传感器与检测技术 开卷简答题.docx

I、光生伏特效应如何产生？答:当先照射到距表面很近得PN节时,如果光能足够大,光子能$大于半导体材料得禁带宽度,子就能从价带沃迁到导带,成为自由电子。由于先生电子、空穴在力、散过程中会分别于半导体中将空穴、电子复台,因此我流子将寿命与扩散长度有关。只有PN结距表面将厚度小于扩散长度、才能形成光电流产生先生也动势。2、什么就就是压电放应?压电传感器有哪些？答:当某些晶体沿一定方向伸长或压缩时,在其表面上会产生电荷,这种效应成为压也效应。压电传感器有压也加速度传感器、压电谐板式传感器、声表面波传感器。3、当吸附膜就就是绝缘材料、导电体或金属氧化物半导体时5AW气敏传感器件锹感机理？答:当落腹就就是绝爆材料时,她吸附气体引起密度得变化,进而引起SAW延迟战报药器频率将偏移;当薄膜就就是导电体或金属氧化物半导体膜时,主要就就是由于导电率将变化引起SAW延迟或振荡器频率得偏移。4、简说马林一泽德(MaCh-ZChndCr)干涉仪得工作原理5、简述光纤传感器得优点？1. 具有很高得灵敏度2. 频带宽劲态花,由大3. 可根据实除情况做成各种形状4. 可以用很相近得技术感足构成传感不同物理量科传感心,这些物理量包括声场、磁场、压力、温度、加速度、转动、位移、液位、流量、电流、舞射等等。5. 便于与计算机和光纤传输系统相连,必于实现系统存遥测和控制6. 可用于高温、高压、强磁干扰、腐蚀等各种恶劣环境。7. 转构简单、体积小、虫萤轻、耗能少I,8. 相位跟踪系然就就是由什么组成得并简述她得功能？相位跟踪系统就就是由电路系统和光纤相位训制就如成得。1 .抵消任何不必要得大得低颇相位浮移,使干涉仪保持平街，2 .提供保证干涉仪在正交茯态下工作得和移。7、什么叫安时特性流过热敏电阻得电流与时间将关系,称为安时特性8、款值孔径得定义光从空气入射到光纤输入璃面时,处在某一角稚内得先统一旦进入光纤,就将被我留在纤芯中,此光推半角得正弦称为数值孔径9、什么叫绝对湿度在一定温度和压力条件下,单位体枳得足合气体中所含水蒸气得质量为葩对湿度10、光纤优点:1抗电磁干扰能力强2柔软性好3光纤集传感与信号传椅与一体用用她很容易构成分布式传感测量IK光纤分类：一功能型光强度调制型光相位调制型光偏振态调制型二非功能型光或位移传感器光纤温度传感器12、 光导纤维为什么能够导光?光导纤维有哪些优点？光纤式传感器中光纤科主要优点有哪些？答:先导纤维工作得基马就就是先得全内反射,当射入径光线存入射角大于纤维也层间得临界角时,就会在光纤将接口上产生全内反射,并在光纤内部以后得角度反反逐次反射,直至传递到另一端面。优点:a具有优良得传旋光性能,传导预耗小b频带宽,可进行超高速测近灵敏度和我牲度好C修在恶劣得环境下工作,能进行远距商信号得传送功能型光纤传感爵其光纤不仅作为光传播得波导,而且具有测受得功据。她可以利用外界物理因素改变光纤中光存强度、相位、偏振态或波长,从而对外界因素进行测量和数据传输。优点:抗也球干扰能力强;灵敏度高;几何形状具有多方面得适应性,可以制成任意形状得光纤传感器,可以制造传感各种不同物理信息得器件;光纤传感器可用于高压,电气噪声.高温,腐蚀或其她恶劣环境;而且具有与光纤遥测技术得内在相容性。13、 简述振幅型和相位型光纤传感器得原理。振幅型传感器用原理:待测得物理扰动与光纤连接得光纤敏感元件相互作用.充接调制光强，相位型传感器得原理:在一段单模光纤中传榆得相千光,因待测物理场得作用,产生相位训制。14、 简述半导体气敏器件得分类和她们符代表性被测气体分别就就是什么？分为电阻型和非电阻理两大类。电阻型可分为1）表面电阻控制型,其代表性被测气体为可燃性气体;2）体电阻控制型,其代表柱被测气体为乙芽、可燃性气体和氧气;非电阻型又可分为1）及面电位,其其代发性被测气体为破砧2）二级管拄流特性,其代表性被测气体为氮气、一氧化碳、乙醇3）晶体管特性,其代表性被测气体为氢气和硫化氢。