传感器在军事上的应用论文.docx

传感器在军事上的应用论文.docx

《传感器在军事上的应用论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《传感器在军事上的应用论文.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

传感器在军事上的应用论文

传感器

摘要：

随着计算机技术的不断发展，信息处理技术也在不断发展完善。

但作为提供信息的传感器，它的发展相对于计算机的信息处理功能来说就落后了。

这使得自动检测技术受到影响，而检测技术是人类认识世界和改造科技不可少的重要手段。

基于上述因素，越来越多的科技工作者对传感器技术予以了高度的重视，促使传感器技术加速发展，以适应信息处理技术的需要。

突破是以测试技术的水平为基础的压阻型扩散硅压力传感器以其低价格得到广泛应用，基于单片机技术的智能压力传感器以其使用方便，测量精确而得以推广。

压力传感器的核心是扩散硅电阻桥，智能压力传感器应用单片机技术采集数据、信号的处理并输出显示结果。

扩散硅的压阻系数是温度的函数，所以存在灵敏度温漂，而影响温度的因素是多方面的：

测量环境的变化，测量电路产生的热量的影响等等，所以要想得到比较精确的压力值，必须对压力传感器进行校正。

压力传感器的零点存在热漂移、电漂移和时间漂移，减小压力传感器的热零点漂移的措施是各力敏电阻的电阻值及其温度系数的相等性。

关键字：

光电效应　光电元件　光电特性　传感器分类　传感器应用　

引言

传感器技术在当代科技领域中占有十分重要的地位，是21世纪人们在高新技术发展方面争夺的一个制高点，在国外各发达国家都将传感器技术视为现代高新技术发展的关键。

从20世纪80年代起，日本就将传感器技术列为优先发展的高打捞技术之首，美国等西方国家也将传感器的基本知识列为国家科技和国防技术发展的重点内容。

当前，世界上正面临着一场新的技术革命，这场革命的主要基础就是信息技术。

信息技术的发展给人类社会和国民经济的各个部门及各个领域都带来了巨大的、广泛的、深刻的变化，是当今人类社会发展的强大动力。

并且正在改变着传统工业的生产方式，带动着传统工业和其他新兴产业的更新和变革。

在军事国防、航空航天、海洋开发、生物工程、医疗保健、商检质检、环境保护、安全范围、家用电器等方面，几乎每一个现代化项目也都离不开传感器技。

信息的采集是指从自然界中、以及生产过程中或科学实验中获取人们需要的信息。

信息的采集是通过传感器技术实现的，因此传感器检测技术实质上也就是信息采集技术。

显而易见，在现代信息技术的三大环节中，“采集”是首要的基础的一环，没有“采集”到的信息，通信“传输”就是“无源之水”，计算机“处理”更是“无米之炊”。

然而随着计算机技术的飞速发展，信息处理技术也在不断更新完善。

但作为提供信息的元件传感器，它的发展相对于计算机的信息处理功能来说就落后了。

这使得自动检测技术受到影响，也直接影响到多种技术的进一步发展。

基于上述因素，越来越多的科技工作者对传感器技术予以了高度的重视，促使传感器技术加速发展，以适应信息处理技术的需要。

本设计研究的智能压力传感器，就是将压力传感器输出的电信号进行信息处理后将压力显示出来，并通过键盘控制使智能化更趋于完善。

传感器在军事上的应用

众所周知，在这个科技日益发达的年代，无论生活中的什么东西都可能会和科技挂上关系。

别的不说，光是传感器生活中就处处可见。

日常人们家里用到的电饭煲就用到了温度传感器，而平时楼道里的声控灯也用到了音量传感器。

而什么压力传感器，流量传感器等等更是屡见不鲜，五花八门，充斥在我们的周围。

可以说，时至今日，传感器已经与人们的日常生活紧密相连，牢不可分。

但显然，传感器不可能单单应用在人们的日常生活中，今天我们就来聊聊传感器在军事上的一些应用。

一个强大的国家必须要有强大的国防，而强大的国防则是以强大的军事为依托的。

历史以血的教训告诉我们：

弱国无外交。

所以，无论现在还是未来，加强祖国的军事化力量建设都是刻不容缓，时时需要为之努力的。

现如今是科技的时代，军事不可避免也进入了高科技的时代。

