第10章 化学传感器和电极讲解
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传感器是一种信息获取与处理的装置。人体的感觉器 官就是一套完美的传感系统，通过眼、耳、皮肤来感 知外界的光、声、温度、压力等物理信息。通过鼻、 舌感知气味和味道这样的化学刺激。
外 人体 界 刺 机器 激
人的感官 传感器
人脑 计算机
机体 执行器
例如，人的鼻子就是一个很好的传感器：肺是样品 导入泵，上皮传感细胞作为“化学传感器”，大脑 作为微处理器和数据储存器，整个过程（功能）同 时进行。其中最重要的组分是传感元件，它通过复 杂的识别过程，达到识别不同味道的作用。
目前，有些传感器的功能已远远超过人类器官，如：光 传感器；有些尚不及人类的感官，如：离子传感器
第十章 化学传感器和医用电极
• 化学传感器是对化学物质敏感，并将其转 换为电学信号的器件
• 医用电极用于生物电势测量和对生物体施 加电刺激，是测量系统与生物体进行耦合 的重要器件
第一节 化学传感器
定义：
检测对象
特点
若气体接触到加热的金属
氧 化 物 ( SnO2、Fe2O3、ZnO2 等 ) ， 电阻值会增大或减小
还原性气体、城市排 放气体、丙烷气等
可燃性气体接触到氧气就会 燃烧，使得作为气敏材料的铂 丝温度升高，电阻值相应增大
燃烧气体
灵敏度高，构造与电路简 单，但输出与气体浓度不 成比例
输出与气体浓度成比例， 但灵敏度较低
离子敏感场效应晶体管
ISFET (Ion Sensitive Field Effective Transistor) • 在金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）基础上构成的，
ISFET结构基本上与MOSFET一样，只不过没有金属栅极 • 由离子敏感膜和转换器两部分构成，敏感膜用以识别离子的种
气敏传感器的性能要求
• 对被测气体具有较高的灵敏度 • 对被测气体以外的共存气体或物质不敏感 • 性能稳定，重复性好 • 动态特性好，对检测信号响应迅速 • 使用寿命长 • 制造成本低，使用与维护方便等
气敏传感器的分类
类型
半导体式
接触燃烧 式
化学反应 式 光干涉式
热传导式 红外线吸 收散射式
原理
在Clark氧电极的基础上有人又设计了一 种阳极加热型经皮氧电极。
它利用加热丝加热皮肤至42℃~44℃，引 起皮下小动脉扩张，皮下血流量增加， 使得真皮上层的血液状况接近于动脉血 状况；
除了皮肤组织消耗的氧外，剩余的氧气 通过组织扩散到皮肤表面，可在皮肤表 面测得此氧分压来近似得到动脉血PO2。 此种电极多应用于新生儿、婴幼儿的氧 监测。
• 气敏电极 –溶解于溶液中的气体含量（如血液中的 O2 、 CO2 含量，因此又分为O2电极和CO2电极 ）
• 气体扩散电极 –直接测量混合气体中的可燃性或可氧化性气体
• 结构简单、选择性好、响应迅速 • 医疗、环境监测、工业生产
氧电极
• 动脉血中pO2与SO2具有不同的生理意义：pO2决定了肺泡的 换气效率；SO2表示每一电位体积血液中氧气含量。 –PO2以氧电极测量
CO2电极示意图
CO2电极的工作原 理是根据pCO2的对数 值在 1.3332~11.9988kPa 范围内与pH值成线 形关系，所以可用 pH电极间接得到pCO2。 其结构与Clark电极相 似，但工作电极为 pH电极，电解液含 HCO3－。
2.半导体气敏传感器
• 当半导体吸附某些气体分子（物理或化学 吸附）时，将产生电子迁移而使表面电导、 表面势垒或体电导发生改变，进而测得气 体浓度
烧结型 薄膜型 厚膜型 二极管气敏传感器 MOS二极管气敏传感器 Pd—MOSFET气敏传感器
（1）电阻式气敏传感器
• 基本原理
–是利用气体在半导体表面的氧化还原反应导致敏感元件 阻值变化而制成的。
