元與知識點(diǎn)化學(xué)傳感器、氣敏傳感器、濕度、濕敏傳感器定義；濕度表示方法（絕對濕度、相對濕度和露點(diǎn)）；氣敏傳感器、濕敏傳感器主要參數(shù)和特征、類型、特點(diǎn)；半導(dǎo)體式氣敏傳感器、電阻式濕敏傳感器工作原理；氣敏傳感器、濕敏傳感器應(yīng)用。能力點(diǎn)了解化學(xué)傳感器、氣敏傳感器、濕度、濕敏傳感器定義；了解濕度表示方法；了解氣敏傳感器、濕敏傳感器主要參數(shù)和特征、類型、特點(diǎn)；會分析半導(dǎo)體式氣敏傳感器、電阻式濕敏傳感器工作原理；了解氣敏傳感器、濕敏傳感器應(yīng)用。重難點(diǎn)重點(diǎn)：基本概念；氣敏傳感器、濕敏傳感器主要參數(shù)和特征、類型、特點(diǎn)；導(dǎo)體式氣敏傳感器、電阻式濕敏傳感器工作原理。難點(diǎn)：半導(dǎo)體陶瓷濕敏材料導(dǎo)

2、電機(jī)理。學(xué)習(xí)要求了解化學(xué)傳感器、氣敏傳感器、濕敏傳感器定義及濕度表示方法；了解氣敏傳感器、濕敏傳感器主要參數(shù)和特征、類型、特點(diǎn)；掌握半導(dǎo)體式氣敏傳感器、電阻式濕敏傳感器工作原理；了解氣敏傳感器、濕敏傳感器應(yīng)用。第1頁物理傳感器與化學(xué)傳感器 在人類感覺中，視覺、聽覺和觸覺獲取是物理信息（光，力），與之相關(guān)傳感器被分類為物理傳感器。嗅覺、味覺獲取是化學(xué)信息（化學(xué)物質(zhì)濃度，組成），稱為化學(xué)傳感器。 人感覺有種種局限，它對許多有味物質(zhì)感覺比較遲鈍，同時(shí)能感覺到化學(xué)對象種類亦有限。比如人嗅覺不能識別有毒CO，因而經(jīng)常在不知不覺中中毒。 種類繁多化學(xué)傳感器出現(xiàn)，突破了人類感官局限，比如，半導(dǎo)體氣體傳感器對

3、人鼻嗅之無味CO有著非常靈敏檢測能力。第2頁化學(xué)傳感器概念11.1 氣敏傳感器11.2 濕敏傳感器 化學(xué)傳感器：能將各種化學(xué)物質(zhì)特征改變定性或定量地轉(zhuǎn)化為電信號傳感器氣體成份與濃度離子或電解質(zhì)濃度空氣濕度第3頁二、化學(xué)傳感器分類1、按工作原理分：電化學(xué)式光化學(xué)式熱學(xué)式質(zhì)量式 電流型電位型電導(dǎo)型你能描述下這三種傳感器工作原理嗎？電位型傳感器（potentiometric sensors）是將溶解于電解質(zhì)溶液中離子作用于離子電極而產(chǎn)生電動(dòng)勢作為傳感器輸出而取出，從而實(shí)現(xiàn)離子檢測；電流型傳感器（amperometric sensor）是在保持電極和電解質(zhì)溶液界面為一恒定電位時(shí)，將被測物直接氧化或還原

