GB T 15653-1995 金属氧化物半导体气敏元件测试方法.pdf

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1、中华人民共和国国家标准金属氧化物半导体气敏元件测试方法国家技术监督局 批准 实施主题内容与适用范围本标准规定了金属氧化物半导体气敏元件以下简称元件 性能参数测试方法的基本原理没有规定这些方法在实际使用时的技术细节 测试时可按相应的详细规范的规定进行本标准适用于金属氧化物半导体气敏元件性能参数的测试其他气敏元件亦可参照使用引用标准电工电子产品基本环境试验规则总则大气环境质量标准敏感元器件术语术语符号术语本标准中所用术语应按 的规定符号本标准的参数符号应按本标准附录 补充件的规定一般要求测试箱测试箱的箱体材料应选择不与检测气体反应的材料箱体容积应保证其中每只元件平均占有容积不小于箱内应设有液体汽化

2、装置 温湿度显示装置和气体搅拌装置测试气氛清洁空气的要求应符合 中规定的 级环境空气标准采用标定气体检测时 其浓度容许误差应符合表 的规定表体积比浓度范围 容许误差电源稳压电源 或稳流电源 电压 或电流 在给定值范围内误差应不大于测试仪表指示用电压表电流表 包括量程扩展的误差应不大于测量负载电阻上的输出电压应选用高输入阻抗的数字电压表测试环境条件无特殊条件规定元件各项参数测量均应在 规定的标准大气条件下进行测试的标准大气条件温度相对湿度气压仲裁测试的标准大气条件温度相对湿度气压测试环境条件容许误差环境温度在测试过程中 环境温度变化不应超过相对湿度 在测试过程中 相对湿度变化不应超过气压在测试过

3、程中大气压力变化不应超过一般注意事项各项参数测量 都应在规定的工作条件下进行连续测试一定数量的元件必须规定测试时间要求测试前都应规定元件保持在测试条件下的时间长短如果把元件从加功率到进行测试之间的时间加倍所测得的读数在规定的误差内变化则认为元件达到初始稳态把元件置于某一工作状态到进行测试之间的时间加倍所测得的读数在规定的误差内变化 则认为元件达到稳态参数测试清洁空气中元件电阻值定义在规定工作条件下元件在清洁空气中的稳态电阻值测试电路图测试电路图见图图图中 为稳压电源 为电压表 为电流表 为负载电阻器 为负载电阻上的电压表为测试回路电压 为加热电压 为加热电流测试步骤调节加热电压 或电流 使电压

4、表或电流表的读数为规定值调节测试回路电压 使电压表的读数为规定值选择负载电阻 为规定值测试箱内通入清洁空气在数字电压表上读出清洁空气中负载电阻上的输出电压稳态值计算清洁空气中元件的稳态电阻为式中 清洁空气中元件的稳态电阻测试回路电压清洁空气中负载电阻上的输出电压稳态值负载电阻规定条件加热电压或加热电流测试回路电压负载电阻预热时间检测气体中元件电阻值定义在规定工作条件下元件在规定浓度检测气体中的稳态电阻值测试系统图测试系统图见图测试步骤按 条 的规定进行按附录 补充件容积比混合法的配气方法配制规定浓度的检测气体在数字电压表上读出检测气体中负载电阻上的输出电压稳态值计算检测气体中元件的稳态电阻为式

5、中 检测气体中元件的稳态电阻测试回路电压检测气体中负载电阻上的输出稳态电压负载电阻规定条件同 条的规定检测气体的种类和浓度注 测量干扰气体中电阻时 将 条 改为配干扰气体并将有关参数角标 改为 即可加热功率定义在规定工作条件下元件的加热电压与加热电流的乘积测试系统图测试系统图见图测试步骤按 条 的规定进行在加热电流表或电压表上读出加热电流 值或加热电压 值计算加热功率为式中 加热功率加热电压加热电流规定条件加热电压 或加热电流灵敏度定义在规定工作条件下元件在清洁空气中的稳态电阻值与在规定浓度检测气体中的稳态电阻值之比测试系统图测试系统图见图测试步骤按 条的规定测量按 条的规定测量按 条公式 和

6、 条公式 分别计算 和计算灵敏度为式中 灵敏度清洁空气中元件的稳态电阻检测气体中元件的稳态电阻注 测量 型元件或检测氧化性气体时可用公式 的倒数形式规定条件同 条的规定气体分辨率定义在规定工作条件下元件在规定浓度的干扰气体和检测气体中的稳态电阻值之比测试系统图测试系统图见图测试步骤按 条的规定测量按 条的规定测量按 条公式 分别计算 和计算分辨率为式中 气体分辨率干扰气体中稳态电阻检测气体中稳态电阻规定条件同 条的规定特征浓度电阻比定义在规定工作条件下元件对同一检测气体两种不同特征浓度下的稳态电阻值之比测试系统图测试系统图见图测试步骤按 条的规定分别测量浓度为 时的 和浓度为 时的按 条公式