–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物性自由扩散， 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（化学吸附）。 • 氧气等具有负离子吸附倾向的气体被称为氧化型气 体或电子接收性气体。 • 具有正离子吸附倾向的气体有H2、CO、碳氢化合物 和醇类，它们被称为还原型气体或电子供给性气体。
• pH测量范围7.0～7.4， 精度±0.01pH，响应 0.7min
钨 灯
监 测 基于光吸收的PH传感器 器
H+通过膜与酚红作用 使其酸化后入射光中 蓝绿光（560um）被
吸收，而红光（ 630um）不吸收
• I绿随PH变化，I（红）不随PH变化，该测量 方法测量血液中PH精度可以达到0.01PH
• （3）响应时间 –由ISE与参比电极接触试液开始到电动势达到稳定值（变化 <1mV）需要的时间。
参比电极稳定性、液接电势稳定性、被测离子浓度、溶液搅拌速度、敏 感膜的组成和性质、膜厚、膜面光洁度 共存离子：干扰 / 不干扰 离子
• （4）电极内阻 膜内阻、内充溶液和内参比电极的内阻
• （5）电极寿命
应用 测量溶液PH值：当敏感膜与溶液接触时， 在敏感膜 与溶液界面上感应出对H+的能斯特响应电位。
特点： • 输入阻抗高、输出阻抗低、频带范围宽 • 全固态结构，体积小，重量轻，机械强度大 • 水化时间短，响应速度快，一般小于1s • 可实现多功能化、集成化，并可实现批量生产 • 无须考虑敏感材料的导电性
利用化学溶剂与气体反应产生 的电流、颜色、电导率的增加 等
CO、H2、CH4、C2H5OH、 气体选择性好，但不能重
SO2等
复使用
利用与空气的折射率不同而产 生的干涉现象
与空气折射率不同的 气体，如CO2等
寿命长，但选择性差
根据热传导率差而放热的发热 元件的温度降低进行检测
与空气热传导率不同 的气体，如H2等
参考电极为阳极，工作 电极为阴极，两电极进 入试液中，并在二者间 加 上 0.6~0.8V 左 右 的 电压，经过一系列的氧 化还原反应，电路中有 电流产生，并且此电流 值 大 小 与 PO2 成 线 性 关 系，可以根据电流大小 计算出PO2的值。
Clark氧电极
Clark氧电极是一种较为稳定 的封闭式氧电极，它的阳极、 阴极和电解液与被测液被一 疏水透氧薄膜（如聚丙烯等） 隔开， 只让氧分子通过透氧 膜以及电解液薄膜层扩散到 阴极。其中阳极为Ag/AgCl电 极，阴极为铂丝。此电极的 灵敏度受此膜对被测气体的 渗透系数和膜层厚度决定， 它对CO2基本无响应。
• 灵敏度高，10-5～10-3，可检测出含量非常低的有毒气体 和可燃性气体
• 成本低、寿命长、结构简单 • 离散性大、稳定性及选择性差
典型的半导体气体传感器
SnO2 系气体传感器—可燃气体检测
Fe2O3
系气体传感器—城市煤气传感
Pd-MOSFET气体传感器—氢气传感器
半导体式气敏传感器
电阻式 非电阻式
类和浓度，转换器则将敏感膜感知的信息转换为电信号。 • 既具有离子选择电极对敏感离子响应的特性又保留场效应晶体
管的性能。
工作原理
MOSFET场效应管是利用金属栅上所加电压大小来控制漏源 电流的；ISFET则是利用其对溶液中离子有选择作用而改 变栅极电位，以此来控制漏源电流变化的。 待测溶液直接与绝缘膜或敏感膜接触，并在敏感膜界面上 产生依赖于特定离子活度的界面电势，进而使绝缘膜下的 半导体沟道的电导率发生变化，从而得出被测离子活度。
分类
按分子识别类型分：离子敏、气敏、湿敏、光敏
应用 医学上主要用于生化参数的检测，如血液中的pH值、
氧分压、二氧化碳分压、血红蛋白总数（Hb）、血氧饱和 度；血液中的电解质（钠、钾、钙、氯等离子）；代谢产 物（葡萄糖、肌酐、尿素）。
生物传感器信号换能器的组成部分。
主要内容
离子传感器（离子选择性电极、离子敏感场效 应管） 气敏传感器（电化学气敏传感器、半导体气敏 传感器、光导纤维气敏传感器） 湿敏传感器简介 化学传感器在医学中的应用
• 当氧化型气体吸附到N型半导体（SnO2, ZnO) 上，还原型气体吸附到P型半导体(CrO3)上 时，将使半导体载流子减少，而使电阻值 增大。
