[发明专利]气敏元件制作方法及半导体气敏元件的测试方法

权利要求书

1.一种气敏元件制作方法，其特征在于，气敏元件制作步骤：将两端涂有金属电极的陶瓷管衬底依次用甲苯、酒精和去离子水超声清洗，在红外灯下烘干后将研磨好的浆料涂在陶瓷管表面，在红外灯下烘干，然后在管式电阻炉中烧结，最后将具有合适电阻值的加热丝穿入烧好的管芯中，并将电极引线和加热丝引线焊接在元件的管座上，制作成气敏元件，使用气敏元件制作气体气体传感器。

2.一种半导体气敏元件的测试方法，其特征在于，具有：

气敏元件制作步骤，半导体气体传感器测试系统组建与测试的步骤，及对半导体气体传感器测试系统及半导体气敏元件性能分析的步骤；其中，所述气敏元件制作步骤为权利要求1所述的气敏元件制作步骤。

3.如权利要求2所述的具有气敏元件制作步骤的可控湿度的半导体气敏元件的测试方法，其特征在于，所述半导体气体传感器测试系统组建与测试的步骤中，半导体气体传感器测试系统用于对不同气体在给定浓度下进行动态配气及使多支传感器阵列在气体通入时对气敏元件表面电导率的变化进行实时监测；

所述半导体气体传感器测试系统包括：自动进行样品气体浓度配比的进样装置、气体传感器加热与测温装置、用于与进样装置协调动作，并在不同的气样环境下自动采集4～6路气体传感器测量信号的信号测量与数据采集电路、对采集的测量信号进行数据处理的数据处理电路；和对进气过程和室温变化所引起的温度变化进行补偿的温度补偿电路；

气体传感器阵列安装在气室中，气体传感器所测得的气体浓度变化是气室中气体的变化，气室为内腔形状圆滑且近似方形的干燥的有机玻璃腔；

所述气体传感器加热与测温装置对气敏元件进行加热，并实时测量气体传感器的工作温度；当传感器的工作温度因环境温度或气流影响发生变化时，温度补偿电路实时进行温度补偿控制，使传感器的工作温度保持不变；所述信号测量与数据采集电路用于对信号调节和AD采样，信号调节为用于将气体传感器对测试气样的响应转变为电信号，AD采样将模拟信号通过数据处理电路将模拟信号转变为数字信号，并将采集到的4～6路传感器信号经过归一化处理，转变为BP神经网络所需要的标准信号；

标准气样输出被分成二路或多路，各自由一个质量流量控制器控制，并接入测试装置，载气和待测气体分别在质量流量控制器的控制下进入干燥罐充分混合，配成目标测试气样并进入测试装置中的测试腔中，气体传感器测试系统在计算机的控制下对所设定的目标浓度气体进行配气，将一种或多种标准浓度的目标气样和标准的载气按照比例进行配比，并在质量流量控制器控制下通入混合通道内进行充分混合，当混合后的测试气样通入测试腔时，对气室内气体传感器阵列的4～6路响应信号进行采集，并将获得的气体传感器阵列对样品气体的响应信息传送到计算机上进行数据处理和数据分析，使测试气体进气、响应信号采集和数据处理顺序进行；当温度监测系统发现半导体气敏元件工作温度发生变化时，温度补偿电路实时进行元件工作温度补偿，调节电阻丝的加热电压，使元件的工作温度保持不变；

湿度检测传感器实时检测气室内湿度信号，且将该信号传输至主控制器，主控制器基于气室内恒定的湿度设定值，或一个设定的湿度范围，该湿度信号与控制器的设定值相比较，控制器输出分程控制信号；当气室内的湿度低于10％RH,而加湿器已开到最大，系统不能继续加湿时，或气室内的湿度高于60％RH，而除湿机开至最大时，主控制器将控制蜂鸣器鸣响，并调用主控制器中断，停止对除湿机和超声波加湿器的信号输出，且湿度超过60％RH时，系统自动断电并停止测试。

4.如权利要求2或3具有气敏元件制作步骤的可控湿度的半导体气敏元件的测试方法，其特征在于，所述气体传感器测试系统的软件部分包括气路控制模块、电压采样模块、温度补偿模块、数据处理模块和显示功能模块，其中：

气路控制模块对控制参数设置，所述参数包括通气前时间、通气时间、停气后时间、数据采样时间间隔、混合气体种类、各种气体浓度和载气控制电压，气路控制模块对参数设置以控制多路气样输出量实现配气，配气过程中，气体流量和元件的工作温度在整个测试过程中保持不变；

电压采样模块对电压采样开始、采样中断与采样结束进行相应控制；

数据处理模块进行数据采集、数据保存、图像保存、图像打印、历史数据提取处理。