高科技的武器装备让现代化的军事发展迅猛，这里面传感器的应用更是比比皆是。

首先，让我们了解下什么是传感器以及传感器的简单分类。

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。

而传感器的分类如下：

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

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。

下面就对传感器在军事上的应用做一些简单的介绍：

具体从航空航天、主战坦克、舰船、地面战场警戒系统、军用机器人、军事化学器材等方面说明传感器在军事国防建设中的应用情况。

•在航空航天方面的应用

传感器在航空方面有四种用途。

即：

提供航器工作信息，起诊断作用；判断各分系统间工作的协调性，验证设计方案；提供全系统自检所需信息，给指挥员下决心提供依据；提供各分系统、整机内部检测参数，验证设计的正确性。

美国航天飞机上使用的传感器约有100多种4000多个。

俄罗斯大型运载火箭、载人飞船迅速发展，所需的传感器也相应迅速增长。

发展高质量、高水平的传感器，其品种多样，如压力、压差、绝压、温度、热流、耗量、燃气浓度、介质成分、密度、湿度、应变、摩擦、电场、磁场、生物电势等传感器。

欧洲航天局的阿里安娜火箭在试验阶段需测量参数常规的达到1000个，低温参数大600个。

在军用航空中，各国都强调空中优势与防御。

目前每架军用飞机需20多种力学量的传感器，对操纵杆拉力、起落着陆冲击力、发动机的推动力、救生装置弹射力、进气管压力场分布及动态中各种压力、振动、加速度、角加速度、位移等参量的测量，还要对过载和燃油密度及飞行员呼吸的流量等参数的测量，检测机舱内含氧量、舱内烟雾报警、机载火控系统的设计、隐型用传感器等。

•传感器在主战坦克中的应用

坦克的电子化是衡量坦克先进性的一个重要标志，其传感器主要装备在：

1）发动机系统中使用的有绝压、速度、流量、温度、氧分压等传感器，用来检测、控制发动机，从而使坦克达到加速快，控制自如，以最少能耗保证最大的动力。

2）火力系统中使用的有倾斜、药温及环境温度、压力、风向、风速传感器等，以保证火力系统的自动瞄准目标，并根据火炮及外界环境条件及时修正。

3）故障诊断系统主要需要温度、压力、压差、转速、扭矩等传感器，对战车整体进行故障诊断。

4）红外传感器则是主战坦克中热成像仪的关键部件，保证全天候下的作战能力。

•传感器在舰船上的应用

现代舰艇装备的传感器群中包括压力、位置、速度、温度、扭矩、流量、偏航速率等。

每万吨级使用温度传感器150多个，压力传感器150多个。

吨位越大，用量越多。

在猎雷和灭雷武器技术装备中使用声、磁、光电传感器。

另外为了解自然环境对系统性能的影响需要配备检测自然环境的各种传感器。

以声纳为重点的舰艇传感器是保障武器实施有效攻击的先决条件之一。

因此由压电材料制成的声纳在舰艇上也是不可缺少的。

•地面战场警戒系统的应用

该系统能及时准确检测、定位、分类识别和实时报告所有入侵人员和武器装备、车辆的活动情况。

如美国的REMBASS系统由三个分系统组成：

传感器分系统、传输分系统（转发器）和监测分系统（监测仪）。

该系统采用了地震声、红外、磁、压力、应变等传感器采集信息。

•军用机器人中的应用

在未来的战场上，机器人将会代替士兵去做许多比较困难的工作。

它可以在沙漠和丛林中行走，可以穿越战线到敌后进行侦察、布雷及运送物资的工作。

机器人能够在人难以忍受的环境中，或在危险的情况下去执行任务。

•在军事化学器材方面的应用

一些国家为了应付可能使用化学武器，准备了大量的防毒面具、防护服、防护帐帐篷。

同时也准备了大量的化学侦察器材。

如美国已有了微型毒剂报警器、微型芥子气报警器、XM21型遥感式毒剂报警器等。

再接着，我们就传感器应用到军事上做一些说明。

（1）、可快速部署。

由于传感器网络节点单个体积较小，通过飞机或炮弹就能直接将传感器节点播撒到敌方阵地内部，或者是敌我双方的公共隔离带，在部署之后节点之间可以快速进行无线网络链接，在获基站所下任务命令后，迅速收集战场信息，