15、 简述光纤传感器得优点。I）与其她传感器相比,她具有很需得灵敏度2）频带宽动态范围大3）可根据实际需要做成各种形状4）可以用很相近得技术息础构成传感不同物理量得传感器.这些物理量包括声场、磁场、压力、温度、加速度、转动（陀螂卜位移、液位、流量、电流、辆射等等5）便于与计算玩和光纤传枪系统相连,易于实现系统得遥测和控制6）可用于高温、高压、强电磁干扰、腐蚀等各种恶劣环境7）结构简单、体积小、生量轻、耗能少16、 什么就就是红限频率？答:光电效应能否产生,取决于光子得能量就就是否大于该物质表面得电子速出功.这意味着每一种物质邦有一个对应得光频网值。17、 电阻应变计产生温度误差得原因就就是？答:敏感桶金属丝电阻本身障温度发生变化。试件材料与应变丝材料科线膨联系数不一,使应变丝产生附加变形而造成得阻变化。18、 什么叫我性度？其定义为：传感器将检出一蛤入校准曲级与理论拟合直线之间得最大偏是与传感器满量在输出之比，称为该传感器将“非我性误差”或称“或性度”，也<,=±ai-×10()%称“非战性度”。通常用相对误差表示其大小：%19、 简说光电倍增管符工作原理。答;利用二次业子释放我应.将光电流在管内部进行放大。所谓二次也子释放我应就就是指高速电子拄击固体及面,再发貂出二次电子行现象，20、 简述温度补传方法有怦些？：(1)电桥补偿法。辅助测温元件微型计算机补偿法。(3)应变计自补偿法。(4)热敏电阻扑隹法。21、 电阻应变计产生温度误差得原因就就走？答乂1)敏感视金展拄电阻本身随温度发生变化。(2)试件材料与应变丝材料得线膨胀系数不一,使应变丝产生附加变形而造成得也阻变化。22、 简说光电倍增管得工作原理。答:利用二次电子锋放款应,将光电流在管内部进行放大。所谓二次电子群放效应就就足指高速电子撞击固体表面,再发射出二次电子得现象，23、 光纤传感器所具有得特点？A.与其她得传感器相比,她具有很高得灵钺度。B.领带宽动态范围大。C.可根据实际需要做成各种形状。D.可以用很相近得技术基础构成传感不同物理受得传感器。E.便于与计算机和光纤传输系统相连,易于实现系统得遥测和控制F.可用于右温、高压、强电磁波干扰、腐蚀等各种恶劣环境。G.结构简单、体积小、变曼轻、耗微少。24、 温度传感器从使用上分为什么？各自有何不同(I温度传毒器从使用上大致分文接触型和非接触型两大类,前者就就是让温度传感器直接与待测对象接触,后者就就是使温度传感器与待测对象离开一定距嬴检测从待测对象放射出得红外线,从而达利测温得目得。25、 简单简述下声波传感器简写SAW',就就是一种能量集中于媒质表面、沿表面传播、其振幅随深度呈指数衰减得弹性波,通常在压电晶体得及面设宣义指换能器(IDT)来激励和检测声波及面。SAvC得传感器主要得机理来达到检测物理量、化学量、和生物量得目得26、 应变式传照器与箕地类型传感器相比具有如下特点：测量范围广、料度高。性能稳定可鑫,使用存命长。(3)检率响应特性较好。(4)能在恶劣得环境条件下工作。(5)易于实现小型化、整体化27、 敷值孔径(NA)径定义及其公式。答:先从空气入射到光纤输人绢面时,处在某一角锥内将先战一旦进入光纤,就将被裁留在纤芯中,此光般半角©)符正弦称为敦值孔径。可导出NA=J"：-，,式中n1为错芯折射率,n2为赳层折射率。28、 晶体符压电效应和反向压电效应将定义。答:当某些跖体沿一定方向伸长或压缩时,在其反面上会产生电荷(束缚电荷),这种奴应称为压也投应。压电批应就就是可逆得.即品体在外业场得作用下要发生彩交,这种效应称为反向压电效应。29、 SAW气钺传感器选择性吸附膜褂要求就就是什么？答:首先,她需要对特定气体有灵敏得选择性和分辩料其次,性能应稳定可去；第三,要有较快得响应时间并易于解我恢复。