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2.3.1酒精傳感器的介紹 酒精傳感器 MQ-3 的基本原理可簡述為將探測到的酒精濃度轉換成有用電信號的器件，并 根據這些電信號的強弱就可以獲得與待測氣體在環境中的存在情況有關的信息 [11] 。MQ-3 氣敏傳感器由陶瓷管和二氧化硅敏感層、測量電極和加熱器構成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼的腔體內，加熱器為氣敏元件的工作提供了必要的工作條件。 氣敏傳感器的外觀和相應的結構形式如圖 2.4 所示，它是由微型氧化鋁陶瓷管、氧化鋅敏 感層，測量引腳電極和溫度加熱器組成 [12] 。敏感元件固定在塑料或不繡鋼制成的腔體內酒精傳感器， 加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。封裝好的氣敏元件有六個管腳輸出，其中四個用 于信號的取出，二個用于提供加熱的電流。 圖2.4 酒精傳感器的外觀和相應的結構形式 圖中、、分別表示 MQ-3 乙醇傳感器的引腳排列圖、引腳功能圖、使用接線圖。其 H-H表示加熱極（5V），A-A、B-B 傳感器表示敏感元件的兩個極，圖中框圖中“V”為 傳感器的工作電壓，同時也是加熱的電壓。 在工作時，氣敏傳感器的加熱電壓選取交流或直流 5V 均可。當其被受熱后酒精傳感器，加溫室環境 中的可燃氣體濃度迅速增大，傳感器的內阻阻值將會迅速降低，利用該特性并結合電路分析 中的分壓原理，分析便得知Vout 的值將逐漸增大，當超過預設定的閾值時，可產生相應的 操作 [13] 。

經過處理后檢測信號由電阻值轉變成電壓值，就可用于后續電路進行 轉換和處理。 傳感器的標準回路有兩部分組成。其一為加熱回路，其二為信號輸出回路，它可以準確反映 傳感器表面的電阻值變化。傳感器表面電阻Rs 的變化，是通過與其串聯的負載電阻 RL輸出獲得的。二者之間的關系表述為： (V－URL RL???????????(2-1) 其中酒精傳感器，V 為回路電壓，電壓為 10V，負載電阻 可調為0.5—200KΩ 。負載電阻R 可調，加熱電壓一般為5V。 傳感器阻值變化率與酒精濃度、外界溫度的關系慎密，為了使測量的酒精濃度最高誤差最小， 需要找到合適的溫度，一般在測量前需將傳感器預熱 分鐘。預熱后半導體顆粒表面的吸附可導致材料載流子濃度發生相應變化，從而改變電導率，使傳感器輸出電壓信號發生改變 來相應反映濃度變化 [14] 半導體方式的MQ-3 酒精傳感器具有靈敏度高、電路簡單、使用方便、所需費用低、穩定 性好以及壽命長等優點，可以把氣體信號轉換為電壓信號輸出，因此得到廣泛應用。MQ-3 精傳感器可用于機動車駕駛員呼氣中酒精濃度的檢測，以及其它嚴禁酒后操作的現場環境探測甲烷報警器，也可用于其它場所的乙醇蒸氣勘測工作等。

MQ-3 酒精傳感器的實物中包含有 和兩個B）用于信號讀取，兩個 腳用于提供加熱電流。2.2.3MQ-3 靈敏度 市面上用的最廣的酒精傳感器是 MQ-3 乙醇傳感器。 MQ-3 乙醇氣體傳感器的突出技術特點為： 對乙醇蒸汽具有較高的靈敏度和優秀的選擇性； 響應時間短并且恢復時間短的特性； 長期的使用壽命和可靠檢測的穩定性； 驅動電路簡單；MQ-3 型氣敏傳感器技術指標如下： 使用氣體：酒精（乙醇）； 探測范圍：10-1000*10-6； 靈敏度：air/Rin typical gas 特征氣體：100*10-6；敏感體電阻：400-4000k?（空氣中）； 響應時間：10s（70% Response)； 恢復時間：30s（70% Response)； 加熱電阻：31?3?； 加熱電流：180mA； 加熱電壓：5V0.2V； 加熱功率：900mW； 工作條件：環境溫度：-10~65 攝氏度濕度：95%RH； 貯存條件：溫度-20~70 攝氏度，濕度：70%RH； MQ-3靈敏度曲線，具有氣敏特性的電阻一氧化碳報警器，其輸出的電阻阻值會隨著乙醇氣體濃 度的變化而相應變化。 圖2.5 MQ-3 傳感器靈敏度曲線 MQ-3 輸出電壓與酒精濃度關系通過實際測量，MQ-3 模擬端的輸出信號與酒精濃度特性曲 線近似為線性的關系 [15] ，如圖 2.6 所示。

圖2.6 輸出電壓與酒精濃度的關系 [11]吳金宏,張連中,劉麗娜.光電開關及應用.國外電子元器件[M] ,2001,5:14~18. [12]卜云峰.檢測技術[M].北京:機械工業出版社,2005,1:13-15. [13]常健生主編.檢測與轉換技術[M].北京:機械工業出版社,2008.4:36～64. [14]謝望.光電傳感器技術的新發展及應用[M].儀器儀表,2005,12:1~2. [15]A.S.K Kasalkin. Electrical Engineering MirPublishers use Moscow,2004:109~137.

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