• 当还原型气体吸附到N型半导体上，氧化型 气体吸附到P型半导体上时，则载流子增多， 使半导体电阻值下降。
规则总结：
• 氧化型气体＋N型半导体：载流子数下降， 电阻增加
• 光敏感 • 瞬态响应速度 • 试剂的长期稳定性 • 动态范围有限
•纤pH传感器
用于血液pH值的检测 • 红光不被吸收，任何化
学变化可通过探测器接 收的光的变化表现 • 固定化试剂：
–pH指示剂苯酚红与聚丙烯酰胺 共价结合的微球
• 纤维素渗透膜：H+
离子传感器
离子传感器
离子选择 性电极
离子敏感 场效应晶 体管
离子选择性电极
• Ion Sensitive Electrode，ISE
• 离子选择性电极属于电化学传感器，它的 电位对溶液中给定的离子的活度的对数呈 线性关系。
• ISE与另一合适的参比电极插入被测溶液构 成化学电池，通过在零电流条件下测量两 电极间的电势差求得被测物质含量。
构造简单，但灵敏度低， 选择性差
由于红外线照射气体分子谐振 而吸收或散射量进行检测
CO、CO2等
能定性测量，但装置大， 价格高
生物医学中常用的气敏传感器
光导纤维 气敏传感器
电化学 气敏传感器
气敏 传感器
半导体 气敏传感器
1.电化学气敏传感器
当气体处在电极和电解质组成的电池中时，气体与电解质 反应或在电极表面发生氧化-还原反应，而在两个电极间 输出电压或电流，通过检测电压或电流即可得知待测气体 的浓度
• 还原型气体＋N型半导体：载流子数增加， 电阻减小
• 氧化型气体＋P型半导体：载流子数增加， 电阻减小
• 还原型气体＋P型半导体：载流子数下降， 电阻增加
(2)非电阻型半导体气敏器件
非电阻型气敏传感器，是利用MOS二极管 的电容—电压特性变化（ MOS二极管气敏 元件 ）；MOS场效应管的阈值电压的变化 （ MOS场效应管）；肖特基金属半导体二 极管的势垒变化进行气体检测（肖特基金 属半导体二极管）。
3.光导纤维气体传感器
是一种光纤传感器，属于非功能型； 也是一种化学传感器；
常 见 探 头 构 造 示 意
由于试剂和分析组分 之间的相互作用，引 起试剂相光学性质的 变化，由光导纤维把 这种变化的光信息传 输给检测器件，变换 为模拟电量。
图
• 体积小 • 无电击危险 • 对电磁干扰不敏感 • 不需任何参考电极
• ISE主要由敏感膜、内参比溶液、内参比电 极组成，敏感膜是其关键部件。
性能指标
• （1）选择性系数 –选择性能好坏，干扰离子和被测离子造成相同的电势变化 时，需要的离子活度的比值。
• （2）温度效应和等电势点 –影响电极响应曲线的截距和斜率。 –解决：温度补偿、调节内参比溶液组成来实现等电势点
• 可靠性与稳定性不理想 • 器件寿命短
气敏传感器
• 气敏传感器的定义：
–是能够感知环境中某种气体及其浓度的 一种敏感器件，它将气体种类及其浓度有 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。
气敏传感器的主要参数及特性
• 灵敏度：对气体的敏感程度 • 响应时间 ：对被测气体浓度的响应速度 • 选择性：指在多种气体共存的条件下，气敏元件区分气体种类的能力 • 稳定性：当被测气体浓度不变时，若其他条件发生改变，在规定的时
间内气敏元件输出特性保持不变的能力 • 温度特性：气敏元件灵敏度随温度变化而变化的特性 • 湿度特性：气敏元件灵敏度随环境湿度变化而变化的特性 • 电源电压特性：指气敏元件灵敏度随电源电压变化而变化的特性 • 时效性与互换性：反映元件气敏特性稳定程度的时间，就是时效性；
同一型号元件之间气敏特性的一致性，反映了其互换性
化学传感器通常指基于化学原理的，以化学物质成分为检测 对象，能将各种化学物质特性的变化定性或定量地转化为其 他有用信号的传感器。
化• 学原信理息可能是定量的，例如，样品特定组分(可能是原子、 分子这、类离传子感或器生主物要分是子利)用的敏浓感度材、料活与度被或测分物压质等中；的所离涉子及、的分样子 品可或以生是物固物态质、相液互态接或触气而态产。生的电极电位变化、表面化学反应 化学或信引息起也材可料能表是面定电性势的变，化例，如并，将某这种些化反合应物或是变否化存直在接？或或间存接 在时地是转否换超为过电一信定号的。量值。例如，烟道报警器。