4、，并將流過外電路電流作為傳感器輸出而取出，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)物質(zhì)檢測；電導(dǎo)型傳感器是以被測物氧化或還原后電解質(zhì)溶液電導(dǎo)改變作為傳感器輸出而取出，從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)檢測。第4頁2、按換能器操作原理分化學(xué)傳感器光學(xué)式器件電學(xué)式器件質(zhì)量敏感型器件磁學(xué)式器件熱學(xué)式器件其它第5頁3、按檢測對象分類化學(xué)傳感器離子傳感器離子選擇性液膜型離子固體膜型濕度傳感器電阻式電容式其它生物傳感器微生物傳感器酶傳感器免疫傳感器氣體傳感器半導(dǎo)體接觸燃燒型固體電解質(zhì)電解型第6頁氣敏傳感器定義：是能夠感知環(huán)境中某種氣體及其濃度一個(gè)敏感器件它將氣體種類及其濃度相關(guān)信息轉(zhuǎn)換成電信號，依據(jù)這些電信號強(qiáng)弱便可取得與待測氣體在環(huán)境中存在情況相關(guān)信息

5、。 11.1 氣敏傳感器 第7頁氣敏傳感器是能夠感知環(huán)境中 填空1 及其 填空2 敏感器件作答正常使用填空題需3.0以上版本雨課堂填空題2分第8頁氣敏傳感器性能要求 對被測氣體含有較高靈敏度對被測氣體以外共存氣體或物質(zhì)不敏感 性能穩(wěn)定，重復(fù)性好 動(dòng)態(tài)特征好，對檢測信號響應(yīng)快速使用壽命長 制造成本低，使用與維護(hù)方便等 專一性第9頁氣敏傳感器主要參數(shù)及特征靈敏度：對被測氣體(種類)敏感程度響應(yīng)時(shí)間 ：對被測氣體濃度響應(yīng)速度選擇性：指在各種氣體共存條件下，氣敏元件區(qū)分氣體種類能力穩(wěn)定性：當(dāng)被測氣體濃度不變時(shí)，若其它條件發(fā)生改變，在要求時(shí)間內(nèi)氣敏元件輸出特征保持不變能力溫度特征：氣敏元件靈敏度隨溫度改

6、變而改變特征濕度特征：氣敏元件靈敏度隨環(huán)境濕度改變而改變特征電源電壓特征：指氣敏元件靈敏度隨電源電壓改變而改變特征 時(shí)效性：反應(yīng)元件氣敏特征穩(wěn)定程度時(shí)間，就是時(shí)效性；交換性：同一型號元件之間氣敏特征一致性，反應(yīng)了其交換性 第10頁選擇性是指在各種氣體共存條件下，氣敏元件 填空1 能力作答正常使用填空題需3.0以上版本雨課堂填空題1分第11頁氣敏元件穩(wěn)定性反應(yīng)了（）能力對被測氣體濃度高速響應(yīng)區(qū)分氣體種類抗干擾靈敏度不隨電源電壓改變ABCD提交單項(xiàng)選擇題1分第12頁氣敏傳感器分類類 型原 理檢測對象特 點(diǎn)半導(dǎo)體式 若氣體接觸到加熱金屬氧化物(SnO2、Fe2O3、ZnO2等)，電阻值會增大或減小還

7、原性氣體、城市排放氣體、丙烷氣等靈敏度高，結(jié)構(gòu)與電路簡單，但輸出與氣體濃度不成百分比接觸燃燒式 可燃性氣體接觸到氧氣就會燃燒，使得作為氣敏材料鉑絲溫度升高，電阻值對應(yīng)增大燃燒氣體輸出與氣體濃度成百分比，但靈敏度較低化學(xué)反應(yīng)式利用化學(xué)溶劑與氣體反應(yīng)產(chǎn)生電流、顏色、電導(dǎo)率增加等CO、H2、CH4、C2H5OH、 SO2等氣體選擇性好，但不能重復(fù)使用光干涉式利用與空氣折射率不一樣而產(chǎn)生干涉現(xiàn)象與空氣折射率不一樣氣體，如CO2等壽命長，但選擇性差熱傳導(dǎo)式依據(jù)熱傳導(dǎo)率差而放熱發(fā)燒元件溫度降低進(jìn)行檢測與空氣熱傳導(dǎo)率不一樣氣體，如H2等結(jié)構(gòu)簡單，但靈敏度低，選擇性差紅外線吸收散射式因?yàn)榧t外線照射氣體分子諧振

