氢气作为一种清洁、可再生能源,在工业、生活中应用越加广泛,目前,许多国家正在大力推动氢能发展。然而,氢气无色无味且易燃易爆,因此,随着氢能应用范围扩大,为确保安全,需要有效的监测的方法。氢气传感器因其可直接在被测环境中布点、组网,实现全覆盖、全天候实时的氢气监测,而被广泛研究与应用。然而,常见的低成本的金属氧化物氢气传感器,氢敏材料在高温环境下工作,存在安全隐患。因此,本文旨在设计一款以Mo S2做氢敏材料的电阻型氢气传感器,Mo S2优异的气敏特性与低成本,使所设计的氢气传感器可在常温下工作且成本低、使用简单。传感器的设计与研究分为气敏材料、气敏结构、接口检测电路三部分进行。首先研究Mo S2作为气敏材料的理论基础。在微观层面建模分析了Mo S2材料的氢气传感机理,基于密度泛函理论进行计算,根据计算结果,详细分析了H2分子在单层1T相和2H相Mo S2表面的位点吸附。结合态密度与电荷转移,阐述了H2分子与单层Mo S2间相邻原子间的相互作用,解释了吸附能表现出较大差异的原因。从理论层面证明Mo S2材料可用于氢气传感,为氢气传感器设计提供有力的理论支撑。并且,基于理论分析,选择吸附能适中的2H相Mo S2作为氢敏材料。接着设计了气敏结构,将氢气在2H相Mo S2上吸附、解吸过程引起的种种理化变化,转换为电信号。为确定用于氢气传感器的气敏结构类型,使用COMSOL软件对烧结型、厚膜型两种气敏结构建模并仿真。通过仿真结果,详细分析了无氢气的初始条件下两种结构的电学特性。经过对比,采用初始电阻低于100 kΩ的厚膜型气敏结构。最后,给出了常温下工作的Mo S2氢气传感器的制备、组装、调试、使用方法。为气敏结构设计了接口检测电路,并制作了检测电路,对制作的电路进行了测试。检测电路含电桥、放大、转换三部分,采用±12 V电源供电。电桥平衡状态下,功耗为78.85 m W。