负氧离子_百度百科
空气中的分子在或强的作用下被所产生的大部分被所获得。其中一类因此获得一些电子的带负电荷（电子带负电荷）的氧气离子[1]
被称为“负氧离子”。（另一类是健康杀手）负氧离子[1]
被誉为“空气维生素”，能够通过人的神经系统及血液循环对人的机体生理活动产生影响。[2]
则有良好的生物活性，易于透过人体血脑屏障， 进入人体发挥其生物效应。[2]
据新华社和光明日报报道，小粒径负离子专利技术于2009年研制成功，于2010年获得国家专利，分别是和专利技术。[3]
空气是混合物，由多种分子构成，由于自然界的宇宙、紫外线、土壤和空气放射线的影响，空气中的有些分子就释放出电子，。空气分子在或强射线的作用下被所产生的自由电子大部分被所获得，因而，常常把空气负离子统称为“负氧离子”。
目前，我国遭受影响的人超过到9亿人，中国只有百分之一的城市达到世界卫生组推荐的空气质量标准，与此同时，世界上污染最严重的10个城市有7个在中国。
以北京地区为例，室外的平均达到130-200微克每立方米，当pm2.5上升到200微克每立方米的时候，呼吸系统疾病和心血管系统的疾病死亡率会增加14%到26%。在中国每一年，因为大气污染而死亡的人数高达50万人，更可怕的是室内和车内的空气污染致病程度更是高于室外5-8倍。人长时间处于和各种空气污染中，可引起过敏性疾病的发生。
根据医学资料显示，空气负氧离子被誉为空气中的维生素，能降解中和空气中的有害气体;调节人体生理机能、消除疲劳、改善睡眠、预防呼吸道疾病、改善心脑血管疾病、降血压。[4]
负氧离子定义
在化学中，我们都知道，物质是由分子和组成的，分子是由原子构成的。原子是由原子核及围绕其旋转的电子组成，得到电子时显负电性，失去电子时显正电性，我们把正负电子运动现象称为离子现象。在自然状态下，空气分子的极性呈中性，即不带电荷。但在宇宙射线、紫外线、微量元素辐射、雷击闪电等作用下，空气分子会失去一部分围绕原子核旋转的最外层电子，使空气发生电离。逃逸原子核束缚的电子称为自由电子，带负电荷。当自由电子与其它中性气体分子结合后，就形成带负电荷的。以上是自然现象中产生的负离子，随着人工负离子生成技术的产生和发展，据新华网和光明日报等媒体报道，目前人工产生的负离子已达生态级负离子时代，可产生易于进入人体的。
小粒径负氧离子标准定义
清华大学博导、中科院专家林金明教授所著的《环境健康与负氧离子》一书中如下定义：[1]
空气的正、负离子，按其迁移率大小可分为大、中、小离子。对人体有益的是小离子，也称为轻离子，其具有良好的生物活性。只有小离子或小离子团才能进入生物体。[1]
空气的正、负离子，按其迁移率大小可分为大、中、小离子。离子迁移率大于0.4c㎡/（V`s）为小离子，小于0.04/（V`s）为大离子，介于两者之间则为中离子。接近分子大小的荷电原子团或分子团，都属于小的空气离子。这些小的空气离子具有高的运动速度，在大气中互相碰撞，又不断聚集，形成大离子或中离子。只有小离子、或称之为小离子团才能进入生物体。而其中的小负氧离子、或称之为小负氧离子团，则有良好的生物活性。
离子在单位强度（V/m）电场作用下的移动速度称之为离子迁移率，它是分辨被测离子直径大小的一个重要参数。空气离子直径越小，其迁移速度就越快。离子迁移率是表达被测离子大小的重要参数。离子运动速度与离子直径成反比，而离子迁移率与离子运动速度成正比，故离子迁移率与离子直径成负比。[1]
生态级负氧离子的标准定义
是一种等同于大自然的空气负离子，是一种直径较小的小粒径负氧离子，也叫轻离子或小离子，具有活性高、迁移距离远的特点[5]
空气负离子按其迁移距离和粒径大小分为：大、中、小三种离子。对人有益的是小离子，也称为轻离子，其具有良好的生物活性只有小离子或称之为小离子团才能进入生物体。
医学研究表明：对人体有医疗保健作用的是小粒径负离子[2]
。因为只有小粒径的负离子才易于透过人体的血脑屏障，发挥其生物效应。
负氧离子的医疗保健原理
