专利名称：一种提高电阻型气体传感器灵敏度的双传感器电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种提高气体传感器灵敏度的电路，具体地说是一种提高电阻型气体传感器灵敏度的双传感器电路。
背景技术：
电阻型气体传感器在不同气体、不同浓度的情况下，其电阻值将发生变化，为了定义传感器的特性，一般总在一定气体、一定浓度下进行测试标定，把这种气体称为标定气体，把在该标定气体条件下传感器的阻值称为工作电阻，则电阻型气体传感器的灵敏度可如下定义，如图1所示在电阻型气体传感器A两端加一恒定电流I，然后分别置于标定气体1和标定气体2中，设标定气体1中该电阻型气体传感器的电阻为R1，标定气体2中该电阻型气体传感器的电阻为R2，由于电流恒定，标定气体1中该电阻型气体传感器的电压为V1，标定气体2中该电阻型气体传感器的电压为V2，则该传感器灵敏度S的物理意义为S＝V2/V1＝R2/R1，即两种标定气体中的电压或电阻之比，灵敏度越高，S值越大，表明传感器测试标定气体变化的能力越强，传感器的性能越好，由于气体传感器的材料一般为ZnO、SnO2等，为了提高其灵敏度，一般采用在体内添加其他诸如Pd、Cu、V2O5等增敏性物质，但效果并不明显，致使一些灵敏性不高的材料很难得到实际应用，而对灵敏性要求较高的地方又很难得到满足。
发明内容
本发明就是针对以上不足而提供一种能够明显的提高电阻型气体传感器灵敏度的双传感器电路。
本发明所采取的技术方案是一种提高电阻型气体传感器灵敏度的双传感器电路，其特征在于在电阻型气体传感器A上并联有另一电阻型气体传感器B和与其连接的固定电阻R；所述的固定电阻R的电阻值远远大于电阻型气体传感器B最大工作电阻，一般是最大工作电阻阻值的10-30倍。
所述的固定电阻R的电阻值与其连接的电阻型气体传感器B最大工作电阻阻值的最佳比例为20∶1。
该方案的工作原理如下，如图2所示，恒定的总电流I分成两路一路为IA，流经传感器A；另一路为IB，流经传感器B，由于通过电路的总电流I是恒定的，则分路电流IA和IB之和是不变的，但是当标定气体变化时，由于传感器电阻的变化，分路中的电流也是变化的，当一路增加时，另一路减小。由于与传感器B串接的固定电阻R的阻值要比传感器B在标定气体中的最大工作电阻大的多，设两传感器为同一类型，在标定气体1中电阻分别为RA1和RB1，则传感器B上的电压VB1为
VB1=RB1·IB1=RA1RB1RA1+RB1+R·I]]>当气体变化为标定气体2时，两传感器的电阻分别变化为RA2和RB2，此时传感器B上的电压变为VB2，VB2=RB2·IB2=RA2RB2RA2+RB2+R·I]]>则灵敏度为S=VB2VB1=(RA2RB2)(RA1RB1)·(RA1+RB1+R)(RA2+RB2+R)]]>在R远大于RA2和RB2情况下，灵敏度可近似表示为S=VB2VB1≈(RA2RA1)·(RB2RB1)]]>上式表明，双传感器测试电路，灵敏度为各个传感器灵敏度的乘积，所以灵敏度得到极大提高。
若两传感器是完全一样的，即RB2＝RA2＝R2，RB1＝RA1＝R1，则S=VB2VB1≈(R2/R1)2.]]>
图1为检测电阻型气体传感器灵敏度的电路原理图；图2为检测本发明灵敏度的电路原理图；图3是本发明的一种具体实施图；图4是固定电阻R阻值变化时，灵敏度变化示意图；图5是固定电阻R阻值变化时，灵敏度理论值与测试值之间对比示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的描述如图3所示，以YBa2Cu3O7-X薄膜样品材料做传感器，该双传感器电路包括一电阻型气体传感器A，在该传感器A上并联有另一电阻型气体传感器B，在该实施例中，一个YBa2Cu3O7-X薄膜样品材料传感器起到两个传感器的作用，气体传感器B上串连有一固定电阻R，该固定电阻R的电阻值远远气体传感器B最大工作电阻；如图4，标定气体1为氧气，标定气体2为氮气，气体传感器B在氮气中的电阻值即最大工作电阻为200欧姆，固定电阻R的阻值分别取100欧姆、500欧姆、4000欧姆时，灵敏度分别为100、240和350，由实验可知串连的固定电阻R的阻值越大，则该双传感器电路的灵敏度就越高；如图5所示，电阻值为2000欧姆、4000欧姆、8000欧姆甚至更大，当固定电阻R与气体传感器B最大工作电阻的比值超过一定比例时，即使继续增大电阻值，灵敏度的增加也不明显，而是趋于一饱和值，由实验可知固定电阻R的电阻值是电阻型气体传感器B最大工作电阻的10-30倍时效果较好，固定电阻R的电阻值与其连接的电阻型气体传感器B最大工作电阻阻值的最佳比例为20∶1。
权利要求
1.一种提高电阻型气体传感器灵敏度的双传感器电路，其特征在于在电阻型气体传感器A上并联有另一电阻型气体传感器B和与其连接的固定电阻R；所述的固定电阻R的电阻值是电阻型气体传感器B的最大工作电阻的10-30倍。
2.如权利要求1所述的一种提高电阻型气体传感器灵敏度的双传感器电路，其特征在于固定电阻R的电阻值与其连接的电阻型气体传感器B的最大工作电阻阻值的最佳比例为20∶1。
全文摘要
本发明公开了一种提高电阻型气体传感器灵敏度的双传感器电路，是在电阻型气体传感器A上并联有另一电阻型气体传感器B和与其连接的固定电阻R，该固定电阻R的电阻值远远大于电阻型气体传感器B的最大工作电阻，一般是其最大工作电阻阻值的10－30倍，本发明可大大提高电阻型气体传感器灵敏度，灵敏度的大小约为两个传感器灵敏度的乘积，且不影响传感器的响应时间和恢复时间，可广泛用于检测、报警、监控等对灵敏度要求较高的电路中。
文档编号G01N27/12GK1488935SQ0312634
公开日2004年4月14日 申请日期2003年9月5日 优先权日2003年9月5日
发明者胡行, 朱志立, 田国勋, 卢红霞, 杨德林, 胡 行 申请人:郑州大学
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