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一个电化学气体传感器的工作原理如下:与传感器接触的目标气体分子首先通过一个冷凝的隔膜,它也起到防尘的作用。那么气体分子通过毛细管扩散,可能通过随后的过滤器,然后通过疏水膜到达感测电的表面。在那里分子立即被氧化或还原,从而产生或消耗电子,从而产生电流。重要的是要注意,用这种方法进入传感器的气体分子的量受到通过毛细管扩散的限制。通过优化路径,根据期望的测量范围,获得适当的电信号。感测电的设计对于实现对目标气体的高反应性并抑制对干扰气体的不希望响应是的。它涉及固体,液体和气体三个阶段的系统,并且都涉及分析物气体的化学识别。致力于量身定制该系统并获得高性能的气体传感器。电化学电池通过平衡感测电处的反应的所谓反电--Cont电完成。Cont电与Sen电之间的离子电流由传感器主体内的电解质传送,而电流路径通过以销连接器终止的导线提供。通常在电化学传感器(3电传感器)中包含第三电。所谓的参考电用于将感测电的电势保持在固定值。为此并且通常用于电化学传感器的操作,需要恒电位电路。
“传感器”在新韦式大词典中定义为: “从一个系统接受功率,通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件”。 根据这个定义,传感器的作用是将一种能量转换成另一种能量形式,所以不少学者也用“换能器(Transducer)”来称谓“传感器”。类比的话,人的眼睛,耳朵,味蕾等等,都是一种传感器,只是其输出形式不同于一般的电子元件,而是以“生物电”的形式传给大脑神经中枢。传感器是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置。
通常情况下,传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。在实际工作中,为使仪表具有均匀刻度的读数,常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线、线性度(非线性误差)就是这个近似程度的一个性能。拟合直线的选取有多种方法。如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线;或将与特性曲线上各点偏差的平方和为小的理论直线作为拟合直线,此拟合直线称为小二乘法拟合直线。重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变动时所得特性曲线不一致的程度。各条特性曲线越靠近,说明重复性越好,随机误差就越小。