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ZrO2:TiO2复合纳米纤维湿度传感器的直、交流特性研究
  • ISSN号:1004-1699
  • 期刊名称:《传感技术学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB212.9[一般工业技术—工程设计测绘]
  • 作者机构:[1]大连理工大学电子科学与技术学院,辽宁大连116023, [2]沈阳师范大学,教育技术学院,沈阳110034, [3]大连理工大学信息与通信工程学院,辽宁大连116023
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(61176068,61131004,61001054)
中文摘要:

利用ZrO2:TiO2复合纳米纤维制作了特性良好的电容型湿度传感器。该湿敏元件在100 Hz测量频率下灵敏度较高,线性度较好。其电容值在11%~98%相对湿度范围内从20 pF变化到1.5×105 pF。文中从直流特性(伏安特性、极性反转瞬时性)和交流特性(复阻抗)的角度分析了该湿敏元件的感湿机理。利用瞬时直流极性反转法研究了该元件在不同湿度下参与导电的粒子类型;通过复阻抗分析软件ZView仿真并构建合理的等效电路,在等效电路中引入常相位元件和Warburg阻抗分析离子、电子和偶极子在交流电场下对湿敏元件感湿过程的影响。

英文摘要:

A capacitive humidity sensor was fabricated based on ZrO2:TiO2 compostie nanofibers.The humidity sensor exhibits high sensitivity and good linearity at 100 Hz of measurement frequency of which capacitance varied four orders of magnitude from 20 pF to 1.5×105 pF in the humidity range of 11%~98% RH.In present paper,the humidity sensing mechanisms of the sensor were discussed by analyzing dc properties(current-voltage properties and transient with reversing dc bias polarity)and ac properties(complex impedance)of the sensor.The type of carriers of the sensor at different RH was found via transient ionic current by reversing dc bias polarity.Equivalent circuits of the sensor for different humidity ranges were created based on the corresponding complex impedance plots,and simulated by using the software ZView.Constant phase element(CPE)and Warburg impedance were introduced and used to analyze the influence of ions,electrons and dipoles in the humidity sensing process of the sensor and in alternating-current field.

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期刊信息
  • 《传感技术学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:东南大学 中国微米纳米技术学会
  • 主编:黄庆安
  • 地址:南京市四牌楼2号
  • 邮编:210096
  • 邮箱:dzcg-bjb@163.com
  • 电话:025-83794925
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-1699
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1322/TN
  • 邮发代号:28-366
  • 获奖情况:
  • 2011-2012年获中国科技论文在线优秀期刊一等奖,2012年获第四届中国高校优秀科技期刊奖,2011年获中国精品科技期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:18030