GB/T 15653-1995 金属氧化物半导体气敏元件测试方法

标准中涉及的相关检测项目

《GB/T 15653-1995 金属氧化物半导体气敏元件测试方法》标准中主要涉及到以下几个方面的检测项目、检测方法以及涉及的产品：

1. 灵敏度测试

2. 响应时间测试

3. 恢复时间测试

4. 选择性测试

5. 稳定性测试

6. 温湿度特性测试

7. 重复性测试

8. 使用寿命测试

1. 控制气氛环境下进行灵敏度及选择性测试。

2. 利用标准气体进行响应和恢复时间测试。

3. 在不同温湿度条件下评估温湿度特性。

4. 长期测试元件的稳定性和使用寿命。

5. 重复实验来检验重复性。

本标准主要适用于各种金属氧化物半导体气敏元件，这些元件常用于环境监测、工业气体检测、家用燃气探测器等领域。

GB/T 15653-1995 金属氧化物半导体气敏元件测试方法的基本信息

标准名：金属氧化物半导体气敏元件测试方法

标准号：GB/T 15653-1995

标准类别：国家标准(GB)

发布日期：1995-07-24

实施日期：1996-04-01

标准状态：现行

GB/T 15653-1995 金属氧化物半导体气敏元件测试方法的简介

本标准规定了金属氧化物半导体气敏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件性能参数的测试，其他气敏件亦可参照使用。GB/T15653-1995金属氧化物半导体气敏元件测试方法GB/T15653-1995

GB/T 15653-1995 金属氧化物半导体气敏元件测试方法的部分内容

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Measuring methods for gas sensors of metal-oxide semiconductor1主题内容与适用范围

GB/T 15653—1995

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。本标准适用于金减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。2引用标准

GB2421电工电子产品基本环境试验规则总

GB3095大气环境质量标准

GB1475敏感元器件术语

3术语,符号

3.1术语

本标准中所用术语应按GB4475的规定。3.2符号

本标准的参数符号应按本标准附录A(补充件)的规定。4—般要求

4.1测试箱

a，测试箱的箱体材料应选择不与检测气体反应的材料：b.箱体容积应保证其中每只元件平均占有容积不小于1L；c.箱内应设有液体汽化装置、温湿度显示装置和气体揽拌装管。4.2测试气氛

清洁空气的要求应符合GB8095中规定的2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1的规定。国家技术监督局1995-07-24批准1996-04-01实施

4.3电源

体积比浓度范围

100~1000

>1 000

GB/T15653—1995

容许误差

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土2%。4.4测试仪表

指示用电压表，电流表（包括量程扩展）的误差应不大于土1%。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。4.5测试环境条件

无特殊条件规定，元件各项参数测量均应在GB2421规定的标准大气条件下进行。测试的标准大气茶件

温度?15~35

相对湿度:45% ~75% ,

气压:86~106 kPa。

仲裁测试的标准大气条件

温度：25±1℃；

相对湿度：48%~52%，

气压：86~106kPa。

4.6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12C相对湿度：在测试过程中，相对湿度变化不应超过士5%：气压：在测试过程中，大气压力变化不应超过土5%。一般注意事项

各项签数测量，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；测试前郝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d.

元件达到初始稳态：

把光件督丁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e.

认为元件达到稳态。

5参数测试

5-1清洁空气中元件电阻值（R.）5-1. 1 定义

在规定工作条件下，元件在清洁空气中的稳态电阻值。5.1.2测试电路图

测试电路图见图1。

GB/T15653—1995

气嫩元件

图中：G，为稳乐电源;P,P为电压表P为电流表，R，为负载电阻器；P。为负载电阻上的电压表；V。为测试回路电压；V.为加热电压；l.为加热电流。5.1.3测试步骤

调节加热电压V（或电流I)，使电压表（或电流表)的读数为规定值a

调节测试间路电压V.使电压表的读数为规定值：bh.

选择负载电阻R.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V.。5. 1, 4 计算

清洁空气中元件的稳态电阻为，R.

式中：R,

清洁空气中元件的稳态电阻，kn测试路电压,V;

清洁空气中负载电阻上的输出电乐稳态值，V负载电阻，kn。

5. 1. 5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。

5.2检测气体中元件电阻值（Raz）5.2.1 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。5. 2. 2测试系统图

测试系统图见图1。

5.2.3测试步骤

GB/T 15653—1995

按 5. 1. 3条a、b,c 的规定进行；按附录B(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；b.

c、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Va：5.2.4计算

检测气体中元件的稳态电阻为；式中：Rt-

V.- V × rl

检测气体中元件的稳态电阻，ka，测试回路电压，V

检测气体中负载电阻上的输出稳态电压，V；负载电阻，k。

5.2.5规定条件

同5.1.5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+格5.2.3条b改为配干扰气体并将有关参数角标dg改为ig即可。5.3加热功率(Ph)

