气敏和湿敏传感器 下载本文

实验五 气敏传感器实验

实 验 目 的:了解气敏传感器的原理与应用。

所 需 单 元:直流稳压电源、差动放大器、电桥、F/V表、MQ3气敏传感器、主、副电源。

旋钮初始位置:直流稳压电源±4V档、F/V表置2V档、差动放大器增益置最小、电桥单元中的W1逆时

针旋到底、主、副电源关闭。

实 验 步 骤:1.仔细阅读后面附上的“使用说明”,差动放大器的输入端 (+)、(-) 与地短接,开启主、副

电源,将差动放大器输出调零。

2.关闭主、副电源 ,按图4接线。

图 4

3.开启主、副电源,预热约5分钟,用浸有酒精的棉球靠近传感器,并轻轻吹气使酒精挥

发并进入传感器金属网内,同时观察电压表的数值变化,此时电压读数 。它反映了传感器AB两端间的电阻随着 发生了变化。说明MQ3检测到了酒精气体的存在与否,如果电压表变化不够明显,可适当调大“差动放大器”增益。

思 考 题:如果需做成一个酒精气体报警器,你认为还需采取哪些手段? 提 示:1.需进行浓度标定;

2.在电路上还需增加??。

1

附: MQ系列气敏元件使用说明

一、特点

1.具有很高的灵敏度和良好的选择性。 2.具有长期的使用寿命和可靠的稳定性。

二、结构、外形、元件符合

1.MQ系列气敏元件的结构和外形如图4A所示,由微型AL203陶瓷管、SN02敏感层、测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢网的腔体内,加热器为气敏元件的工作提供了必要的工作条件。

2.好的气敏元件有6只针状管脚,其中4个脚用于信号取出,2个脚用于提供加热电流。

图 4A

三、性能

1.标准回路:如图4B所示,MQ气敏元件的标准测试问路由两部分组成。其一为加热回路。其二为

信号输出回路,它可以准确反映传感器表面电阻的变化。

图 4B

2.传感器的表面电阻Rs的变化,是通过与其串联的负载电阻RL上的有效电压信号Vrl输出而获得的。二者之间的关系表述为RS/RL=(VC-VRL)/VRL3。

2

3.标准工作条件:

4.环境条件

5.灵敏度特性

3

气敏传感器实验实物连接图

接线方法:1. 直流稳压电源旋钮调到±4V; 2. V+插孔与f①和A③串联;

3. f②与电桥平衡中②及差动放大器正输入孔②串联,并

与黑色接地孔接通;

4. B④与电桥平衡中④及差动放大器负输入空④相连接; 5. 差动放大器输出端⑤与F/V表的Vi孔连接。

4

实验六 湿敏电阻(RH)实验

实 验 目 的:了解湿敏传感器的原理与应用。

感 测 机 理:湿敏膜是高分子电解质,其电阻值的对数与相对湿度是近似线性关系。在电路用字母“RH”

表示。

测量范围:10%-95% 工作精度:3% 阻值:几兆欧—几千欧 寿 命:一年以上 响应时间:汲湿,脱湿小于10秒 传感器尺寸:4×6×0.5mm3 工作温度:0℃-50℃ 电 源:AC:1KHz,2-3V或DC 2V 温度系数:0.5RH%/℃

所需单元元件:电压放大器、F/V表、电桥、RH湿敏电阻、直流稳压电源、主副电源。 旋钮初始位置:直流稳压电源置±2V档、F/V表置2V档。

实 验 步 骤:(1) 观察湿敏电阻结构,它是在一块特殊的绝缘基底上浅射了一层高分子薄膜而形成的,按

图5接线。

(2) 取二种不同潮湿度的海绵或其它易吸潮的材料。分别轻轻地与传感器接触,观察电压表

数字变化,此时电压表的指示 ,也就是RH 阻值变 , 说明RH检测到了温度的变化,而且随着湿度的不同阻值变化也不一样。注意取湿材料不要太湿,有点潮就行了。否则会产生湿度饱和现象,延长脱湿时间。

(3) RH的通电稳定时间、脱湿时间与环境的湿度、温度有关。这点请实验者注意。

图 5

问 题:你能用RH做成一个湿度测量仪吗?请画出电路图并加以说明。

5

湿敏传感器实验实物连接图

6