! 7 ,     江苏省市场监督管理局 发　布 中 国 标 准 出 版 社 出　版微机电系统半导体气体传感器性能 检测方法 Test method for performance of micro⁃electromechanical systems semiconductor gas sensor 2024 -11-07 发布 2024 -12-07 实施CCS L 40 DB32/T 4894—2024ICS 31.080DB32/T 4894—2024 前言…………………………………………………………………………………………………………… Ⅲ 1 范围………………………………………………………………………………………………………… 1 2 规范性引用文件 …………………………………………………………………………………………… 1 3 术语和定义 ………………………………………………………………………………………………… 1 4 试验条件 …………………………………………………………………………………………………… 1 5 检测方法 …………………………………………………………………………………………………… 2 6 检测报告 …………………………………………………………………………………………………… 5 附录 A（资料性）测试箱装置介绍与气体配制方法 ………………………………………………………… 6 参考文献 ………………………………………………………………………………………………………… 8目　　次 ⅠDB32/T 4894—2024 前 言 本文件按照 GB/T 1.1—2020《标准化工作导则　第 1部分：标准化文件的结构和起草规则 》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。 本文件由江苏省纳米技术标准化技术委员会提出 、归口并组织实施 。 本文件起草单位 ：苏州市计量测试院 、苏州慧闻纳米科技有限公司 。 本文件主要起草人 ：史苏娟、方丹、耿彦红、王瑞、董亮华、徐春、王震、孙旭辉。 ⅢDB32/T 4894—2024 微机电系统半导体气体传感器性能 检测方法 1 范围 本文件规定了微机电系统半导体气体传感器性能检测的试验条件 、检测方法及检测报告 。 本文件适用于微机电系统半导体气体传感器的性能检测 。 2 规范性引用文件 本文件没有规范性引用文件 。 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 。 3.1 微机电系统 micro⁃electromechanical systems ；MEMS 基于微纳制造技术制备的功能结构 、器件构成的系统 。 [来源：GB/T 26111 —2023，3.1.1] 3.2 半导体气体传感器 semiconductor gas transducer/sensor 利用半导体材料的电导率变化 ，将感受的气体转换成可用输出信号的传感器 。 注： 包括表面电导式传感器和体电导式传感器 。 [来源：GB/T 7665 —2005，3.3.1.1，有修改 ] 3.3 传感器检测装置 sensor test module 用于将传感器特性转换为输出信号的测试装置 。 [来源：GB/T 34004 —2017，3.5] 4 试验条件 4.1 环境条件 实验室内环境条件应符合以下要求 ： a）环境温度 ：15 ℃~ 35 ℃，试验过程中温度波动不应超过 ±2 ℃； b）相对湿度 ：25%~ 80%，试验过程中相对湿度波动不应超过 ±5%； c）大气压力 ：86 kPa~ 116 kPa。 4.2 试验设备 试验设备应符合以下要求 ： 1DB32/T 4894—2024 a）秒表：分度值不大于 0.1 s； b）功率计：功率 0 W~ 10 W，分辨力 0.1 mW，最大允许误差 ：±10%； c）电压表：直流电压 0 V~ 50 V，准确度级别优于 1.0 级； d）测试箱：测试箱内部结构及气体配制方法参照附录 A。 4.3 样品准备 4.3.1 试验前通过目视 、拍照等方法检查传感器表面 ，应无腐蚀 、起泡现象 ，无明显划伤 、裂痕、毛刺等机 械损伤。 4.3.2 试验前待试验的样品应在 4.1规定的环境条件下通电预热后方可进行检测 ，预热时间以产品使用 说明书为准 。 4.3.3 传感器送检时同时提供检测装置 ，在测试传感器信号输出时把传感器安装在该装置上进行试验 。 4.3.4 样品检测项目与样品编号对应表见表 1。完成全部检测项目需要的样品数量为 8只，试验前应对 样品予以编号 。具体样品数量根据检测项目与客户协商确定 。 表1　检测项目与样品编号对应表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14章条编号 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10 5.11 5.12 5.13 5.14检测项目 功率 传感器最低检测浓度 传感器灵敏度 传感器检测误差 响应时间与恢复时间 漂移 抗干扰气体性能 抗硅中毒性能 耐高温性能 耐低温性能 耐恒定湿热性能 耐振动性能 耐跌落性能 长期稳定性传感器编号 1 √ √ √ √ √ √ — — — — — — — √2 √ √ √ √ √ √ — — — — — — — √3 — √ √ √ √ — √ √ — — — — — —4 — √ √ √ √ — √ √ — — — — — —5 — √ √ √ √ — — — √ √ √ — — —6 — √ √ √ √ — — — √ √ √ — — —7 — √ √ √ √ — — — — — — √ √ —8 — √ √ √ √ — — — — — — √ √ — 5 检测方法 5.1 功率 在洁净空气中 ，将传感器从检测装置上取下 ，只将检测装置连接到功率计上 ，给检测装置施加传感器 额定工作电压 ，待功率计显示的功率值稳定后 ，读取检测装置的功率值 W0。将传感器安装在检测装置 上，再将检测装置连接到功率计上 ，给检测装置施加传感器额定工作电压 ，待功率计显示的功率值稳定 后，读取功率值 W0C，按式（1）计算传感器的功率 WC。 2DB32/T 4894—2024 WC=W0C-W0 ………………………… （ 1 ） 式中： WC——待测传感器的功率 ； W0C——传感器和检测装置的功率 ； W0——检测装置的功率 。 5.2 传感器最低检测浓度 将传感器及其检测装置放置于测试箱中 ，记录检测装置在洁净空气中的输出信号值 V0，注入试验气 体，使测试箱内的气体浓度达到传感器标识检测下限浓度 ，并开始计时 ，保持 3 min，记录传感器检测装置 输出信号值 Vs，并每隔 5 s读取一次输出信号值 Vsi，共读取 10次，计算标准偏差 Vr。逐渐增加测试箱 内的气体浓度 ，直至︱Vs-V0︱≥3Vr，此时测试箱内的气体浓度即为传感器最低检测浓度 。 注： 试验气体需与传感器检测气体一致 ，气体种类包括但不限于甲烷 、一氧化碳 、硫化氢、氮氧化物等无机气体 ，以及 烃类、醇、醚、酯、酸等挥发性有机气体 。若为挥发性有机气体 ，可注入对应液体 。 5.3 传感器灵敏度 将传感器及其检测装置放置于测试箱中 ，记录检测装置在洁净空气中的零点输出信号值 V0，注入试 验气体，使测试箱内的气体浓度达到传感器标识测量范围上限值的 50%（气体浓度可根据用户或制造商 要求，选择传感器测量范围内的 1个或多个典型浓度 ） ，并开始计时 ，保持 3 min，记录传感器检测装置输 出信号值 Vs。按公式（2）计算传感器的灵敏度 M。此灵敏度作为后续试验的基准 （未做特殊说明时 ，后 续试验中的灵敏度直接引用本数据 ） 。 M=||Vs-V0 C………………………… （ 2 ） 式中： M——传感器灵敏度 ； Vs——试验气体测试时检测装置输出信号值 ； V0——零点输出信号值 ； C——试验气体的浓度 。 5.4 传感器示值误差 将传感器及其检测装置放置于测试箱中 ，记录检测装置在洁净空气中的零点输出信号值 V0，注入试 验气体，使测试箱内的气体浓度达到规定浓度并开始计时 ，保持 3 min，记录传感器检测装置输出信号值 Vs。通过输出信号值与传感器响应曲线上的对应值 ，计算传感器示值误差 。 注： 规定浓度为传感器响应曲线上均匀分布的两点及以上 ，传感器响应曲线由传感器制造商提供 。 5.5 响应时间与恢复时间 将传感器及其检测装置放置于洁净空气中 ，记录传感器检测装置输出信号值 V0，通入传感器标识测 量范围上限 50%的试验气体 ，记录传感器检测装置输出信号值 Vs。计算VT90=V0+0.9×（Vs-V0）和 VT10=V0+0.1×（Vs-V0） 。将传感器及其检测装置放置在洁净空气中 ，待稳定后 ，重新迅速通入上述试 验气体并开始计时 ，记录检测装置输出信号值达到 VT90的时间，该时间段为响应时间 （T90） ；与响应时间 测试方法相同 ，待传感器在试验气体浓度下达到稳定值后 ，将传感器及其检测装置迅速放置于洁净空气 中并开始计时 ，记录检测装置输出信号值达到 VT10的时间，该时间段为恢复时间 （T10） 。 注： 对于有曲线输出的传感器检测装置 ，也可直接读取输出曲线上信号值从开始上升到 VT90的时间即为响应时间 ，从 开始下降到 VT10的时间即为恢复时间 。 3DB32/T 4894—2024 5.6 漂移 将传感器及其检测装置放置于测试箱中 ，记录零点输出信号值 Z0，向测