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氣體壓力傳感器的工作原理
日期:2013年06月17日  文章點擊數:

    氣體壓力傳感器是一種電化學傳感器,常用的是電流型(安培型)氣體傳感器,通常由浸沒在液體電解液中的三個電極構成,如圖1-3-5所示,其中最主要的是工作電極。它通常是用 一具有催化活性的金屬,例如鉑,將其涂復在一透氣但是憎水的膜上作成。被測量的氣體擴 散透過多孔的膜在其上進行電化學氧化或還原反應。其反應的性質依工作電極的熱力學電位 和分析氣體的電化學(氧化還原)性質而定。電化學反應中參加反應的電子,流向(還原) 或流出(氧化)工作電極,通過外電路成為傳感器的輸出信號。為了氧化還原反應得以進行,工作電極的熱力學電位是一個極 為重要的因素。基準電極則是為了提 供電解液中的工作電極具有一穩定的 電化學電位而設。基準電極通常需要 保護使之不暴露于樣氣中,這樣基準電極的熱力學電位就總是具有同一數 值并且保持穩定。此外,基準電極不 允許有電流通過(否則將改變電位 值)。測量電極只是一個完整的電化 學電池所需要的第二電極,它的作用 主要是允許電子進入或流出電解液。

    控制工作電極電位和將信號電流轉換為電壓信號的電路稱之恒電位電 路(或恒電位器)。工作電極的工作信號經運放U2轉換為電壓信號。電路同時保持工作電極的電壓使之處于其偏壓Vbias 之值。基準電極電位與一個經過仔細選擇的穩定的輸入電壓%比較后,線路中運放U1在對電極產生一電壓信號,其大小正好是產生一個與工作電極電流相等相反的電流信號。同時恒電位電路使工作電極與基準電極之間保持一恒定的電位差(電壓)。

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