主要是因为具有抗氧化()防衰老的突出作用，而负离子的抗氧化性(还原性)是一种基本化学原理，化学反应就是电子层上电子的交换，失去电子叫氧化，得到电子叫，失去电子的分子(团)或原子显示正电性叫正离子，获得多余电子的分子(团)或原子显示负电性叫负离子。因此负离子带有负电位，即有多余的电子，可以补充给老化细胞或血球电子。从而实现抗氧化防衰老，消减自由基的作用。负氧离子就是获得多余电子的氧离子。在生物体内，脂质的电子被抢夺，会氧化成老年斑;蛋白质的电子被抢夺，细胞功能将失常;基因的电子被抢夺，就会得癌症。在生物体内，这种抢夺电子的物质被称为“自由基”，从量子医学层次讲，电子被抢夺是万病之源。同样，铁生锈，石头风化，植物腐烂，都是氧化的结果。负氧离子带有负电位，即有多余的电子，电子补充给自由基后，自由基被还原即消除了，而自身转变为氧分子O2。
现代医学之负离子医学原理
空气负离子[1]
对整个机体的作用主要是通过呼吸系统，经神经反射和体液机制实现的，同时空气负离子对皮肤末梢神经感受器的影响也有一定的作用。[6]
空气负离子是非常小的质点，易于随呼吸抵达肺的深部。呼吸道粘膜分布着广泛的神经末梢，[6]
空气负离子进入呼吸道后，通过机械或电荷的刺激，引起呼吸道和肺内迷走神经感受器兴奋，冲动可传到延脑迷走神经核和呼吸中枢，兴奋进一步扩散还可影响延脑血管运动等重要生命中枢，引起相应的各种生理反应。[6]
1、仪器检测：由于小粒径的具有活性高、迁移距离远的特点，所以可以通过看负离子的迁移距离来鉴别，具体操作如下：取负离子产品一台，在没有风机外吹的情况下，用负离子检测仪检测，只能在负离子发射口15-30公分处检测到负离子，在1米以外的地方就检测不到的属于大粒径的负离子。在3-4米的地方仍然能检测到负离子的属于。特别要注意的是，必须是在没有风机外吹的情况下检测，其结果才准确、可靠。
2、效果实验：医学研究表明：对人体有医疗保健作用的是小粒径负离子。因为只有小粒径的负离子才能透过人体的血脑屏障，发挥其生物效应。由于小粒径的负离子容易进入人体，因此可以通过实验看负离子是否快速进入人体来确定。中国暨臭氧研究学会的专家们通过实验研究发现，刚进入人体还未来得及被人体转化吸收的负离子可以通过电导率极高的纳米级碳素(富勒烯)尖端电极释放出来。因此可以通过一个实验装置将进入人体的负离子释放到充满烟雾的玻璃瓶或玻璃杯里，如果能快速清除烟雾，就证明生成的是小粒径负离子。实验方法：使人在负离子发射窗口吸入负离子，同时用手触碰实验装置的尖端电极的一端，尖端电极另一端放在充满烟雾的玻璃瓶或玻璃杯里。如果能快速清除烟雾，就证明生成的是小粒径负离子。
很多负离子生成厂家都知道小粒径负离子好，所以对外宣称自己是0.0004纳米的负离子，等等这类的说法，都是不负责任的，没有依据的，小粒径负离子是根据迁移距离来定义的，小粒径负离子不是单指其粒径小，其特点是活性高，迁移距离远的才是小粒径负离子的定义标准。由于负离子的粒径目前没有测试仪器测定，所以一些不法厂家就宣传自己的是零点几几纳米的，我们知道由于空气中的负离子主要是负氧离子和若干个水分子结合而成的，而在高中物理：氧原子半径0.074纳米，在不考虑原子结合间隙的情况下，一个氧分子的直径是0.3纳米左右，水分子的直径0.4纳米，由此我们可以知道最小的负离子都在1纳米左右。凡此不负责任、不通过依据来宣传的厂家不可信赖。[1]
的抗氧化性是一种基本化学原理，化学反应就是电子层上电子的交换，失去电子的分子(团)或原子显示正电性叫正离子，获得多余电子的分子(团)或原子显示负电性叫负离子。负离子带有负电位，即有多余的电子，可以补充给老化细胞或血球电子。氧离子带有负电位，即有多余的电子，电子补充给后，自由基被还原即消除了自由基，而自身转变为氧分子O2。[1]
1.负离子转换器技术（专利号：1）[7]
负离子转换器
负离子转换器技术可以将人工生成的负离子转换成等同于大自然的。小粒径负离子活性高、迁移距离远，可在4—5米的范围内形成负离子浴环境，无需安装风机，真正实现了“零”噪音。[8]
2.纳子富勒烯负离子释放器技术（专利号：7）[9]
