工业、科研、生活、医疗、农业等许多领域都需要测量环境中某些气体的成分、浓度。例如，煤矿中瓦斯气体浓度超过极限值时，有可能发生爆炸；家庭发生煤气泄漏时，会导致煤气中毒事件；农业塑料大棚中CO2浓度不足时，农作物将减产；锅炉和汽车发动机气缸燃烧过程中氧气含量不正确时，效率将降低并造成环境污染。
使用气敏电阻传感器 （以下简称气敏电阻），可以把某种气体的成分、浓度等参数转换成电阻变化量，再转换成电流、电压信号。
1.气敏电阻的构成
气敏电阻的材料是金属氧化物，金属氧化物半导体分为N型半导体（如Sn O2、Fe2O3等）和P型半导体 （如Co O、Pb O等）。为了提高某种气敏电阻对某些气体成分的选择性和灵敏度，合成这些材料时，还掺入催化剂，如钯（Pd）、铂 （Pt）等。
2.气敏电阻的原理及特性
金属氧化物在常温下是绝缘体，制成半导体后却显示气敏特性，其机理是比较复杂的。但是，这种气敏元件接触气体时，由于表面吸附气体，致使它的电阻率发生明显的变化却是肯定的。这种对气体的吸附可分为物理吸附和化学吸附。在常温下主要是物理吸附，是气体与气敏材料表面上分子的吸附，它们之间没有电子交换，不形成化学键。若气敏电阻温度升高，化学吸附就增加，并在某一温度时达到最大值。化学吸附是气体与气敏材料表面建立离子吸附，它们之间有电子的交换，存在化学键力。若气敏电阻的温度再升高，由于解吸作用，两种吸附同时减小。例如，用氧化锡（Sn O2）制成的气敏电阻，在常温下吸附某种气体后其电阻率变化不大，表明此时是物理吸附。若保持这种气体浓度不变，该元件的电导率随元件本身温度的升高而增加，尤其在100℃～300℃电导率变化很大，表明此温度范围内化学吸附作用大。
气敏元件工作时需要本身的温度比环境温度高很多。为此，气敏元件在结构上要有加热器，通常用电阻丝加热，如图2－26所示。
氧化锡（Sn O2）、氧化锌（Zn O）材料气敏元件输出电压与温度的关系曲线如图2－27所示。
图2－26 气敏元件两对电极
1，2—加热电极；3，4—气敏电阻的一对电极
图2－27 输出电压与温度的关系
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