外 人体 界 刺 机器 激
人的感官 传感器
人脑 计算机
机体 执行器
例如，人的鼻子就是一个很好的传感器：肺是样品 导入泵，上皮传感细胞作为“化学传感器”，大脑 作为微处理器和数据储存器，整个过程（功能）同 时进行。其中最重要的组分是传感元件，它通过复 杂的识别过程，达到识别不同味道的作用。
目前，有些传感器的功能已远远超过人类器官，如：光 传感器；有些尚不及人类的感官，如：离子传感器
第十章 化学传感器和医用电极
• 化学传感器是对化学物质敏感，并将其转 换为电学信号的器件
• 医用电极用于生物电势测量和对生物体施 加电刺激，是测量系统与生物体进行耦合 的重要器件
第一节 化学传感器
定义：
检测对象
特点
若气体接触到加热的金属
氧 化 物 ( SnO2、Fe2O3、ZnO2 等 ) ， 电阻值会增大或减小
还原性气体、城市排 放气体、丙烷气等
可燃性气体接触到氧气就会 燃烧，使得作为气敏材料的铂 丝温度升高，电阻值相应增大
燃烧气体
灵敏度高，构造与电路简 单，但输出与气体浓度不 成比例
输出与气体浓度成比例， 但灵敏度较低
离子敏感场效应晶体管
ISFET (Ion Sensitive Field Effective Transistor) • 在金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）基础上构成的，
ISFET结构基本上与MOSFET一样，只不过没有金属栅极 • 由离子敏感膜和转换器两部分构成，敏感膜用以识别离子的种
气敏传感器的性能要求
• 对被测气体具有较高的灵敏度 • 对被测气体以外的共存气体或物质不敏感 • 性能稳定，重复性好 • 动态特性好，对检测信号响应迅速 • 使用寿命长 • 制造成本低，使用与维护方便等
气敏传感器的分类
类型
半导体式
接触燃烧 式
化学反应 式 光干涉式
热传导式 红外线吸 收散射式
原理
在Clark氧电极的基础上有人又设计了一 种阳极加热型经皮氧电极。
它利用加热丝加热皮肤至42℃~44℃，引 起皮下小动脉扩张，皮下血流量增加， 使得真皮上层的血液状况接近于动脉血 状况；
除了皮肤组织消耗的氧外，剩余的氧气 通过组织扩散到皮肤表面，可在皮肤表 面测得此氧分压来近似得到动脉血PO2。 此种电极多应用于新生儿、婴幼儿的氧 监测。
• 气敏电极 –溶解于溶液中的气体含量（如血液中的 O2 、 CO2 含量，因此又分为O2电极和CO2电极 ）
• 气体扩散电极 –直接测量混合气体中的可燃性或可氧化性气体
• 结构简单、选择性好、响应迅速 • 医疗、环境监测、工业生产
氧电极
• 动脉血中pO2与SO2具有不同的生理意义：pO2决定了肺泡的 换气效率；SO2表示每一电位体积血液中氧气含量。 –PO2以氧电极测量
CO2电极示意图
CO2电极的工作原 理是根据pCO2的对数 值在 1.3332~11.9988kPa 范围内与pH值成线 形关系，所以可用 pH电极间接得到pCO2。 其结构与Clark电极相 似，但工作电极为 pH电极，电解液含 HCO3－。
2.半导体气敏传感器
• 当半导体吸附某些气体分子（物理或化学 吸附）时，将产生电子迁移而使表面电导、 表面势垒或体电导发生改变，进而测得气 体浓度
烧结型 薄膜型 厚膜型 二极管气敏传感器 MOS二极管气敏传感器 Pd—MOSFET气敏传感器
（1）电阻式气敏传感器
• 基本原理
–是利用气体在半导体表面的氧化还原反应导致敏感元件 阻值变化而制成的。
–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物性自由扩散， 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（化学吸附）。 • 氧气等具有负离子吸附倾向的气体被称为氧化型气 体或电子接收性气体。 • 具有正离子吸附倾向的气体有H2、CO、碳氢化合物 和醇类，它们被称为还原型气体或电子供给性气体。