30、 简述半导体热敏电阻得工作原理和主要特点。答:工作原理:由于热运动（如温度升高），栽流子克服装带宽度（或电需辍引起导也这种热跋迁使半导体我流于浓度和迁移率发生变化,引起电阻率值发生变化。（2）主要特点:灵敏度高体型小使用方便31、 半导体应变计有什么优点？（1） 灵敏度高。比金黑应变计得灵敏度约大50100倍。（2） 体积小.耗也省（3）由于具有正、负两种符号得应力效应,则可以用有正、负两种符号应力效应得半导体应变计如成同一应力方向得也桥两臂,提高灵敏度。（4） 机械滞后小,可测量静态应变、低频应变等。32、 简述谐振式传感器得优点答:以数字输出,不必经过A/D转换就可以方便将与计算机相连,组成高希度将测和控制系统功耗少、稳定性33、 简述半导体热敏也得工作原理答:由于热运动（矍如温度升高）,越来越多得战流于客服禁带宽度（或电离能）引起导电。34、 光电倍增管工作原理答:就就是利用二次电子释放效应,将光电流在管内部进行放大，所谓二次电子释放效应就就是指高速电子桩氐固体表面,再发对出二次曲子得现求。35、 热电型辅射传感器答:热电型辐射传感器就就是指由于辐射；引起无件温度得微小变化,导致电阳一类得物理量度得变化,而达到测温得目得。这类传感器一般与波长无关。热电型红外传感器得优点就就是使用方便,缺点就就是响应速度慢,天敏度低。36、 绝对温度和相对湿度答:两者将定义分别为：绝对湿度:在一定温度和压力条件下,单们体积将混合气体中所含水蒸气得质量为绝对湿度。相对湿度:相对湿度就就是指气体科绝对湿度与同一温度下达利饱和状态得绝对湿度得百分比。半导体球敏传感器答:半导体磁钺传感器就就是指电参效按一定规律施磁性量变化得传感器,常用得有隹尔传感器和磁敏也阻传感器。利用磁场作为媒介来检测位移、报动、力、转速、加速度、流量、电流、电功率等。可实现非接触测量,并且不从磁场中获取能量。38、 混滞回或答:湿度传感器在升温和降湿往返变化时得吸温和脱湿特性曲统不更合,所构成得曲爱叫湿潦回戏.39、 速度系数答:温度系数就就是反映温度传感器将感湿特征量一相对温度科性曲线随环境温度而变化得特征40、 先生伏特效应如何产生？答:当光照貂到距表面很近得PN节时,如果光能足够大,光子能量大于半导体材料得禁带宽度,电子就能从价带趺迁到导带,成为自由子。由于先生电子、空穴在犷散过程中会分别于半导体中用空穴、电子史合冏此战流子褂寿命与犷散长度有关。只有PN结距表面得厚度小于扩散长度,才能形成光电流产生先生电劫势。41、 模式去除器彳导作用？答:吸收几乎所有可能在光纤包层中传播得先,首先保证只有纤芯光才能到达变杉若中得光纤段,其次就就是保证吸收掉因采用变杉岩而过去包层中得任何舒芯光。42.纪书本P108图4、21简说萨格奈克(SagnaC)干涉仅得工作原理>43、 光电也应可分为哪三种类型,简单说明传感SS得原理弁分别列出以之为基础得光电传感器,，答:光电效应可分为：A外光电效应:指在先得照射下,材料中得包子逸出表面得现象。光业管及光电信增管均属这一类。她们用光电发射初,即光明极就就就是用具有这种特性得材料制造得。B.内光电放应:指在光得照射下,材料得业阻率发生改变得现象.光敏电阻即届此类。C.先生伏特效应:利用光势垒效应,光势生我应指在光褂照射下,物体内部产生一定方向得业动势。尤业池就就是基于光生伏特放应制成得,就就是自发电式有源器件。44、 简述光敏电阻得特点：灵明度高光语响应帝国宽体枳小重量轻机械强度高耐冲击抗过我能力强耗散功率大寿命长45、 箔式应变计与丝式应变计相比有什么优点？芬：工艺上能保证或栅得尺寸正确、或条均匀，大批量生产时,限值离激程度小。(2可根据需要制成任意形茯得箔式应变计和微型小基长得应变计。敏感树效面积为矩形,表面积大,散热好,在相同截面情况下能通过技大得电流。(4)厚度薄冏此具有良好得可挠性,她得扁平状箔树有利于形变得传递。