5.3.1定义

征规定工作条件下，元件的加热电压与加热电流的乘积。5.3.2测试系统图

测试系统图见图1。

5.3. 3测试步骤

.按5.1.3条a的规定进行；

b、在加热电流表（或电压表）上读出加热电流I值（或加热电压Vh值）。5.3.4计算

加热功率为：

PA = Vi × Ih

式中:P-

加热功率，mw；

V.——加热电压，V,

I.加热电流mA。

5. 3. 5规定条件

加热电压(或加热电流）。

5.4灵敏度(S)

5.4. 1 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測气体中的稳态电班值之比。5.4.2测试系统图

测试系统图见图 1。

5.4. 3测试步骤

按 5. 1. 3条的规定测量 V,;

按5.2.3条的规定测量Vaxl

按5.1.4条公式(1)和5.2.4条公式(2)分别计算R。和Rd5.4.4计算

灵敏度为

GB/T15653-1995

式中：S—-灵敏度：

R.—清洁空气中元件的稳态电阻，ko；R

R——检测气体中元件的稳态电阻，k?。注：测量P型元件或检测氧化性气体时可用公式(4)的侧数形式。5.4.5规定条件

同5.2.5条的规定。

5.5气体分辨率(D)

5. 5. 1 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。5.5.2测试系统图

测试系统图见图1。

5.5.3测试步骤

a、按 5.2.3条的规定测量 Vialb.按5.2.3条的规定测量Vgl

c．按5.2.4条公式（2)分别计算R,和Rdg。5. 5. 4 让算

分辨率为：

式中：D——气体分辨率，

Re—干找气体中稳态电阻，kn；Rdg

检测气体中稳态电阻，kn。

5.5.5规定条件

同5.2.5 条的规定。

5.6特征浓度电阻比(r）

5.6.1定义

在规定工作条件下，元件对间一检测气体、两种不同特征涨度下的稳态电阻值之比。5. 6. 2 测试系统图

测试系统图见图1。

5.6.3测试步骤

a。按5.2.3条的规定分别测量浓度为C,时的Va(C,)和浓度为Cz时的Vg(Cz),b按5.2.4条公式(2)分别计算Rag(C)和R(2)。5.6.4计算

特征浓度电阻比为：

式中：r——特征浓度电阻比，

Ra（c,）—C浓度下的稳态电阻，koRC.）——C，浓度下的稳态电随，kn。c>

Ra(C,)

（4）

5.6.5规定条件

同5.2.5条的规定。

5.7响应时间（）

5. 7. 1 定义

GB/T15653—1995

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70%时所需要的时间。5.7.2测试系统图

测试系统图见图1。

5.7.3测试步骤

a，按5.1条的规定测量清洁空气中元件的稳态电阻值R.，b。按5.2条的规定测量检测气体中元件的稳态电阻值Ra按5.2.4条公式(2)计算电阻降（或上升)到清洁空气中电阻值与检测气体中电阻值差值的e

70%时负载电阻上的输出电压Ve

将元件脱离检测气体并臀于清洁空气中。待元件恢复后，将元件重新置于检测气体中；d.

秒表或自动计时装暨计时，同时用数学电压表监测负载电阻上的输出电压；e.

当负载电阻上的输出也压上升（或下降）到V时，秒表或自动计时装置所计录的时间即为响f.

应时间。

5.7.4规定条件

同5.2.5条的规定。

5.8恢复时间（ree）

5.8. 1定义

在规定工作条件下，元件脱离检测气体后，其电阻工升（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70%时所需要的时间。5.8.2测试系统图

测试系统图见图1。

5.8.3测试步骤

a.按5.1条的规定测量清洁空气中元件的稳态电阻值R.：b．按5.2条的规定测量检测气体中元件的稳态电阻值Raec.按5.2.4条公式（2)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70为时负载电阻上的输出电压Vrd.将元件脱离检测气体并置于清消空气中；e继续用数字电压表监测负载出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V时，秒表或自动计时装置所记录的时间即为恢复f

时间。

5.8.4规定条件

同5.2.5条的规定。

5.9温度系数（9r）

5. 9.1定义

元件在规定浓度的检测气体中，坏境相对湿度为50%和环境温度在T，～T，区问内，温度每变化1℃其稳态电阻之比的对数的平均值。5.9.2测试系统图

测试系统图见图1。

5.9.3测试步骤

GB/T 15653—1995

a.接5.2.3条的规定分别测量T，温度下电压Va

温度系数为：

1og[Ra(T,)/R(T,)]