富勒烯是采用纳米技术制造的电触媒材料，是一种接近超导的材料，电阻几乎等于零。在电离子通过该材料时，会产生强大的共振效应，因此极利于电离子的游离析出，所以不像传统的离子释放材料(普通碳纤维金属等)需要很强的电流。只需比较微弱的电流即可释放大剂量、高纯度的负离子。可在空间形成纯净的生态负离子浴环境。同时没有臭氧、超氧化物、氮化物、辐射等衍生污染物产生。是与大自然最接近的生态级负离子生成技术。[8]
纳子富勒烯负离子释放器
3.生态负离子生成芯片
生态负离子生成芯片是一种利用压电变压器升压产生与自然界空气负离子一样的生态负离子生成芯片，包括外壳及灌封在壳内相互连接的直流负高压生成装置和离子变换器，以及与芯片连接的壳外富勒烯负离子释放电极。直流负高压生成装置包括压电变压器、压电变压器驱动电路模块和整流模块。[10]
其中，压电变压器为长方体压电陶瓷压电变压器，可以抑制和消除传统的负离子发生器采用的线圈型变压器产生正离子等不利影响，减小负离子发生器的体积和厚度。离子变换器是负离子转换器的升级版，其实质是应用于负离子发生器的脉冲频率增强器。[10]
负氧离子是空气新鲜度和评判当地人居环境质量的正向指标，是森林、湿地等自然生态系统的重要生态服务产品之一，与生态环境保护、民生生活质量密切相关，是各级政府和公众社会关注的热点之一。在2013年9月发布的《推进生态文明建设规划纲要（）》中，将空气中负氧离子含量作为建设的重要指标之一。通过负氧离子监测能很好的反应反映空气、人居环境质量和生态建设为社会提供的价值。
2014年，国家林业局和联合启动开展全国空气负氧离子浓度监测工作[11]
，由及国家气象局大气探测中心联合承担。国家林业局调查规划设计院编制完成了《全国空气负氧离子监测初步方案》[12]
，按照工作安排，将选择湖北十堰、山西、重庆、江西、广西桂林、浙江、河北张家口等7个城市联合开展大气负离子监测研究工作。
2014年7月，由国家林业局和中国气象局相关人员组成的技术专家工作组，赴试点第一站——河北张家口进行实地调研大气负离子监测情况，就大气负离子监测站点的选址、操作规范等问题进行商讨，为后续有序推进空气负离子监测研究工作奠定坚实基础。
负氧离子在人们的日常生活中不是随时都存在的，经过科学研究测试负氧离子的形成与消失，与气象因素有关系。一般情况下，空气中负氧离子的浓度晴天比阴天多，夏季比冬季多，中午比早晚多。负氧离子在中它的寿命有几分钟，而在中只有几秒钟。空气中负氧离子浓度多少，是空气清新与否的标志。但是，在的空气质量标准中，并没有负氧离子这一项。
气象专家认为，像北京这样的大城市，属于，空气中负氧离子比海洋性气候地区少，加之空气污染比较严重，空气中负氧离子容易被烟雾、、病菌、汽车尾气等污染物吸附而消失，室内通风不良和污染，负氧离子就更加缺乏。为此，人们冬季生活在室内，应注意每日常开窗户通风换气，空气流通有利于增加负氧离子量。久居闹市区的居民应该经常到郊区田野、海滨、森林公园等，特别是到有瀑布流泉飞溅的风景区进行“”，这样才能更有利于人体的身心健康。
在一些金属氧化物中，氧原子获得两个电子后以氧离子（
）的形式存在。其中包括（
，白色固体，不燃，具、强）、（CaO，又称，白色粉末，具有）、(
，的主要成份)、（
，白色无定形粉状物，俗称）等。
氧化钙可与水反应生成氢氧化钙：
。氧化钠与水的反应和氧化钙与水的反应类似。其为
，换句话说，氧离子和水反应可生成。
超氧自由基
（superoxide anion radical，
）尽管也是带负电荷的氧分子，却是公认的健康杀手。例如Sohal RS和Weindruch R.教授的研究结果表明，不同物种的寿命同产生超氧自由基以及的速率成反比。该研究结果发表在《》杂志上。[13]
在超氧自由基里，两个氧以单键相连，因此反而缺少电子而有氧化性。很多科普文献都没有给出负氧离子的离子式，而是将负氧离子模糊地定义为带负电荷的氧分子，或者直接宣称负氧离子就是
而没有讲清楚其结构（没能区分氧氧双键和氧氧单键），这样就将超氧自由基错误地归结于负氧离子的一类，得出了负氧离子是公认的健康杀手的错误结论。这是科研和科普工作者以及读者都需要注意的问题。.
