第八章气敏与湿敏传感器思考题与习题答案8.1气敏传感器能完成那些检测任务?
第八章气敏与湿敏传感器思考题与习题答案8.1气敏传感器能完成那些检测任务?
发布时间：2025-08-24 00:44:04
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答案：解:主要用于天然气、煤气、石油化工等工业部门的易燃、易爆、有毒、有害气体的监测、预报和自动控制。8.2半导体气敏传感器有哪几种类型?解:半导体气敏传感器按照半导体与气体的相互作用是在其表面,还是在其内部,可分为表面控制型和体控制型两类;按照半导体变化的物理特性,又可分为电阻型和非电阻型两种。8.3简单说明表面控制型半导体气敏传感器的工作原理。解:电阻型半导体气敏元件是利用半导体接触气体时,其阻值的改变来检测气体的成分或浓度;而非电阻型半导体气敏元件根据其对气体的吸附和反应,使其某些有关特性变化对气体进行直接或间接检测。8.4说明多数半导体气敏器件工作时都需要加热器的原因。解:加热器是用来烧去附在元件表面的油雾与尘埃,加速气体的吸附,从而提高元件的灵敏度和响应速度。元件的工作加热温度取决于氧化物材料及被测气体的种类,一般在200~400℃。8.5如何提高半导体气敏传感器对气体的选择性和检测灵敏度?解:改善气敏元件的气体选择性常用的方法:(1)向气敏材料掺杂其他金属氧化物或其他添加物;(2)控制气敏元件的烧结温度;(3)改善元件工作时的加热温度。一般用金属或金属氧化物材料的催化作用来提高气体检测的灵敏度。8.6试述MOS气敏二极管工作原理。解:MOS二极管是利用电容-电压关系(C-V特性)来检测气体的敏感器件。解:该仪器的灵敏度为
V/mm1.8某测温系统由以下四个环节组成,各自的灵敏度如下:铂电阻温度传感器:0.45Ω/℃电桥:0.02V/Ω放大器:100(放大倍数)笔式记录仪:0.2cm/V求:(1)测温系统的总灵敏度;(2)记录仪笔尖位移4cm时,所对应的温度变化值。解:(1)测温系统的总灵敏度为
cm/℃(2)记录仪笔尖位移4cm时,所对应的温度变化值为
℃1.9有三台测温仪表,量程均为0~800℃,精度等级分别为2.5级、2.0级和1.5级,现要测量500℃的温度,要求相对误差不超过2.5%,选那台仪表合理?解:2.5级时的最大绝对误差值为20℃,测量500℃时的相对误差为4%;2.0级时的最大绝对误差值为16℃,测量500℃时的相对误差为3.2%;1.5级时的最大绝对误差值为12℃,测量500℃时的相对误差为2.4%。因此,应该选用1.5级的测温仪器。1.10某温度传感器为时间常数T=3s的一阶系统,当传感器受突变温度作用后,试求传感器指示出温差的1/3和1/2时所需的时间。解:设温差为A,测此温度传感器受幅度为A的阶跃响应为(动态方程不考虑初态)当
时,
当
时,
1.11某传感器为一阶系统,当受阶跃函数作用时,在t=0时,输出为10mV;t→∞时,输出为100mV;在t=5s时,输出为50mV,试求该传感器的时间常数。解:由题意知:
V/mm1.8某测温系统由以下四个环节组成,各自的灵敏度如下:铂电阻温度传感器:0.45Ω/℃电桥:0.02V/Ω放大器:100(放大倍数)笔式记录仪:0.2cm/V求:(1)测温系统的总灵敏度;(2)记录仪笔尖位移4cm时,所对应的温度变化值。解:(1)测温系统的总灵敏度为cm/℃(2)记录仪笔尖位移4cm时,所对应的温度变化值为℃1.9有三台测温仪表,量程均为0~800℃,精度等级分别为2.5级、2.0级和1.5级,现要测量500℃的温度,要求相对误差不超过2.5%,选那台仪表合理?解:2.5级时的最大绝对误差值为20℃,测量500℃时的相对误差为4%;2.0级时的最大绝对误差值为16℃,测量500℃时的相对误差为3.2%;1.5级时的最大绝对误差值为12℃,测量500℃时的相对误差为2.4%。因此,应该选用1.5级的测温仪器。1.10某温度传感器为时间常数T=3s的一阶系统,当传感器受突变温度作用后,试求传感器指示出温差的1/3和1/2时所需的时间。解:设温差为A,测此温度传感器受幅度为A的阶跃响应为(动态方程不考虑初态)当时,当时,1.11某传感器为一阶系统,当受阶跃函数作用时,在t=0时,输出为10mV;t→∞时,输出为100mV;在t=5s时,输出为50mV,试求该传感器的时间常数。解:由题意知:
