酒精传感器实验环境由PC机（安装有WindowsXP操作系统、ADS1.2集成开发环境和J-Link-ARM-V410i仿真器）、J-Link-ARM仿真器、NXPLPC2378实验节点板、酒精传感器、实验模块和LCD显示实验模块组成，如图4.10.1所示。
气敏电阻是一种半导体敏感器件，它是利用气体的吸附而使半导体本身的电导率发生变化这一机理来进行检测的。人们发现某些氧化物半导体材料如SnO2、ZnO、Fe2O3、MgO、NiO、BaTiO3等都具有气敏效应。气敏传感器是用来检测气体类别、浓度和成分的传感器。它将气体种类及其浓度等有关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱便可获得与待测气体在环境中存在情况有关的信息。
主要用于工业上天然气、煤气、石油化工等部门的易燃、易爆、有毒、有害气体的监测、预报和自动控制,气敏元件是以化学物质的成分为检测参数的化学敏感元件。
它主要包括：半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器、电化学气敏传感器、用的最多的是半导体气敏传感器。表4.10.1气敏传感器分类
按照半导体与气体相互作用时产生的变化只限于半导体表面或深入到半导体内部，可分为表面控制型和体控制型.
表面控制型:
半导体表面吸附的气体与半导体间发生电子接受，结果使半导体的电导率等物理性质发生变化，但内部化学组成不变；
体控制型：
半导体与气体的反应，使半导体内部组成发生变化，而使电导率变化。按照半导体变化的物理特性，又可分为电阻型和非电阻型。
电阻型半导体气敏元件：
是利用敏感材料接触气体时，其阻值变化来检测气体的成分或浓度；非电阻型半导体气敏元件：是利用其它参数，如二极管伏安特性和场效应晶体管的阀值电压变化来检测被测气体的。表4.10.2为半导体气敏元件的分类。
表4.10.2-半导体气敏元件的分类。
3.1.3半导体气敏传感器类型及结构
3.1.4烧结型气敏器件
烧结型气敏器件的制作是将一定比例的敏感材料（SnO2、ZnO等）和一些掺杂剂（Pt、Pb等）用水或粘合剂调合，经研磨后使其均匀混合，然后将混合好的膏状物倒入模具，埋入加热丝和测量电极，经传统的制陶方法烧结。最后将加热丝和电极焊在管座上，加上特制外壳就构成器件。
该类器件分为两种结构：直热式和旁热式。直热式器件是将加热丝、测量丝直接埋入SnO2或ZnO等粉末中烧结而成的，工作时加热丝通电，测量丝用于测量器件阻值。国产QN型和日本费加罗TGS＃109型气敏传感器均属此类结构。优点：制造工艺简单、成本低、功耗小，可以在高电压回路下使用。缺点：热容量小，易受环境气流的影响，测量电路与加热电路之间相互干扰，影响其测量参数，加热丝在加热与不加热两种情况下产生的膨胀与冷缩，容易造成器件接触不良
3.1.7气敏传感器的主要参数及特性3.1.7.1电阻R0和Rs固有电阻R0表示气敏元件在正常空气条件下（或洁净条件下）的阻值，又称正常电阻。工作电阻Rs代表气敏元件在一定浓度的检测气体中的阻值。
3.1.7.2灵敏度K气敏元件的灵敏度通常用气敏元件在一定浓度的检测气体中的电阻与正常空气中的电阻之比来表示灵敏度K。
3.1.7.5加热电阻RH和加热功率PH为气敏元件提供工作温度的加热器电阻称为加热电阻，用RH表示。气敏元件正常工作所需要的功率称为加热功率，用PH表示。
3.1.7.6洁净空气电压U0
3.1.7.7标定气体中电
SnO2气敏元件在不同气体、不同浓度条件下，其阻值将相应发生变化。因此，为了给出元件的特性，一般总是在一定浓度的气体中进行测度标定。把这种气体称标定气体，例如，QM-N5气敏元件用0.1%丁烷（空气稀释）为标定气体，TGS813气敏元件用0.1%甲烷（空气稀释）为标定气体等等。在标定气体中，气敏元件的负载电阻上电压的稳定值称为标定气体中电压，用表示。
3.1.7.9回路电压Uc测试SnO2气敏元件的测试回路所加电压称为回路电压，用Uc表示。这个电压对测试和使用气敏器件很有实用价值。根据此电压值，可以选负载电阻，并对气敏元件输出的信号进行调整。对旁热式SnO2气敏元件，一般取Uc=10V。