浓度低时作用
有人把负离子称为“空气维生素”，并认为它像食物的维生素一样，对人体及其他生物的生命活动有着十分重要的影响，有的甚至认为空气负离子与长寿有关，称它为“长寿素”。 空气中负离子的多少，受地理条件特殊性影响而含量不同。公园、郊区田野、海滨、湖泊、附近和森林中含量较多。因此，当人们进入上述场地的时候，头脑清新，呼吸舒畅和爽快。进入吵杂拥挤的人群，或进入空调房内，使人感觉闷热、呼吸不畅等。
环境保护作用
空气中负离子浓度是空气质量好坏的标志之一，世界卫生组织对清新空气的负离子标准浓度也进行了相关规定。我国也将负离子纳入了气象监测系统，在空气环境保护等领域有广泛应用。目前，我国浙江、广东、重庆等多个省市和地区的气象部门均建立了大气负离子观测网和大气负离子气象预报机制。通过空气负离子自动测量系统监测不同类型区域的大气中负离子浓度的变化情况，开展不同时空尺度、不同下垫面、不同、不同季节负离子浓度分布特征研究，实现从大气负离子浓度数据采集、传输、处理、发布的全部自动化、智能化，为建设生态城市环境提供依据。空气负离子被誉为“空气维生素”，被视为支撑宜居城市与宜居社区第一要素。2009年APEPA、中国城市竞争力研究会、中国西部杂志社分别在香港、成都联合发布了“中国高负离子城市美誉榜”，四川省社科院、省新闻出版局等部门及成都各新闻媒体近百人士出席了发布会。2011年西安在园区灞上人家区域设立了展示负离子技术与人体健康的展馆，并建立了世园气象站进行负离子监测，对园区进行分析跟踪。
空气维生素
被誉为“”的负氧离子有利于人体的身心健康。它主要是通过人的神经系统及血液循环能对人的机体生理活动产生影响。负氧离子能使人的抑制过程加强和调整大脑皮层的功能，因此能起到镇静、催眠及降血压作用；负氧离子进入人体呼吸道后，使支气管平滑肌松弛，解除其痉挛；负氧离子进入人体血液，可使红血胞沉降率变慢，凝血时间延长，还能使红血胞和血钙含量增加，、和下降，疲劳肌肉中乳酸的含量也随之减少。负氧离子能使人体的肾、肝、脑等组织的氧化过程加强，其中脑组织对负氧离子最为敏感。
大气维生素
人一进公园，就会觉得心旷神怡除了视野开阔外，一个很重要的原因是这里空气清新，有丰富的负氧离子。“都知道维生素对人体很重要，其实空气里也有维生素，这便是负氧离子。”副院长、博士生导师在环境与健康发展（）论坛上介绍，负氧离子含量高的地方，一般也是长寿老人比较多的地方，如上海的、。可对于城市人来说，吃几粒维生素片容易，呼吸到富含负氧离子的空气却很难。
经济发展研究中心副主任王焕良引用一组数据称，城里人待得最多的地方——城市房间里的负氧离子浓度是每立方厘米100个，楼宇办公室里的浓度甚至低到每立方厘米40 ~50个（根据世界卫生组织划定的标准，清新空气的负氧离子含量为每立方厘米空气中不低于个）。这些空气往往容易诱发头痛失眠等不适。很多都市白领工作一天之后感到头昏脑胀，就和空气不够“营养”有一定关系。而森林和瀑布地区、高山海边和公园里的“大气维生素”含量很丰富，分别能达每立方厘米1个、个和400 ~1000个。范吉平说：“负氧离子能促进人体新陈代谢、预防流感、增强机体抗病能力。”
长期居住在城市里的人尽量多去户外活动，走近有流水、森林（特别是松树等针叶林）的地方补充“大气维生素”。实在没有时间，至少在家附近的林荫道里多待会儿，因为这里的负氧离子能达200 ~400个，比房间里高出好几倍呢。
使脑组织的氧化过程力度加强
负离子还可使脑组织的氧化过程力度加强，使脑组织获得更多的氧。是对的影响。据学者观察，负离子有明显扩张血管的作用，可解除动脉，达到降低血压的目的，负离子对于改善心脏功能和改善心肌营养也大有好处，有利于高血压和心脑血管疾患病人的病情恢复。是对的影响。研究证实，负离子有使血液变慢、延长凝血时间的作用，能使血中含氧量增加，有利于输送、吸收和利用。
（1）、消烟、除尘：负离子能迅速中和空气中属于正离子的、“”、油烟及飘尘。
（2）、改善空气结构：人每天需要130亿个负离子，而我们居室、办公室、娱乐场所等环境仅 能提供约2-20亿个负离子，往往容易导致、等呼吸道疾病。
（3）、改善肺功能：吸入负离子30分钟后，肺能增加氧气吸收量20%，而多排出14.5%二氧化碳。
（4）、改善心肌功能：有明显降压作用，可使人精神振奋。提高工作效率。
（5）、促进新陈代谢：负离子能少许活肌体多种酶，促进新陈代谢，改善睡眠。
（6）、增强肌体抗病能力：负离子可改善肌体的反应性，增强肌体抗病能力。
（7）、空气负离子对过敏性花粉热、、粘膜炎等均能起到缓解或治愈作用。
林金明、宋冠群、赵利霞 等．环境、健康与负氧离子．北京：化学工业出版社出版发行，2006年：51u 页
清华大学博导、中科院专家林金明教授所著．《环境、健康与负氧离子》：化学工业出版社出版发行，2006年
．重庆热线[引用日期]
．中国日报网[引用日期]
．重庆热线[引用日期]
姚鼎山，张朝伦，田小兵．走进长寿村．上海：东华大学出版社，2004
．国家知识产权局[引用日期]
．中华网[引用日期]
．国家知识产权局[引用日期]
．重庆热线[引用日期]
．中国政府网． [引用日期]
．中国林业网．2014[引用日期]
Sohal RS1, Weindruch R.．Oxidative stress, caloric restriction, and aging：Science，1996 Jul 5：59-63当前位置：
＞＞＞下列说法错误的是（）A．气态电中性基态原子失去电子转化为气态基态..
