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传感器在军事领域的应用

什么是传感器：

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。所以它由敏感元器件（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。

传感器的分类：

一温度传感器

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、铜热电阻、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。

二光传感器

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。市场出售的有光敏电阻器、光电二极管、光电三极管、光电耦合器和光电池

等。

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）。

三气敏传感器

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0.8～1.15ml/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

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极产生的电动势。

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瓷管为基底，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。

四力敏传感器

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