• pH测量范围7.0～7.4， 精度±0.01pH，响应 0.7min
钨 灯
监 测 基于光吸收的PH传感器 器
H+通过膜与酚红作用 使其酸化后入射光中 蓝绿光（560um）被
吸收，而红光（ 630um）不吸收
• I绿随PH变化，I（红）不随PH变化，该测量 方法测量血液中PH精度可以达到0.01PH
• （3）响应时间 –由ISE与参比电极接触试液开始到电动势达到稳定值（变化 <1mV）需要的时间。
参比电极稳定性、液接电势稳定性、被测离子浓度、溶液搅拌速度、敏 感膜的组成和性质、膜厚、膜面光洁度 共存离子：干扰 / 不干扰 离子
• （4）电极内阻 膜内阻、内充溶液和内参比电极的内阻
• （5）电极寿命
应用 测量溶液PH值：当敏感膜与溶液接触时， 在敏感膜 与溶液界面上感应出对H+的能斯特响应电位。
特点： • 输入阻抗高、输出阻抗低、频带范围宽 • 全固态结构，体积小，重量轻，机械强度大 • 水化时间短，响应速度快，一般小于1s • 可实现多功能化、集成化，并可实现批量生产 • 无须考虑敏感材料的导电性
利用化学溶剂与气体反应产生 的电流、颜色、电导率的增加 等
CO、H2、CH4、C2H5OH、 气体选择性好，但不能重
SO2等
复使用
利用与空气的折射率不同而产 生的干涉现象
与空气折射率不同的 气体，如CO2等
寿命长，但选择性差
根据热传导率差而放热的发热 元件的温度降低进行检测
与空气热传导率不同 的气体，如H2等
参考电极为阳极，工作 电极为阴极，两电极进 入试液中，并在二者间 加 上 0.6~0.8V 左 右 的 电压，经过一系列的氧 化还原反应，电路中有 电流产生，并且此电流 值 大 小 与 PO2 成 线 性 关 系，可以根据电流大小 计算出PO2的值。
Clark氧电极
Clark氧电极是一种较为稳定 的封闭式氧电极，它的阳极、 阴极和电解液与被测液被一 疏水透氧薄膜（如聚丙烯等） 隔开， 只让氧分子通过透氧 膜以及电解液薄膜层扩散到 阴极。其中阳极为Ag/AgCl电 极，阴极为铂丝。此电极的 灵敏度受此膜对被测气体的 渗透系数和膜层厚度决定， 它对CO2基本无响应。
• 灵敏度高，10-5～10-3，可检测出含量非常低的有毒气体 和可燃性气体
• 成本低、寿命长、结构简单 • 离散性大、稳定性及选择性差
典型的半导体气体传感器
SnO2 系气体传感器—可燃气体检测
Fe2O3
系气体传感器—城市煤气传感
Pd-MOSFET气体传感器—氢气传感器
半导体式气敏传感器
电阻式 非电阻式
类和浓度，转换器则将敏感膜感知的信息转换为电信号。 • 既具有离子选择电极对敏感离子响应的特性又保留场效应晶体
管的性能。
工作原理
MOSFET场效应管是利用金属栅上所加电压大小来控制漏源 电流的；ISFET则是利用其对溶液中离子有选择作用而改 变栅极电位，以此来控制漏源电流变化的。 待测溶液直接与绝缘膜或敏感膜接触，并在敏感膜界面上 产生依赖于特定离子活度的界面电势，进而使绝缘膜下的 半导体沟道的电导率发生变化，从而得出被测离子活度。
分类
按分子识别类型分：离子敏、气敏、湿敏、光敏
应用 医学上主要用于生化参数的检测，如血液中的pH值、
氧分压、二氧化碳分压、血红蛋白总数（Hb）、血氧饱和 度；血液中的电解质（钠、钾、钙、氯等离子）；代谢产 物（葡萄糖、肌酐、尿素）。
生物传感器信号换能器的组成部分。
主要内容
离子传感器（离子选择性电极、离子敏感场效 应管） 气敏传感器（电化学气敏传感器、半导体气敏 传感器、光导纤维气敏传感器） 湿敏传感器简介 化学传感器在医学中的应用
• 当氧化型气体吸附到N型半导体（SnO2, ZnO) 上，还原型气体吸附到P型半导体(CrO3)上 时，将使半导体载流子减少，而使电阻值 增大。
• 当还原型气体吸附到N型半导体上，氧化型 气体吸附到P型半导体上时，则载流子增多， 使半导体电阻值下降。
规则总结：
• 氧化型气体＋N型半导体：载流子数下降， 电阻增加