3.2.非电阻型半导体气敏传感器非电阻型气敏器件也是半导体气敏传感器之一。它是利用MOS二极管的电容—电压特性的变化以及MOS场效应晶体管(MOSFET)的阈值电压的变化等物性而制成的气敏元件。由于这类器件的制造工艺成熟，便于器件集成化，因而其性能稳定且价格便宜。利用特定材料还可以使器件对某些气体特别敏感。
3.2.1MOS二极管气敏传感器
在P型半导体硅芯片上，采用热氧化工艺生成一层厚度为50～100nm左右的SiO2层，然后再在其上蒸发一层钯金属薄膜作为栅电极。由于SiO2层电容Cαx是固定不变的，Si—SiO2界面电容Cx是外加电压的函数，所以总电容C是栅极偏压U的函数，其函数关系称为MOS管的电容—电压特性（即C—U特性）。
Pd—MOSFET气敏传感器是利用MOS场效应晶体管（MOSFET）的阀值电压随被测气体变化而变化的原理制成的气敏器件。Pd—MOSFET与普通MOSFET的主要区别是采用钯（Pd）薄膜取代铝（Al）膜作为栅极，并将沟道的宽长比（W/L）增大到50～100，所以又称为钯栅场效应晶体管，其结构如图所示。图4.10.102Pd—MOSFET气敏结构示意图（左为主视图，右为俯视图）
3.2.3MOS场效应晶体管气敏器件
钯-MOS场效应晶体管(Pd-MOSFET)的结构，参见图11-6。由于Pd对H2很强的吸附性，当H2吸附在Pd栅极上时，会引起Pd的功函数降低。由MOSFET工作原理可知，当栅极(G)、源极(S)之间加正向偏压UGS，且UGS>UT(阈值电压)时，则栅极氧化层下面的硅从P型变为N型。这个N型区就将源极和漏极连接起来，形成导电通道，即为N型沟道。此时，MOSFET进入工作状态。若此时，在源(S)漏(D)极之间加电压UDS，则源极和漏极之间有电流(IDS)流通。ISD随UDS和UGS的大小而变化，其变化规律即为MOSFET的伏-安特性。当UGS
由于最早使用BAC极限值来分辨酒后驾车，当呼出气体酒精浓度测量用于交通执法时，情况就变得错综复杂，要把所测量的呼出气体酒精浓度换算成血液酒精浓度。一般认为，2100：1呼出气体中所含的酒精和11血液中所含的酒精量相等。对于把结果转化成BAC的呼出气体酒精测量仪，呼气／血液酒精转换系数是决定测试精度的重要因素。在美国、加拿大、澳大利亚，定量分析呼出气体酒精测试仪已用了十多年，转化系数为2100：1。在美国许多州，0.10~2101BAC为饮酒驾驶处罚极限，2100：1的BAC/BAC的转化系数直接体现在立法条例中，如果不这样，立法确定大于等于0.47m~1为犯罪极限，还得强调2100：1的转化系数。假设有这种可能，BAC是合法的，而BAC不合法，反之亦然。立法中存在的这种进退两难的问题，至今没有很好地解决。BAC和BAC内在转化如下所述：
4.1酒精传感器的工作原理气敏传感器是一种检测特定气体的传感器。它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息，从而可以进行检测、监控、报警；还可以通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统。半导体气敏传感器对于低浓度气体具有很高的灵敏度，具有嗅觉功能，能自动检测浓度。一旦浓度超限，气敏传感器即可自动报警。半导体气敏传感器是利用待测气体在半导体表面的氧化和还原反应导致敏感元件阻值变化来检测气体的种类和浓度的。当半导体器件被加热到稳定状态，在气体接触半导体表面而被吸附时，被吸附的分子首先在表面自由扩散，失去运动能量，一部分分子被蒸发掉，另一部分残留分子产生热分解而固定在吸附处时，如果半导体的功函数大于吸附分子的离解能，吸附分子将向器件释放电子，而形成正离子吸附。如H2、CO、碳氢化合物等，被称为还原型气体。当还原型气体吸附到N型半导体上时，载流子增多，使半导体电阻值下降。
4.2酒精传感器的应用：它的应用主要有：
MQ-3乙醇气体传感器可以应用用于机动车驾驶人员及其他严禁酒后作业人员的现场检测，也用于其他场所乙醇蒸汽的检测。其技术特点为：