下列说法错误的是（&）A．气态电中性基态原子失去电子转化为气态基态正离子需要的最低能量叫做第一电离能B．当碳原子的核外电子排布由转变为 时，碳原子要向外界环境吸收能量C．电负性的大小也可以作为判断金属性和非金属性强弱的尺度D．同主族元素从上到下第一电离能逐渐变小
题型：单选题难度：偏易来源：不详
A试题分析：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子需要的最低能量叫做第一电离能，A错误。B中碳原子从基态变为激发态，需要向外界吸收能量，B正确。电负性的大小可以作为判断金属性和非金属性强弱的尺度，C正确。同主族元素从上到下，最外层电子数相同，而原子半径逐渐增大，所以第一电离能逐渐变小，D正确。点评：本题主要考查电离能的概念及应用，属于概念性理解，难度不大，侧重考查学生对概念的理解程度，细心程度。
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据魔方格专家权威分析，试题“下列说法错误的是（）A．气态电中性基态原子失去电子转化为气态基态..”主要考查你对&&金属的电化学腐蚀&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
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金属的电化学腐蚀
金属的腐蚀: 1．金属腐蚀的概念金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。 2．金属腐蚀的实质金属原子(M)失去电子而被氧化的过程。M-ne-==M n+金属的电化学腐蚀:不纯的金属或合金因发生原电池反应而造成的腐蚀。最普遍的钢铁腐蚀是：负极：2Fe-4e-=2Fe2+正极：O2+2H2O+4e-=4OH- （注：在少数情况下，若周围介质的酸性较强，正极的反应是：2H++2e-=H2↑）金属的腐蚀以电化腐蚀为主.例如,钢铁生锈的主要过程为(1)吸氧腐蚀：金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀。 ①发生条件：水膜的酸性很弱或呈中性②反应本质：形成原电池 ③铁为负极，（氧化反应）；正极反应：（还原反应） (2)析氢腐蚀：在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀。 ①发生条件：水膜的酸性较强 ②反应本质：形成原电池 ③铁为负极，（氧化反应）；正极反应：（还原反应） 钢铁的电化学腐蚀的两种类型：
金属腐蚀快慢的判断：
金属腐蚀的快慢与下列两个因素有关： (1)与构成原电池的材料有关，两极材料的活泼性差别越大，电动势越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速率就越快。 (2)与金属所接触的电解质溶液的性质有关，活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。一般来说，可用下列原则判断：电解原理引起的腐蚀&原电池原理引起的腐蚀& 化学腐蚀&有防护措施的腐蚀
发现相似题
与“下列说法错误的是（）A．气态电中性基态原子失去电子转化为气态基态..”考查相似的试题有：
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导读：从广义上讲，传感器就是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置；简单说传感器是将外界信号转换为电信号的装置。
　　传感器由敏感元器件（感知元件）和转换器件两部分组成，有的半导体敏感元器件可以直接输出电信号，本身就构成传感器。敏感元器件品种繁多，就其感知外界信息的原理来讲，可分为①物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。②化学类，基于化学反应的原理。③生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类（还有人曾将传感器分46类）。下面对常用的热敏、光敏、气敏、力敏和磁敏传感器及其敏感元件介绍如下。
　　一 温度传感器及热敏元件
　　温度传感器主要由热敏元件组成。热敏元件品种教多，市场上销售的有双金属片、铜热、铂热电阻、热电偶及半导体热敏电阻等。以半导体热敏电阻为探测元件的温度传感器应用广泛，这是因为在元件允许工作条件范围内，半导体热敏电阻器具有体积小、灵敏度高、精度高的特点，而且制造工艺简单、价格低廉。
　　1 半导体热敏电阻的工作原理
　　按温度特性热敏电阻可分为两类，随温度上升电阻增加的为正温度系数热敏电阻，反之为负温度系数热敏电阻。