8、而吸收或散射量進(jìn)行檢測CO、CO2等能定性測量，但裝置大，價(jià)格高第13頁11.1.2 半導(dǎo)體式氣敏傳感器工作原理半導(dǎo)體式氣敏傳感器概念：利用半導(dǎo)體氣敏元件同氣體接觸，造成半導(dǎo)體性質(zhì)發(fā)生改變原理來檢測特定氣體成份或者濃度半導(dǎo)體式氣敏傳感器可分為：電阻式非電阻式第14頁半導(dǎo)體式氣敏傳感器 電阻式 燒結(jié)型 薄膜型 厚膜型 二極管氣敏傳感器 MOS二極管氣敏傳感器 PdMOSFET氣敏傳感器 非電阻式 半導(dǎo)體式氣敏傳感器分類 第15頁（1）電阻式氣敏傳感器基本原理是利用氣體在半導(dǎo)體表面氧化還原反應(yīng)造成敏感元件阻值改變而制成。當(dāng)半導(dǎo)體器件被加熱到穩(wěn)定狀態(tài)，在氣體接觸半導(dǎo)體表面而被吸附時(shí)，被吸附分子首先在

9、表面上自由擴(kuò)散(物理吸附)，失去運(yùn)動(dòng)能量，一部分分子被蒸發(fā)掉，另一部分殘留分子產(chǎn)生熱分解而固定在吸附處（化學(xué)吸附）。當(dāng)半導(dǎo)體功函數(shù)小于吸附分子親和力時(shí)， 吸附分子將從器件奪得電子而變成負(fù)離子吸附， 半導(dǎo)體表面展現(xiàn)電荷層。氧氣等含有負(fù)離子吸附傾向氣體被稱為氧化型氣體或電子接收型氣體。假如半導(dǎo)體功函數(shù)大于吸附分子離解能，吸附分子將向器件釋放出電子，而形成正離子吸附。含有正離子吸附傾向氣體有H2、CO、碳?xì)浠衔锖痛碱?，它們被稱為還原型氣體或電子供給型氣體。第16頁氣體吸附規(guī)律當(dāng)氧化型氣體吸附到N型半導(dǎo)體（SnO2, ZnO)上，還原型氣體吸附到P型半導(dǎo)體(CrO3)上時(shí)，將使半導(dǎo)體載流子降低，而使

10、電阻值增大。當(dāng)還原型氣體吸附到N型半導(dǎo)體上，氧化型氣體吸附到P型半導(dǎo)體上時(shí)，則載流子增多，使半導(dǎo)體電阻值下降。第17頁氧化性氣體+P型半導(dǎo)體，電阻 填空1 。作答正常使用填空題需3.0以上版本雨課堂填空題1分第18頁規(guī)則總結(jié)：氧化型氣體N型半導(dǎo)體：載流子數(shù)下降，電阻增加還原型氣體N型半導(dǎo)體：載流子數(shù)增加，電阻減小氧化型氣體P型半導(dǎo)體：載流子數(shù)增加，電阻減小還原型氣體P型半導(dǎo)體：載流子數(shù)下降，電阻增加 N型：電子N型：空穴提供電子接收電子第19頁還原性氣體+N型半導(dǎo)體，電阻 填空1 。作答正常使用填空題需3.0以上版本雨課堂可為此題添加文本、圖片、公式等解析，且需將內(nèi)容全部放在本區(qū)域內(nèi)。正常使用