式中：——温度系数，

R7T，温度下的稳态电阻，k

Ra(T,)——T，温度下的稳态电阻,ka;T1——端点温度,T,=—10±2℃,℃;T,——端点温度,T,=+40±2℃.C。5. 9. 5规定条件

同 5. 2. 5 条的规定。

5.10湿度系数（3m）

5. 10- 1 定义

元件在规定浓度的检测气体中，环境温度为10℃和相对湿度为17，和I1，时的电阻之比。5.10.2测试系统图

测试系统图见图 1。

5.10.3测试步骤

a.按5.2.3条的规定分别测量H,湿度下电压V(IFt)和Hz度下的电压V（H，);b、按5.2.4条公式(2)分别计算电阻Rag（H)和 Rg(H,)。5.10.4计算

湿度系数为：

Ra(H,)

式中:附——-湿度系数;

Ra（H,)—H湿度下的稳态电阻，ko；R（H.)—H湿度下的稳态电阻，ka；H1——端点湿度,H,=35%±3%;

H2——端点湿度,1I,90%±5%。

5.10.5规定条件

同5.2.5条的规定。

A1 移数符号

本标唯所用参数符号见表A1。

注：电阻值和电压系指稳态值。B1常压法

B1.1原理

CB/T 15653--1995

附录A

鑫数符号

(补充件）

附录B

容积比混合法配气方法

(补充件）

数名称

清洁空气中元件电阻

清活空气中输出电压

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

确应时间输出电压

恢复时间

恢复时间输出电压

溢度系数

褪度系数

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。B1.2 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带压，a.

向测试箱内注入-定体积的检测气体；对测试箱内的混合气体进行充分搅伴，待混合均勾后即可进行产站测量。B1.3浓度计算

測试气体浓度为：

测试气体浓度

式中：C—

CB/T 15653-1995

C检测气体标准样品气浓度：

V——检测气体标准样品气注入体积.I.！V测试箱容积,L。

B2非常压法

B2.1原理

在已知！长力的情况下，根据混入清消空气中检气体的浓度和体积.以及清洁空气的体积.即可确定混合气体的浓度

B2.2配气步

。取体积定的测试箱，用消洁室气清洗二次，充入清洁空气使其接近了大代压；用江射器注人所需体积的检测气体！h.

继续向测试箱内充人清沾空气，使箱内压力达到定正压；c.

d。对测试箱内的混介气体进行充分搅伴，待混合均约后邮可进行产品测证。B2.3浓度计算

测试气体浓度为：

(P,+PxV×10%

式中：（\--—测试气体浓度

P,一-大压力,Pa!

p!—--UI 形管汞压差计读数,Pa;α-—检测气体样品气体积，ml.——检测气体择品气纯度：

测试箱容积，.

B3检测气体样品气的体积计算方法B3.1测载气体时样品气混入量休积按下式计算：2737

Vx= VXC× 10-6 ×

273 + T

: Vx--

-样品气注入量体积.Tnt.

测试箱容积，nl.

测试用样品气气体浓度，10*：

室温温度，C；

T——试箱箱内温度.℃。

3.2测暨液体蒸气时液体注入量体积按下式计算：273+TB

22. 4 xxP × 10-x

273-1 T

中：Vx-

液体注入量体积，ml.；

测试箱容积，ml.;

.....(R2)

C——液体蒸气浓度，10，

M—液体分子量+g!

d—一波体比重，g/cm*

P液体纯度。

附加说明：

CB/T15653-1995

本标准由中华人民共和国电子下业部提出。本标准击电子工业部标准化研究所归口。本标准由电子丁业部标准化研究所、国带春光器材厂负责起草。本标准主要起草人孟长年、陈勉,靠繁英。

北检院检验检测中心能够参考《GB/T 15653-1995 金属氧化物半导体气敏元件测试方法》中的检验检测项目，对规范内及相关产品的技术要求及各项指标进行分析测试。并出具检测报告。

检测范围包含《GB/T 15653-1995 金属氧化物半导体气敏元件测试方法》中适用范围中的所有样品。

测试项目

按照标准中给出的实验方法及实验方案、对需要检测的项目进行检验测试，检测项目包含《GB/T 15653-1995 金属氧化物半导体气敏元件测试方法》中规定的所有项目，以及出厂检验、型式检验等。

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检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验，获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检研究院的服务范围

1、指标检测：按国标、行标及其他规范方法检测

2、仪器共享：按仪器规范或用户提供的规范检测

3、主成分分析：对含量高的组分或你所规定的某种组分进行5~7天检测。

4，样品前处理：对产品进行预处理后，进行样品前处理，包括样品的采集与保存，样品的提取与分离，样品的鉴定以及样品的初步分析，通过逆向剖析确定原料化学名称及含量等共10个步骤;

5、深度分析：根据成分分析对采购的原料标准品做准确的定性定量检测，然后给出参考工艺及原料的推荐。最后对产品的质量控制及生产过程中出现问题及时解决。