　　⑴ 正温度系数热敏电阻的工作原理
　　此种热敏电阻以钛酸钡（BaTio3）为基本材料，再掺入适量的稀土元素，利用陶瓷工艺高温烧结尔成。纯钛酸钡是一种绝缘材料，但掺入适量的稀土元素如镧（La）和铌（Nb）等以后，变成了半导体材料，被称半导体化钛酸钡。它是一种多晶体材料，之间存在着晶粒界面，对于导电而言，晶粒间界面相当于一个位垒。当温度低时，由于半导体化钛酸钡内电场的作用，导电电子可以很容易越过位垒，所以电阻值较小；当温度升高到居里点温度（即临界温度，此元件的‘温度控制点' 一般钛酸钡的居里点为120℃）时，内电场受到破坏，不能帮助导电电子越过位垒，所以表现为电阻值的急剧增加。因为这种元件具有未达居里点前电阻随温度变化非常缓慢，具有恒温、调温和自动控温的功能，只发热，不发红，无明火，不易燃烧，电压交、直流3~440V均可，使用寿命长，非常适用于电动机等电器装置的过热探测。
　　⑵ 负温度系数热敏电阻的工作原理
　　负温度系数热敏电阻是以氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化铜和氧化铝等金属氧化物为主要原料，采用陶瓷工艺制造而成。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，完全类似于锗、硅晶体材料，体内的载流子（电子和空穴）数目少，电阻较高；温度升高，体内载流子数目增加，自然电阻值降低。负温度系数热敏电阻类型很多，使用区分低温（-60~300℃）、中温（300~600℃）、高温（&600℃）三种，有灵敏度高、稳定性好、响应快、寿命长、价格低等优点，广泛应用于需要定点测温的温度自动控制电路，如冰箱、空调、温室等的温控系统。
　　热敏电阻与简单的放大电路结合，就可检测千分之一度的温度变化，所以和电子仪表组成测温计，能完成高精度的温度测量。普通用途热敏电阻工作温度为-55℃~+315℃，特殊低温热敏电阻的工作温度低于-55℃，可达-273℃。
　　2 热敏电阻的型号
　　我国产热敏电阻是按部颁标准SJ1155-82来制定型号，由四部分组成。
　　第一部分：主称，用字母'M’表示 敏感元件。
　　第二部分：类别，用字母‘Z’表示正温度系数热敏电阻器，或者用字母‘F’表示负温度系数热敏电阻器。
　　第三部分：用途或特征，用一位数字（0-9）表示。一般数字‘1’表示普通用途，‘2’表示稳压用途（负温度系数热敏电阻器），‘3’表示微波测量用途（负温度系数热敏电阻器），‘4’表示旁热式（负温度系数热敏电阻器），‘5’表示测温用途，‘6’表示控温用途，‘7’表示消磁用途（正温度系数热敏电阻器），‘8’表示线性型（负温度系数热敏电阻器），‘9’表示恒温型（正温度系数热敏电阻器），‘0’表示特殊型（负温度系数热敏电阻器）
　　第四部分：序号，也由数字表示，代表规格、性能。
　　往往厂家出于区别本系列产品的特殊需要，在序号后加‘派生序号',由字母、数字和'-’号组合而成。
　　例： M Z 1 1
　　普通用途
　　正温度系数热敏电阻器
　　敏感元件
　　3 热敏电阻器的主要参数
　　各种热敏电阻器的工作条件一定要在其出厂参数允许范围之内。热敏电阻的主要参数有十余项：标称电阻值、使用环境温度（最高工作温度）、测量功率、额定功率、标称电压（最大工作电压）、工作电流、温度系数、材料常数、时间常数等。其中标称电阻值是在25℃零功率时的电阻值，实际上总有一定误差，应在±10%之内。普通热敏电阻的工作温度范围较大，可根据需要从-55℃到+315℃选择，值得注意的是，不同型号热敏电阻的最高工作温度差异很大，如片状负温度系数热敏电阻器为+125℃，而MF53-1仅为+70℃，学生实验时应注意（一般不要超过50℃）。
　　4 实验用热敏电阻选择
　　首选普通用途负温度系数热敏电阻器，因它随温度变化一般比正温度系数热敏电阻器易观察，电阻值连续下降明显。若选正温度系数热敏电阻器，实验温度应在该元件居里点温度附近。
　　例MF11普通负温度系数热敏电阻器参数
　　主要技术参数名称 参数值 MF11热敏电阻符号外形图
　　标称阻值（kΩ） 10~15 片状外形 符号
　　额定功率 （W） 0.25
　　材料常数B范围（k）
　　温度系数（10-2/℃） -（2.23~4.09）
　　耗散系数（mW/℃） ≥5
　　时间常数（s） ≤30
　　最高工作温度（℃） 125
　　粗测热敏电阻的值，宜选用量程适中且通过热敏电阻测量电流较小万用表。若热敏电阻10kΩ左右，可以选用型万用表，将其挡位开关拨到欧姆挡R×100,用鳄鱼夹代替表笔分别夹住热敏电阻的两引脚。在环境温度明显低于体温时，读数10.2k ,用手捏住热敏电阻，可看到表针指示的阻值逐渐减小；松开手后，阻值加大，逐渐复原。这样的热敏电阻可以选用（最高工作温度100℃左右）。
