电化学气体传感器的技术参数有哪些？
电化学气体传感器是一种采用电化学检测原理对空气中某种气体成分及浓度进行探测的检测仪器，这篇文章主要从8个部分介绍了电化学气体传感器的技术参数。
1. 量程范围(RANGE)
定义：能够保证传感器规格书所列各项参数的最高气体浓度。
量程范围有多宽?
答：不同的气体传感器都有各自的量程范围，低至1ppm，高至100%vol。1ppm量程的传感器是测量特毒的毒气，100%vol量程的是测量高浓氧气。医疗氧传感器的量程比较特殊，例如：200,000%mbar，这个单位的意思是在大约2个标准大气压下，传感器最高能测到100%vol，计算式为2,000mbar*100%vol=200,000%mbar。(1标准大气压=1013mbar)
输出和气体浓度是什么关系？
电化学传感器有的是电流源，即输出电流和被测气体浓度成正比；有的是电压源，即输出电压和气体浓度成正比。这种成正比的关系在仪表行业称为线性，即被测气体浓度和输出电流或电压成线性。
什么是过载量程?
有些传感器的规格书上除了量程，还有一个参数叫过载量程(OVERLOAD RANGE)。这个参数是告诉用户：在这个浓度下，传感器可以短时间(几分钟)测量而传感器不会永久性损坏，但性能无法符合规格书上所列参数。如果超过过载量程，会造成传感器永久损坏。
2. 灵敏度(SENSITIVITY)
定义：被测气体改变一个单位浓度，传感器输出电流或电压的改变量。
灵敏度单位是什么？
对毒气传感器来说，最常见的单位是nA/ppm或uA/ppm。对常量氧传感器来说，其单位是uA@20.9%VOL O2，意思是在空气中，输出的电流是多少微安。对微量氧传感器来说，其单位是mV@20.9%vol O2，当然，我不赞成微量氧传感器放在空气中测试，因为微量氧传感器是测ppm级O2的，长时间暴露在空气中，会让它很快失效。对医疗氧气传感器来说，其单位是mV@20.9%vol O2，医疗氧气传感器的最大量程都是100%vol。
同一个型号的传感器灵敏度误差有多大？
具体需要看灵敏度后面的误差范围，例如，盛密科技的一氧化碳传感器4CO-1000S的灵敏度是55±15nA/ppm。其中”±15nA”就是传感器的个体差异。
灵敏度会变化吗？在什么情况下会变化？
电化学传感器的灵敏度是会变化的，影响灵敏度的因素包括：温度、湿度、压力、流速、寿命、干扰气体。以上参数，在规格书所定义的范围内变化是不会影响传感器寿命的，但如果超过了这些范围，传感器可能会受到不可逆的破坏。
3. 响应时间(Response Time)
定义：传感器信号从零点上升到通气平衡点一定百分比，所需的时间成为响应时间，通常用T90来描述。从零点上升到平衡信号值的50%所需要的时间称为T50，从零点上升到90%所需的时间称为T90，从零点上升到97%所需的时间成为T97。
为什么响应时间很重要？
因为气体传感器主要是保护人身安全的。当氧气或毒气超过对人体有害的范围，人员必须撤离该环境，撤离时间越短越好。因此，传感器响应时间越短，就留给撤离人员越多的时间。
如何确定零点，如何确定平衡点呢？
对于常规气体传感器，当它暴露在空气中，3分钟之内读数变化不超过一个分辨率，即认为是平衡了。具体地说，对O2传感器来说，读数变化不超过±0.1%，即认为是平衡了；对CO传感器来说，读数变化不超过1ppm，即认为平衡了；对H2S传感器来说，读数变化不超过0.1ppm，即认为平衡了；对分辨率为10ppm的H2传感器来说，读数变化不超过10ppm，即认为平衡了。
有的传感器通气后读数会一直上升，如何确定平衡点呢？
对于吸附性强的气体，其传感器的T90计算和CO、H2S常规气体是不一样的。例如，在NH3传感器的规格书上T90后面会跟上一句<60s calculated from 5 min. exposure time。它的意思是说，通气5分钟，即认为是平衡，然后用5分钟时候的灵敏度还计算T90时间。这里的通气5分钟也是有技术条件的：
A. NH3气体流速为500±100ml/min；
B. 管路和流量计是特氟龙材质或不锈钢的；
C. NH3浓度在量程范围之内；
D. 流动的NH3气体和传感器之间不能有任何薄膜或钢网的阻挡。
常见有吸附性的气体包括：H2S、CL2、SO2、NH3、HCL、HF、F2等等。常见的没有吸附性的气体包括：O2、H2、CH4、CO、CO2等等。下图是盛密科技的4NH3-100S的响应曲线，可以看出，T90时间可以控制在40Sec之内。
4. 恢复时间(Recovery Time)和归零时间
恢复时间定义：恢复时间是表述传感器从标准气体回复到零点气体时，信号回复快慢的一个参数。常用的是RT90，它的意思是，从传感器通气平衡状态恢复到10%信号所花的时间。例如，CO标准气是500ppm，当传感器信号从500ppm回到50ppm(500ppm*10%=50ppm)的这段时间，就是RT90了。
