Sensore Electronic,电位式氧传感器,SP-xx-yyy
电位式氧传感器
电位式氧传感器的特点在于传感器信号是由测量介质与用户可定义的参考之间分压比例所定义的电压。
其特性可表示如下：
电位式
Un 电池电压 [V] R 气体常数 (8,314 J mol−1 K−1) F法拉第常数 ( 96485 C mol−1 ) T电池温度 [K] pO2meas 测量气体 [mbar] pO2Ref 参考气体 [mbar]
该传感器以其坚固性、抗湿度和长寿命而著称。
典型应用包括家用电器或专业设备中的自动烹饪以及食品运输（容器）。对于这种传感器类型，只有一个可用的测量范围，涵盖了所有可能的氧浓度范围。类型：SP-xx-yyy（安培-电位式类型）。
主要特点：
- 适用于恶劣条件的氧传感器（特别是冷凝湿度）
- 基于电化学ZrO2电池的电位式氧测量
- 在没有参考气氛的情况下进行安培校准程序
- 氧气范围：1mbar – 250mbar（在标准大气中为0.1％〜25％O2）
- 工作温度高达350°C（环境）
工作原理： 该传感器基于一个固体电化学电池（Nernst电池），其加热温度约为525°C。电池的内电极与密封的参考室接触，而外电极与环境气体接触，需要进行分析。电极之间的电压对应于O2分压的商（Nernst定律）。为了进行绝对O2分压测量，因此需要校准参考室的分压。这可以通过与周围气体中已知的O2分压进行比较来完成。也可以在没有参考气氛的情况下通过安培泵送过程建立定义的O2分压。
特性数据： 标准包装 TO-8外壳：
- 引脚1加热器H+
- 引脚2加热器H
- 引脚3外电极S+
- 引脚4内电极S 测量参数和介质
- 大气气氛下的O2分压 测量范围
- 1mbar-250mbar O2
- （在标准大气压下为0.1〜25.0％O2）
- 如果详细评估后可能存在扩展测量范围（根据要求） 输出特性：
- 电池电压Un [V]
- 气体常数R = 8,314 J mol−1 K
- 法拉第常数F = 96485 C mol−1
- 电池温度Tcell [K]
- 测量气体pO2meas [mbar]
- 参考气体pO2Ref [mbar] 加热器电压/电池温度
- 施加的加热器功率：3.5–4.0伏特（取决于应用和热链接，1.3至1.8瓦特）
- 电池温度可以通过Pt加热器的电阻变化计算（4线测量）
- 典型目标电池温度：525°C 温度偏差
- 加热器电阻@ 25°C R25°C = 3.25Ω ±0.20Ω
- 运行中的加热器电阻Rop（取决于电压供应和热链接）
- 铂温度系数αPt=3245 ppm/K
- 加热器-电池温度偏移Toffset=50K（典型） 校准原理 内部校准程序：
- 无需参考气氛
- 典型的校准程序持续时间：2分钟
- 典型泵送电流：10-20uA
- 重新校准周期：最长48小时
- 详细信息根据要求 外部校准程序
- 需要参考气体（通常空气的标准O2浓度足够） 典型输出信号 -100mV至20mV（取决于参考浓度） 准确性
- 典型测量范围（5mbar）的2％ 响应时间（t90）
- <30秒 热身时间
- 约2分钟 最大温度
- 运行中的外壳：约70°C（在25°C环境温度下）
- 最大环境温度：350°C
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