　　新教材热敏特性实验如图：
　　应将热敏电阻封装后再放入水中。最简单的封装是用长电工朔料套管，也可密封于类似的圆珠笔杆内。
　　下面是实测的一组数据。
　　编号 温度（℃） 电阻值（k）
　　1 15 14 R=R0expB（T-1-T0-1）T0=25+273KB:材料及结构常数（B是温度的函数）R0:标准温度T0时阻值
　　2 20 11
　　3 25 9.9
　　4 30 9.2
　　5 35 8.5
　　6 40 7.8
　　几种实用测温传感器
　　a空调内专用温控传感器：热敏元件封在铜金属官中。
　　b 气温测量传感器
　　二 光传感器及光敏元件
　　光传感器主要由光敏元件组成。目前光敏元件发展迅速、品种繁多、应用广泛。市场出售的有器、光电二极管、光电三极管、光电和光电池等。
　　1 光敏电阻器
　　光敏电阻器由能透光的半导体光电晶体构成 ,因半导体光电晶体成分不同，又分为可见光光敏电阻（硫化镉晶体）、红外光光敏电阻（砷化镓晶体）、和紫外光光敏电阻（硫化锌晶体）。当敏感波长的光照半导体光电晶体表面，晶体内载流子增加，使其电导率增加（即电阻减小）。
　　光敏电阻的主要参数：
　　◆光电流 、亮阻：在一定外加电压下，当有光（100lx照度）照射时，流过光敏电阻的电流称光电流；外加电压与该电流之比为亮阻，一般几kΩ~几十kΩ。
　　◆暗电流、暗阻：在一定外加电压下，当无光（ 0 lx照度）照射时，流过光敏电阻的电流称暗电流；外加电压与该电流之比为暗阻，一般几百kΩ~几千kΩ以上。
　　◆最大工作电压：一般几十伏至上百伏。
　　◆环境温度：一般-25℃至 +55℃，有的型号可以-40℃至+70℃。
　　◆额定功率（功耗）：光敏电阻的亮电流与外电压乘积；可有5mW至300mW多种规格选择。
　　◆光敏电阻的主要参数还有响应时间、灵敏度、光谱响应、光照特性、温度系数、伏安特性等。
　　值得注意的是，光照特性（随光照强度变化的特性）、温度系数（随温度变化的特性）、伏安特性不是线性的，如以CdS（硫化镉）光敏电阻的光阻有时随温度的增加而增大，有时随温度的增加又变小。
　　硫化镉光敏电阻器的参数：
　　型号规格 MG41-22 MG42-16 MG44-02 MG45-52
　　环境温度（℃） -40~+60 -25~+55 -40~+70 -40~+70
　　额定功率（mW） 20 10 5 200
　　亮阻，100lx（kΩ） ≤2 ≤50 ≤2 ≤2
　　暗阻， 0lx（MΩ） ≥1 ≥10 ≥0.2 ≥1
　　响应时间 （ms） ≤20 ≤20 ≤20 ≤20
　　最高工作电压（v） 100 50 20 250
　　2 光电二极管
　　和普通二极管相比，除它的管芯也是一个PN结、具有单向导电性能外，其他均差异很大。首先管芯内的PN结结深比较浅（小于1微米），以提高光电转换能力；第二PN结面积比较大，电极面积则很小，以有利于光敏面多收集光线；第三光电二极管在外观上都有一个用有机玻璃透镜密封、能汇聚光线于光敏面的“窗口”;所以光电二极管的灵敏度和响应时间远远优于光敏电阻。
　　常见的几种光电二极管及符号如下：
　　2DU有前极、后极、环极三个极。其中环极是为了减小光电二极管的暗电流和增加工作稳定性而设计增加的，应用时需要接电源正极。光电二极管的主要参数有：最高工作电压（10~50V），暗电流（≤0.05~1微安），光电流（&6~80微安），光电灵敏度、响应时间（几十ns~几十μs）、结和正向压降等。
　　光电二极管的优点是线性好，响应速度快，对宽范围波长的光具有较高的灵敏度，噪声低；缺点是单独使用输出电流（或电压）很小，需要加放大电路。适用于通讯及光电控制等电路。
　　光电二极管的检测可用万用表R×1K挡，避光测正向电阻应10KΩ~200 KΩ，反向应∞，去掉遮光物后向右偏转角越大，灵敏度越高。
　　光电三极管可以视为一个光电二极管和一个三极管的组合元件，由于具有放大功能，所以其暗电流、光电流和光电灵敏度比光电二极管要高得多，但结构原因使结电容加大，响应特性变坏。广泛应用于低频的光电控制电路。
　　常见的光电三极管形状及符号如下：
　　半导体光电器件还有MOS结构，如扫描仪、摄象头中常用的CCD（电荷耦合器件）就是集成的光电二极管或MOS结构的阵列。
　　三 气敏传感器及气敏元件
