文章编号：1006-883X（2002）07-0024-02 文献标识码：A

、ZnO系为基体，加入合适的催化金属和添加剂，采用烧结、厚膜或薄膜工艺制成。该型传感器已有四十多年的发展历史，国内外有众多生产厂商，其中N-SnO₂材料制成的气敏传感器为例，介绍其加热电路在使用中出现的问题及处理方法。

N- SnO₂半导体气敏传感器无论属于哪种类型（薄膜、厚膜、集成片或陶瓷），其内部均有由加热电阻丝构成的加热电路来提供其正常工作时的工作温度。一般的基本加热电路如图1。

这种基本加热电路，在实际的应用中存在几点问题：

[1].由于气敏传感器一般工作在易燃易爆环境中，而加热丝直接与电源相接，当电热丝局部短路造成器件过热或放电，可能引发事故。所以使用中要根据传感器生产厂家推荐的加热电压，考虑GB3836-2000《爆炸性环境用防爆电气设备》的本质安全型电气设备的要求，结合该型传感器检测环境如检测气体的燃点、爆炸极限等来综合决定加热电路的电压的大小，使其工作在较安全的范围内。一般不同生产厂家对其产品均有推荐的加热电压值，如云南春光器材厂的MQ410型液化石油气气敏元件加热电压为：DC/AC (5.0±0.2)V；哈尔滨通江晶体管厂QM-N5型加热电压为5V；日本费加罗技研的TGS550型加热电压为0.55VDC，TGS813 加热电压为DC/AC (5.0±0.2)V。现以日本费加罗公司生产的TGS813为例：采用TGS813的可燃气体报警器，检测对象为可燃气体，主要为城镇使用的天然气，着火温度为537℃，爆炸极限为5%~15%。根据GB3836-2000标准烷类可燃气体温度组别为T₃，温度要200℃<T≤300℃，而推荐的电压值5V时，工作温度已达300℃左右，故可将加热电压降低至4.5V。这样确保传感器在易燃易爆环境中安全使用，避免意外发生。

[2].当电热丝断路时，由于热惰性缘故，气敏传感器的气敏特性并不立即消失，此时检测必出现较大的误差。为避免出现这种情况出现，并及时发现气敏元件出现的故障，要设计加热丝的断线报警电路。图2为以哈尔滨通江晶体管厂的QM-N5气敏传感器为例的电路设计：在正常工作情况下，加热丝通电，可控硅BG₁导通，氖灯Z D₁亮，当加热丝断线时，BG₁不导通，氖灯ZD₁不亮。

[3].气敏传感器的工作温度是靠调节加热电流来实现的。由于加热丝的电流会受多种因素的影响变化，这种变动会造成工作温度的变化，测量结果势必有较大的误差。可采用恒流源供电保证其检测结果的准确性。以日本费加罗公司TGS813为例，其加热电路采用两级恒流技术的电路图（图3）。电路采用LM317三端可调集成稳压器，其基准源采用一封闭的超级恒流源电路。输入电压在很大范围内变化时，电流稳定在50W =167mA，TGS813的加热电阻丝电阻为30W=167mA。通过两级恒流源电源使加热电阻丝的电流恒定，确保传感器处于最佳工作状态，安全系数及工作稳定性大大提高。

实际中也有使用MC7805三端固定式集成稳压器来实现简单的恒流源电路：固定式集成稳压器工作在悬浮状态，在输出端2和公共端3之间接入一电位器R_w，从而形成了一固定恒流源。调节R_w，可以改变电流的大小，其输出电流为：

I_l=(U_out/R_w)+ I_q

I_q为MC7805的静态电流，小于10mA。当R_w较小时即输出电流较大时，可忽略。当负载电阻R_l变化时，MC7805用改变自身压差来维持通过负载电阻的电流不变。接上例的TGS813加热电阻丝的电流为167mA，所以：

R_w= U_out/ I_l=5/0.167=30(