11、需3.0以上版本還原性氣體供給電子；N型半導(dǎo)體主要載流子為電子；所以還原型氣體解除N型半導(dǎo)體后，因向半導(dǎo)體材料提供電子，造成半導(dǎo)體材料電子深入增多答案解析填空題1分答案解析第20頁 N型半導(dǎo)體吸附氣體時(shí)器件阻值改變圖 第21頁SnO2靈敏度特征和溫濕度特征第22頁SnO2氣敏電阻基本檢測電路第23頁主要類型 燒結(jié)型氣敏器件 薄膜型氣敏器件 厚膜型氣敏器件 第24頁燒結(jié)型氣敏器件 （10_1_01 7:41） 燒結(jié)型氣敏器件制作是將敏感材料（SnO2、ZnO等）和摻雜劑（Pt、Pb等）用水或粘合劑調(diào)合，倒入模具，埋入加熱絲和測量電極，經(jīng)傳統(tǒng)制陶方法燒結(jié)。最終將加熱絲和電極焊在管座上，加上特制外殼

12、就組成器件。分為兩種結(jié)構(gòu)：直熱式和旁熱式。 第25頁直熱式氣敏器件 直熱式器件管芯體積很小，加熱絲直接埋在金屬氧化物半導(dǎo)體材料內(nèi)，兼作一個(gè)測量極缺點(diǎn)：熱容量小，易受環(huán)境氣流影響測量電路與加熱電路之間相互干擾，影響其測量參數(shù)加熱絲在加熱與不加熱兩種情況下產(chǎn)生膨脹與冷縮，輕易造成器件接觸不良第26頁旁熱式氣敏器件 旁熱式氣敏器件是把高阻加熱絲放置在陶瓷絕緣管內(nèi)，在管外涂上梳狀金電極，再在金電極外涂上氣敏半導(dǎo)體材料，就組成了器件克服了直熱式結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)，器件穩(wěn)定性得到提升第27頁薄膜型氣敏器件 制作采取蒸發(fā)或?yàn)R射方法，在處理好石英基片上形成一薄層金屬氧化物薄膜（如SnO2、ZnO等），再引出電極。試驗(yàn)證

13、實(shí)：SnO2和ZnO薄膜氣敏特征很好優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高、響應(yīng)快速、機(jī)械強(qiáng)度高、交換性好、產(chǎn)量高、成本低等第28頁厚膜型氣敏器件 厚膜型氣敏器件是將SnO2和ZnO等材料與315重量硅凝膠混合制成能印刷厚膜膠，把厚膜膠用絲網(wǎng)印制到裝有鉑電極氧化鋁基片上，在400800高溫下燒結(jié)12小時(shí)制成優(yōu)點(diǎn)：一致性好，機(jī)械強(qiáng)度高，適于批量生產(chǎn) 第29頁電阻式氣敏傳感器特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：工藝簡單，價(jià)格廉價(jià)，使用方便；氣體濃度發(fā)生改變時(shí)響應(yīng)快速；即使是在低濃度下，靈敏度也較高。缺點(diǎn)：穩(wěn)定性差，老化較快，氣體識別能力不強(qiáng)，各器件之間特征差異大等。 第30頁氣敏傳感器QM-N5為對瓦斯敏感元件。閉合開關(guān)S，4V電源經(jīng)過R1對氣

14、敏元件QM-N5預(yù)熱。當(dāng)?shù)V井無瓦斯或瓦斯?jié)舛群艿蜁r(shí)，氣敏元件A與B間等效電阻很大，經(jīng)與電位器RP分壓，其動(dòng)觸點(diǎn)電壓 Ug 0.7V，不能觸發(fā)晶閘管VT。所以，由LC179和R2組成警笛振蕩器無供電，揚(yáng)聲器不發(fā)聲；假如瓦斯?jié)舛瘸霭踩珮?biāo)準(zhǔn)，氣敏元件A和B間等效電阻快速減小，致使 Ug 0.7V而觸發(fā)VT導(dǎo)通，接通警笛電路電源，警笛電路產(chǎn)生振蕩，揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲。電位器RP設(shè)定報(bào)警濃度。礦井瓦斯超限報(bào)警器工作原理圖 11.1.3 氣敏傳感器應(yīng)用第31頁氣敏電阻放大電路加熱電源比較器電路觸發(fā)電路晶閘管電路排風(fēng)扇溫度賠償喇 叭聲光報(bào)警驅(qū)動(dòng) 電 路閃光指示油煙(煤氣) 自動(dòng)通風(fēng)扇原理框圖 TGSl09型