• 光敏感 • 瞬态响应速度 • 试剂的长期稳定性 • 动态范围有限
•纤pH传感器
用于血液pH值的检测 • 红光不被吸收，任何化
学变化可通过探测器接 收的光的变化表现 • 固定化试剂：
–pH指示剂苯酚红与聚丙烯酰胺 共价结合的微球
• 纤维素渗透膜：H+
离子传感器
离子传感器
离子选择 性电极
离子敏感 场效应晶 体管
离子选择性电极
• Ion Sensitive Electrode，ISE
• 离子选择性电极属于电化学传感器，它的 电位对溶液中给定的离子的活度的对数呈 线性关系。
• ISE与另一合适的参比电极插入被测溶液构 成化学电池，通过在零电流条件下测量两 电极间的电势差求得被测物质含量。
构造简单，但灵敏度低， 选择性差
由于红外线照射气体分子谐振 而吸收或散射量进行检测
CO、CO2等
能定性测量，但装置大， 价格高
生物医学中常用的气敏传感器
光导纤维 气敏传感器
电化学 气敏传感器
气敏 传感器
半导体 气敏传感器
1.电化学气敏传感器
当气体处在电极和电解质组成的电池中时，气体与电解质 反应或在电极表面发生氧化-还原反应，而在两个电极间 输出电压或电流，通过检测电压或电流即可得知待测气体 的浓度
• 还原型气体＋N型半导体：载流子数增加， 电阻减小
• 氧化型气体＋P型半导体：载流子数增加， 电阻减小
• 还原型气体＋P型半导体：载流子数下降， 电阻增加
(2)非电阻型半导体气敏器件
非电阻型气敏传感器，是利用MOS二极管 的电容—电压特性变化（ MOS二极管气敏 元件 ）；MOS场效应管的阈值电压的变化 （ MOS场效应管）；肖特基金属半导体二 极管的势垒变化进行气体检测（肖特基金 属半导体二极管）。
3.光导纤维气体传感器
是一种光纤传感器，属于非功能型； 也是一种化学传感器；
常 见 探 头 构 造 示 意
由于试剂和分析组分 之间的相互作用，引 起试剂相光学性质的 变化，由光导纤维把 这种变化的光信息传 输给检测器件，变换 为模拟电量。
图
• 体积小 • 无电击危险 • 对电磁干扰不敏感 • 不需任何参考电极
• ISE主要由敏感膜、内参比溶液、内参比电 极组成，敏感膜是其关键部件。
性能指标
• （1）选择性系数 –选择性能好坏，干扰离子和被测离子造成相同的电势变化 时，需要的离子活度的比值。
• （2）温度效应和等电势点 –影响电极响应曲线的截距和斜率。 –解决：温度补偿、调节内参比溶液组成来实现等电势点
• 可靠性与稳定性不理想 • 器件寿命短
气敏传感器
• 气敏传感器的定义：
–是能够感知环境中某种气体及其浓度的 一种敏感器件，它将气体种类及其浓度有 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。
气敏传感器的主要参数及特性
• 灵敏度：对气体的敏感程度 • 响应时间 ：对被测气体浓度的响应速度 • 选择性：指在多种气体共存的条件下，气敏元件区分气体种类的能力 • 稳定性：当被测气体浓度不变时，若其他条件发生改变，在规定的时
间内气敏元件输出特性保持不变的能力 • 温度特性：气敏元件灵敏度随温度变化而变化的特性 • 湿度特性：气敏元件灵敏度随环境湿度变化而变化的特性 • 电源电压特性：指气敏元件灵敏度随电源电压变化而变化的特性 • 时效性与互换性：反映元件气敏特性稳定程度的时间，就是时效性；
同一型号元件之间气敏特性的一致性，反映了其互换性
化学传感器通常指基于化学原理的，以化学物质成分为检测 对象，能将各种化学物质特性的变化定性或定量地转化为其 他有用信号的传感器。
化• 学原信理息可能是定量的，例如，样品特定组分(可能是原子、 分子这、类离传子感或器生主物要分是子利)用的敏浓感度材、料活与度被或测分物压质等中；的所离涉子及、的分样子 品可或以生是物固物态质、相液互态接或触气而态产。生的电极电位变化、表面化学反应 化学或信引息起也材可料能表是面定电性势的变，化例，如并，将某这种些化反合应物或是变否化存直在接？或或间存接 在时地是转否换超为过电一信定号的。量值。例如，烟道报警器。