　　教材仅要求简单的热敏电阻和光敏电阻特性实验。由于气体与人类的日常生活密切相关，对气体的检测已经是保护和改善生态居住环境不可缺少手段，气敏传感器发挥着极其重要的作用。例如生活环境中的一氧化碳浓度达0.8~1.15 ml/L时，就会出现呼吸急促，脉搏加快，甚至晕厥等状态，达1.84ml/L时则有在几分钟内死亡的危险，因此对一氧化碳检测必须快而准。利用SnO2金属氧化物半导体气敏材料，通过颗粒超微细化和掺杂工艺制备SnO2纳米颗粒，并以此为基体掺杂一定催化剂，经适当烧结工艺进行表面修饰，制成旁热式烧结型CO敏感元件，能够探测0.005%~0.5%范围的CO气体。还有许多易爆可燃气体、酒精气体、汽车尾气等有毒气体的进行探测的传感器。常用的主要有接触燃烧式气体传感器、电化学气敏传感器和半导体气敏传感器等。接触燃烧式气体传感器的检测元件一般为铂金属丝（也可表面涂铂、钯等稀有金属催化层），使用时对铂丝通以电流，保持300℃~400℃的高温，此时若与可燃性气体接触，可燃性气体就会在稀有金属催化层上燃烧，因此铂丝的温度会上升，铂丝的电阻值也上升；通过测量铂丝的电阻值变化的大小，就知道可燃性气体的浓度。电化学气敏传感器一般利用液体（或固体、有机凝胶等）电解质，其输出形式可以是气体直接氧化或还原产生的电流，也可以是离子作用于离子电极产生的电动势。半导体气敏传感器具有灵敏度高、响应快、稳定性好、使用简单的特点，应用极其广泛；下面重点介绍半导体气敏传感器及其气敏元件。
　　半导体气敏元件有N型和P型之分。N型在检测时阻值随气体浓度的增大而减小；P型阻值随气体浓度的增大而增大。象SnO2金属氧化物半导体气敏材料，属于N型半导体，在200~300℃温度它吸附空气中的氧，形成氧的负离子吸附，使半导体中的电子密度减少，从而使其电阻值增加。当遇到有能供给电子的可燃气体（如CO等）时，原来吸附的氧脱附，而由可燃气体以正离子状态吸附在金属氧化物半导体表面；氧脱附放出电子，可燃行气体以正离子状态吸附也要放出电子，从而使氧化物半导体导带电子密度增加，电阻值下降。可燃性气体不存在了，金属氧化物半导体又会自动恢复氧的负离子吸附，使电阻值升高到初始状态。这就是半导体气敏元件检测可燃气体的基本原理。
　　目前国产的气敏元件有2种。一种是直热式，加热丝和测量电极一同烧结在金属氧化物半导体管芯内；旁热式气敏元件以陶为基底，管内穿加热丝，管外侧有两个测量极，测量极之间为金属氧化物气敏材料，经高温烧结而成。
　　气敏元件的参数主要有加热电压、电流，测量回路电压，灵敏度，响应时间，恢复时间，标定气体（0.1%丁烷气体）中电压，负载电阻值等。型气敏元件适用于天然气、煤气、氢气、烷类气体、烯类气体、汽油、煤油、乙炔、氨气、烟雾等的检测，属于N型半导体元件。灵敏度较高，稳定性较好，响应和恢复时间短，市场上应用广泛。QM-N5气敏元件参数如下：标定气体（0.1%丁烷气体，最佳工作条件）中电压≥2V,响应时间≤10S,恢复时间≤30S,最佳工作条件加热电压5V、测量回路电压10V、负载电阻RL为2K,允许工作条件加热电压4.5~5.5V、测量回路电压5~15V、负载电阻0.5~.下图为气敏元件的简单测试电路（组成传感器），电压表指针变化越大，灵敏度越高；只要加一简单电路可实现报警。常见的气敏元件还有MQ-31（专用于检测CO），QM-J1酒敏元件等。
　　四 力敏传感器和力敏元件
　　力敏传感器的种类甚多，传统的测量方法是利用弹性材料的形变和位移来表示。随着微电子技术的发展，利用半导体材料的压阻效应（即对其某一方向施加压力，其电阻率就发生变化）和良好的弹性，已经研制出体积小、重量轻、灵敏度高的力敏传感器，广泛用于压力、加速度等物理力学量的测量。
　　五 磁敏传感器和磁敏元件
　　目前磁敏元件有霍尔器件（基于霍尔效应）、磁阻器件（基于磁阻效应：外加磁场使半导体的电阻随磁场的增大而增加。）、磁敏二极管和三极管等。以磁敏元件为基础的磁敏传感器在一些电、磁学量和力学量的测量中广泛应用。
　　在一定意义上传感器与人的感官有对应的关系，其感知能力已远超过人的感官。例如利用目标自身红外辐射进行观察的红外成像系统（夜像仪），黑夜中可1000米发现人，2000米发现车辆；热像仪的核心部件是红外传感器。1991年海湾战争中，伊拉克的坦克配置的夜视仪探测距离仅800米，还不及美英联军的一半，黑暗中被打得惨败是必然的。目前世界各国都将传感器技术列为优先发展的高新技术的重点。为了大幅度提供传感器的性能，将不断采用新结构、新材料和新工艺，向小型化、集成化和智能的方向发展。
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中央处理器是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心和控制核心，它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。主要包括运算器和高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线。它与内部存储器和输入/输出设备合称为电子计算机三大核心部件。[][][][][][][][][][]