7、分别计算 和计算特征浓度电阻比为式中 特征浓度电阻比浓度下的稳态电阻浓度下的稳态电阻规定条件同 条的规定响应时间定义在规定工作条件下元件接触规定浓度检测气体后其电阻下降或上升到清洁空气中稳态电阻值与检测气体中稳态电阻值差值的 时所需要的时间测试系统图测试系统图见图测试步骤按 条的规定测量清洁空气中元件的稳态电阻值按 条的规定测量检测气体中元件的稳态电阻值按 条公式 计算电阻下降 或上升到清洁空气中电阻值与检测气体中电阻值差值的时负载电阻上的输出电压将元件脱离检测气体并置于清洁空气中 待元件恢复后 将元件重新置于检测气体中秒表或自动计时装置计时 同时用数字电压表监测负载电阻上的输出电压当负载电阻

8、上的输出电压上升 或下降 到 时 秒表或自动计时装置所计录的时间即为响应时间规定条件同 条的规定恢复时间定义在规定工作条件下元件脱离检测气体后其电阻上升或下降 到清洁空气中稳态电阻值与检测气体中稳态电阻值差值的 时所需要的时间测试系统图测试系统图见图测试步骤按 条的规定测量清洁空气中元件的稳态电阻值按 条的规定测量检测气体中元件的稳态电阻值按 条公式 计算电阻上升或下降 到清洁空气中电阻值与检测气体中电阻值差值的时负载电阻上的输出电压将元件脱离检测气体并置于清洁空气中继续用数字电压表监测负载电阻上的输出电压并同时用秒表或自动计时装置计时当负载电阻上的输出电压下降 上升 到 时 秒表或自动计时装

9、置所记录的时间即为恢复时间规定条件同 条的规定温度系数定义元件在规定浓度的检测气体中环境相对湿度为 和环境温度在 区间内温度每变化其稳态电阻之比的对数的平均值测试系统图测试系统图见图测试步骤按 条的规定分别测量 温度下电压 和 温度下的电压按 条公式 分别计算电阻 和计算温度系数为式中 温度系数温度下的稳态电阻温度下的稳态电阻端点温度端点温度规定条件同 条的规定湿度系数定义元件在规定浓度的检测气体中 环境温度为 和相对湿度为 和 时的电阻之比测试系统图测试系统图见图测试步骤按 条的规定分别测量 湿度下电压 和 湿度下的电压按 条公式 分别计算电阻 和计算湿度系数为式中 湿度系数湿度下的稳态电阻

10、湿度下的稳态电阻端点湿度端点湿度规定条件同 条的规定附录参数符号补充件参数符号本标准所用参数符号见表表序 号符号参数名称清洁空气中元件电阻清洁空气中输出电压检测气体中元件电阻检测气体中输出电压干扰气体中元件电阻干扰气体中输出电压加热功率灵敏度气体分辩率特征浓度电阻比响应时间响应时间输出电压恢复时间恢复时间输出电压温度系数湿度系数注 电阻值和电压值系指稳态值附录容积比混合法配气方法补充件常压法原理一定体积的清洁空气和一定体积的检测气体相混合则混合后的气体浓度是恒定的配气步骤取体积一定的测试箱用清洁空气清洗三次并充满清洁空气至常压向测试箱内注入一定体积的检测气体对测试箱内的混合气体进行充分搅伴 待

11、混合均匀后即可进行产品测量浓度计算测试气体浓度为式中 测试气体浓度检测气体标准样品气浓度检测气体标准样品气注入体积测试箱容积非常压法原理在已知压力的情况下 根据混入清洁空气中检测气体的浓度和体积 以及清洁空气的体积即可确定混合气体的浓度配气步骤取体积一定的测试箱用清洁空气清洗三次 充入清洁空气使其接近于大气压用注射器注入所需体积的检测气体继续向测试箱内充入清洁空气使箱内压力达到一定正压对测试箱内的混合气体进行充分搅伴待混合均匀后即可进行产品测量浓度计算测试气体浓度为式中 测试气体浓度大气压力形管汞压差计读数检测气体样品气体积检测气体样品气纯度测试箱容积检测气体样品气的体积计算方法测量气体时样品气混入量体积按下式计算式中 样品气注入量体积测试箱容积测试用样品气气体浓度室温温度测试箱箱内温度测量液体蒸气时液体注入量体积按下式计算式中 液体注入量体积测试箱容积液体蒸气浓度液体分子量液体比重液体纯度附加说明本标准由中华人民共和国电子工业部提出本标准由电子工业部标准化研究所归口本标准由电子工业部标准化研究所 国营春光器材厂负责起草本标准主要起草人孟长年 陈勤 孟繁英