15、氣敏傳感器結(jié)構(gòu)圖 自動(dòng)通風(fēng)扇第32頁 家用有毒氣體報(bào)警器電路圖家用有毒氣體報(bào)警器第33頁11.2 濕敏傳感器 11.2.1 濕敏傳感器基本概念及分類11.2.2 慣用濕敏傳感器基本原理 11.2.3 濕敏傳感器應(yīng)用 第34頁濕度定義及其表示方法 所謂濕度，是指大氣中水蒸氣含量。它通常有以下幾個(gè)表示方法：絕對濕度（AH） 相對濕度（%RH） 露點(diǎn) 第35頁絕對濕度（AH） 絕對濕度是指單位體積空氣內(nèi)所含水蒸氣質(zhì)量，其數(shù)學(xué)表示式為 絕對濕度給出了水分在空氣中詳細(xì)含量。第36頁相對濕度（RH） 相對濕度是指待測空氣中實(shí)際所含水蒸氣分壓與相同溫度下飽和水蒸氣壓比值百分?jǐn)?shù)。其數(shù)學(xué)表示式為： 相對濕度給出

16、了大氣潮濕程度。實(shí)際中慣用。第37頁露點(diǎn)（溫度）在一定大氣壓下，將含有水蒸氣空氣冷卻，當(dāng)溫度下降到某一特定值時(shí)，空氣中水蒸氣到達(dá)飽和狀態(tài)，開始從氣態(tài)變成液態(tài)而凝結(jié)成露珠，這種現(xiàn)象稱為結(jié)露，這一特定溫度就稱為露點(diǎn)溫度第38頁那么，在一定大氣壓下，濕度越大，露點(diǎn)越 填空1 ;反之亦然作答正常使用填空題需3.0以上版本雨課堂填空題1分第39頁濕敏傳感器定義 就是一個(gè)能將被測環(huán)境濕度轉(zhuǎn)換成電信號裝置主要由兩個(gè)部分組成：濕敏元件和轉(zhuǎn)換電路，除此之外還包含一些輔助元件，如輔助電源、溫度賠償、輸出顯示設(shè)備等 第40頁一個(gè)理想濕敏傳感器應(yīng)具備性能使用壽命長，穩(wěn)定性好 靈敏度高，線性度好，溫度系數(shù)小 使用范圍寬

17、，測量精度高 響應(yīng)快速 濕滯回差小，重現(xiàn)性好 能在惡劣環(huán)境中使用，抗腐蝕、耐低溫和高溫等特征好 器件一致性和交換性好，易于批量生產(chǎn)，成本低 器件感濕特征量應(yīng)在易測范圍內(nèi)第41頁濕敏傳感器主要參數(shù)及特征10_2_02 感濕特征 感濕特征為濕敏傳感器特征量(如：電阻值、電容值等)隨濕度改變特征濕度量程 濕敏傳感器感濕范圍 靈敏度 濕敏傳感器感濕特征量(如：電阻值、電容值等)隨環(huán)境濕度改變程度，即濕敏傳感器感濕特征曲線斜率濕滯特征 同一濕敏傳感器吸濕過程（相對濕度增大）和脫濕過程（相對濕度減小）感濕特征曲線不重合現(xiàn)象就稱為濕滯特征。響應(yīng)時(shí)間 指在一定環(huán)境溫度下，當(dāng)被測相對濕度發(fā)生躍變時(shí)，濕敏傳感器感