归零时间定义：归零时间是表述从传感器通气平衡状态恢复到3个分辨率的读数所需要的时间。例如，CO传感器的分辨率是1ppm，标准气是500ppm，当传感器信号从500ppm回到3ppm的这段时间，就是归零时间了。
用不同浓度的标准气体测试电化学传感器，RT90时间和归零时间会不一样吗？
是会不一样的。浓度越高，RT90时间和归零时间越长。扩散的模式符合菲克定理。
不同的温度下，电化学传感器的响应时间和恢复时间一样吗？
不一样。温度越高，响应时间和恢复时间越短，温度越低越长。
所有的EC传感器在规格书上都写了RT90和归零时间吗？
到目前为止，少数传感器有归零时间。不过如果您问我的话，我会给您盛密科技传感器的回零曲线的。
毒气传感器和氧气传感器RT时间的计算方法一样吗？
不一样。毒气传感器从零气往上升计算T90，从平衡标准气下降计算RT90和归零时间。而氧气传感器是从空气20.9%vol下降到纯N2计算T90，这主要是从工业人员安全考虑。
5. 分辨率(Resolution)
定义：分辨率是描述传感器能够分辨的最小的气体浓度改变量的参数。分辨率和灵敏度和噪声相关，类似电子技术里面的一个参数——信噪比。计算公式是：
分辨率=3 X 60秒信号标准差/灵敏度
如何计算信号标准差？
在传感器信号被放大之后，会送入模数转换器ADC。系统噪声需要用标准差(STDEV)来衡量，STDEV可以通过Office Excel里的STDEV()函数来计算。下面的曲线中取101Sec ~ 160Sec的ADC CTS，计算标准差，得到1.7CTS。
如何计算灵敏度？
答：将传感器和电路板系统的零点CTS平均值和通气平衡后的CTS平均值相减，取绝对值，再除以通气浓度即可得到。例如，零点CTS平均值为1952CTS，3ppm通气平衡后的CTS平均值为2139CTS。问该系统的灵敏度是多少？
计算公式：|2139-1952|/3 = 62.3 CTS/ppm
通过上面两问和解答，我们就可以计算出来系统的分辨率了：
3*STDEV/灵敏度=3*1.7/62.3=0.08ppm
传感器的分辨率和精度有什么关系？
并无直接关系。传感器的分辨率是由上面的公式计算所得。传感器本身并无精度的概念，所以传感器的规格书上也没有精度的参数定义。精度是描述仪器、仪表读数和气体真实值之间的差值，也叫准确性，表示方法有±xppm@100ppm，±5%Reading，±5%rel或±10%F.S.，诸如此类。
6. 重复性(Repeatability)
定义：在同一天之内，每小时通气一次同样浓度的标准气，获得6次通气平衡的读数，然后计算6次读数的标准差。该标准差越接近于零，说明传感器的重新性越好。下图是电化学传感器的6次重复性实验曲线。
重复性在规格书上有定义吗？
绝大多数传感器在规格书上都不写该参数，但传感器在研发验证的时候是一定要做此实验的。仪器仪表在做认证的时候，也是一定要做此实验的。
重复性和长期稳定性之间有什么关系？
重现性是考察传感器一天之内的稳定性，长期稳定性是考察28天的稳定性。重复性不好的传感器长期稳定性也不会很好，因为传感器的读数在一天之内都不够确定，如何能相信它在长期之内获得准确的读数呢？
一天之内气温有变化，那怎么知道是温漂还是重现性不良呢？
建议重现性测试在一个一天温度变化不超过5℃的房间内进行，因为在5℃之内，传感器的灵敏度几乎是没有变化的。这样就可以排除传感器因为温漂而产生误差的可能性了。
7. 基线偏移(Baseline Offset)
定义：基线偏移又叫零点偏移，它是一个统计量，同种传感器，统计至少50只个体，按照3倍标准差计算出来的基线差异。例如，±2 ppm CO equivalent，其意义是：在室温环境中，所有出厂的CO传感器在纯净的空气中的输出信号，折合成CO读数，都在[-2ppm, +2ppm]范围之内。这个参数有些类似于运算放大器的失调电压Voff，懂电子学的朋友们也许会知道得多一些。
如果我有一只传感器，在测量的时候超出了基线偏移的范围是不是就不能用了呢？
不是的。基线偏移的范围是针对新传感器的，在使用了一段时间之后，传感器内部电极上都会有一定的污染物，造成读数的偏高或偏低，这也很正常。只要其基线偏移值的数值不要和仪表的报警值相比拟，就可以标定之后继续使用。
什么因素会影响基线偏移的值？
有很多因素都会影响它，例如：通入了高浓度的被测气体，通入了其它的非被测气体，被测气体湿度变高，长时间超过传感器工作温度使用，前放电路本身的零点就不理想等等。下面就是不同湿度的曲线，和氯气传感器的响应曲线。规律还是很明显的吧
是不是传感器的基线偏移值合格，传感器就是合格的呢？
不是的。传感器合格需要所有参数都符合规格书的要求，并不是仅仅通过基线偏移值来推论其它参数也合格。
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