18、濕特征量到達(dá)穩(wěn)定改變量要求百分比所需時(shí)間。普通以對應(yīng)起始濕度到終止?jié)穸冗@一改變區(qū)間90%相對濕度改變所需時(shí)間來進(jìn)行計(jì)算。 感濕溫度系數(shù) 當(dāng)被測環(huán)境濕度恒定不變時(shí)，溫度每改變1，引發(fā)濕敏傳感器感濕特征量改變量，就稱為感濕溫度系數(shù)。老化特征 老化特征是指濕敏傳感器在一定溫度、濕度環(huán)境下存放一定時(shí)間后，其感濕特征將會發(fā)生改變特征。第42頁濕敏傳感器分類 界限電流式濕敏傳感器濕敏傳感器電阻式電容式其它電解質(zhì)式陶瓷式高分子式陶瓷式高分子式光纖濕敏傳感器二極管式、石英振子、SAW式、微波式、熱導(dǎo)式等第43頁11.2.2 慣用濕敏傳感器基本原理 電阻式濕敏傳感器 電容式濕敏傳感器 第44頁電阻式濕敏傳感器電

19、阻式濕敏傳感器是利用器件電阻值隨濕度改變基本原理來進(jìn)行工作，其感濕特征量為電阻值。依據(jù)使用感濕材料不一樣，電阻式濕敏傳感器可分為：電解質(zhì)式陶瓷式高分子式第45頁電解質(zhì)式（氯化鋰）電阻濕敏傳感器 氯化鋰濕敏電阻是利用吸濕性鹽類潮解，離子導(dǎo)電率發(fā)生改變而制成測濕元件。它由引線、基片、感濕層與電極組成。 氯化鋰通常與聚乙烯醇組成混合體，在氯化鋰（LiCl）溶液中，Li和Cl均以正負(fù)離子形式存在，而Li對水分子吸引力強(qiáng)，離子水合程度高，其溶液中離子導(dǎo)電能力與濃度成正比。當(dāng)溶液置于一定溫濕場中，若環(huán)境相對濕度高，溶液將吸收水分，使?jié)舛冉档停?，其溶液電阻率增高。反之，環(huán)境相對濕度變低時(shí)，則溶液濃度升高

20、，其電阻率下降，從而實(shí)現(xiàn)對濕度測量。第46頁濕敏電阻結(jié)構(gòu)示意圖 第47頁氯化鋰濕度電阻特征曲線 第48頁 氯化鋰濕敏元件優(yōu)點(diǎn)：滯后小，不受測試環(huán)境風(fēng)速影響， 檢測精度高達(dá)% 缺點(diǎn)：耐熱性差，不能用于露點(diǎn)以下測量， 器件性能重復(fù)性不理想，使用壽命短第49頁陶瓷式電阻濕敏傳感器 通常，用兩種以上金屬氧化物半導(dǎo)體材料混合燒結(jié)而成為多孔陶瓷。這些材料有ZnO-LiO2-V2O5系、Si-Na2O-V2O5系、 TiO2-MgO-Cr2O3系、Fe3O4等前三種材料電阻率隨濕度增加而下降，故稱為負(fù)特征濕敏半導(dǎo)體陶瓷，最終一個(gè)電阻率隨濕度增加而增大，故稱為正特征濕敏半導(dǎo)體陶瓷第50頁 1. 負(fù)特征濕敏半導(dǎo)

21、體陶瓷導(dǎo)電機(jī)理 因?yàn)樗肿又袣湓雍泻軓?qiáng)正電場，當(dāng)水在半導(dǎo)體陶瓷表面吸附時(shí)，就有可能從半導(dǎo)瓷表面俘獲電子，使半導(dǎo)體陶瓷表面帶負(fù)電若該半導(dǎo)體陶瓷是型半導(dǎo)體，則因?yàn)樗肿游绞贡砻骐妱菹陆?，將吸引更多空穴抵達(dá)其表面，其表面層電阻下降 若該半導(dǎo)體陶瓷為型半導(dǎo)體，則因?yàn)樗肿痈街贡砻骐妱菹陆?，假如表面電勢下降較多，不但使表面層電子耗盡， 同時(shí)吸引更多空穴抵達(dá)表面層，有可能使抵達(dá)表面層空穴濃度大于電子濃度，出現(xiàn)所謂表面反型層，這些空穴稱為反型載流子。 它們一樣能夠在表面遷移而表現(xiàn)出電導(dǎo)特征，使N型半導(dǎo)瓷材料表面電阻下降不論是型還是型半導(dǎo)體陶瓷，其電阻率都隨濕度增加而下降第51頁幾個(gè)負(fù)特征半導(dǎo)體陶瓷式

22、濕敏傳感器感濕特征 第52頁 2. 正特征濕敏半導(dǎo)瓷導(dǎo)電機(jī)理 正特征濕敏半導(dǎo)瓷導(dǎo)電機(jī)理解釋能夠認(rèn)為這類材料結(jié)構(gòu)、電子能量狀態(tài)與負(fù)特征材料有所不一樣。當(dāng)水分子附著半導(dǎo)瓷表面使電勢變負(fù)時(shí)，造成其表面層電子濃度下降，但這還不足以使表面層空穴濃度增加到出現(xiàn)反型程度，此時(shí)仍以電子導(dǎo)電為主。于是，表面電阻將因?yàn)殡娮訚舛认陆刀哟螅@類半導(dǎo)瓷材料表面電阻將隨濕度增加而加大。通常濕敏半導(dǎo)瓷材料都是多孔，表面電導(dǎo)占百分比很大，故表面層電阻升高， 必將引發(fā)總電阻值顯著升高。第53頁 Fe3O4半導(dǎo)體陶瓷正濕敏特征 第54頁半導(dǎo)體陶瓷材料導(dǎo)電機(jī)理分類第55頁 幾個(gè)經(jīng)典陶瓷濕敏傳感器（自學(xué)） （1）MgCr2O4-T

23、iO2濕敏元件 氧化鎂復(fù)合氧化物-二氧化鈦濕敏材料通常制成多孔陶瓷型“濕電”轉(zhuǎn)換器件，它是負(fù)特征半導(dǎo)瓷，MgCr2O4為型半導(dǎo)體，它電阻率低，阻值溫度特征好，第56頁MgCr2O4-TiO2陶瓷 MgCr2O4-TiO2陶瓷濕度傳感器感濕特征第57頁 （2）ZnO-Cr2O3陶瓷濕敏元件 ZnO-Cr2O3濕敏元件結(jié)構(gòu)是將多孔材料金電極燒結(jié)在多孔陶瓷圓片兩表面上，并焊上鉑引線，然后將敏感元件裝入有網(wǎng)眼過濾方形塑料盒中用樹脂固定ZnO-Cr2O3陶瓷濕敏傳感器結(jié)構(gòu) 第58頁陶瓷式電阻濕敏傳感器特點(diǎn) 傳感器表面與水蒸氣接觸面積大，易于水蒸氣吸收與脫卻； 陶瓷燒結(jié)體能耐高溫，物理、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，適合采取加熱去污方法恢復(fù)材料濕敏特征； 能夠經(jīng)過調(diào)整燒結(jié)體表面晶粒、晶粒界和細(xì)微氣孔結(jié)構(gòu)，改進(jìn)傳感器濕敏特征。 第59頁高分子式電阻濕敏傳感器 利用高分子電解質(zhì)吸濕而造成電阻率發(fā)生改變基本原理來進(jìn)行測量。當(dāng)水吸附在強(qiáng)極性基高分子上時(shí)，伴隨濕度增加吸附量增大，吸附水分子凝聚呈液態(tài)水狀態(tài)。在低濕吸附量少情況下，因?yàn)闆]有荷電離子產(chǎn)生，電阻值很高；當(dāng)相對濕度增加時(shí)，凝聚化吸附水就成為導(dǎo)電通道，高分子電解質(zhì)成對離子主要起載流子作用。另外，由吸附水本身離解出來質(zhì)子（H+）及水和氫離子（H3O+）也起電荷載流子作用，這就使得載流子數(shù)目急劇增加，