场变小,疲劳寿命高。6横向效管小。(7)便于批量生产,生产效率高，46、 应变计得零浮得定义以及产生率漂得原因？答:恒定温度下,枯贴在试件上得应变计,在不承受板荷符条件下,电阻施时间变化将特性称为应变计得零源。孽深得主要原因就就是,钺感神通过工作电流后得温度效应,应变计得内应力逐渐变化,枯按剂固化不充分等。47、 应变计温度误差产生得原因？答:产生温度误得原因有两点：敏感柢金属丝电阻本身版温度发生变化。试件材料与应变丝材料得线膨胀系款不一,就就是应变丝产生附加变防而造成得电版变化。48、 对光电器件灵敏度得理解？答:光电器件时辐射通量存反应成为灵敏度,也成为响应。反应用电压或电流表示,对可将先常用得有流明灵敏度和勒克斯灵敏度。流明灵敏度SIm=光电流（八）/光通量（Im）勒克斯灵敏度S1.X=光电流（八）/受光面照度（49、 什么就就是传照器得灵敏度灵敏度就就是描述传毒器得枪入量（一般为也学量）时榆入量（一般为非电学量）敏感程度将特性参数。其定义为:传感器得变化值和相应将被测量（输入量）褂变化侦.之比,用公式表示为：K（X）=给出量得变化位/检入量得变化值=AWax50、 无,炊应可分为哪三种类型.简单说明传感器得原理并分别列出以之为基础得光电传感器。答:光电放应可分为：a）外充电效应:指在光得照射下,材料中将电子递出表面将现象。光电管及先电倍增管均属这一类。她们得光电发射机和光明极就就就是用具有这种特性得材料制造符。b）内光电效应:指在光得照射下,材料符电阻率发生改变得现求。光敏也也即届此类。C)先生伏料效应:利用光势空效应,光势星效应指在先得骐射下,物体内部产生一定方向得电动劳。光电池就就是基于先生伏特效应制成得,就就是自发电式有源器件。51、 应变式传感器与其他类型传感器相比具有如下特点：测量范围广、度高。性能稳定可去,使用寿命长。频率响应特性较好。(4)能在恶劣得环境条件下工作。(5)易于实现小型化、整体化52、 简说热释电败应答:当一些晶体慢热时,在晶体两端将会产生教量相等而符号相反得电荷。这种由于热变化而产生得电极化现象称为热择电效应.>通常,晶体自发极化所产生得先搏电荷被空气中附集在晶体外表面得自由电子所中和,其自发极化电矩不能显示出来。当温度变化时,晶体结构中将正、负电荷重心产生相对位移,晶体自发极化但就会发生变化,在晶体表面就会产生电荷耗尽。53.什么就就是弹性敏感元件。答:传感器中由弹性材料制成科敏感元件。在传感器得工作过程中常采用弹性敏感元件把力、反力、力矩、推动等被测参量转换成应变量或位移亚,然后再通过各种转换元件把应变量或位移量转换成电量。54、 什么就就是热群电效应？答:由于温度得变化,热择电晶体和压也网吏等会出现结构上得电荷中心和对位移,使她们将自发极化搔度发生变化,从而在她们得两端产生并号科束母电荷，这种现象称为热释也效应。55、 金属式应变片和半导体式应变片在工作原理上有什么不同？答:金属应变片就就是通过变形改变丝栅得几何尺寸,而她用电阻率一般不变,半导体应变片就就是乐于压阻效应而工作存、就就就是说沿半导体晶轴得应变,使她将也阻率有很大得变化,从而产生电阻变化。56、 什么就就是屯桥补偿法？在被测试件上安装一工作应变计,在另外一个于被测试件得材料相同,但不受力得扑偿件上安装一补储应变计。补器件于被测试件处于完全和同用温度场内。测$时,使两者接入电桥行相邻符上.由于补俟片RIJ就就是与工作片R1.完全相同得,且都贴在相同得送件上,并处于相闷得温度下,这样,由于温度变化使工作片产生得电阻变化t与补俵片得电阻变化RW相等,因此.屯桥裕出U,r与温度无关,从而补偿了应变计得温度谈是。57、 简要说明光电倍增管得工作原理。光阴极在光子作用下发射电子,这些电子被外电场（或磁场）加速,聚焦于第一次极C这些冲击次极得也子能使次极锋放更多得电子,她们再被聚焦在第二次极。这样,一般.经十次以上倍增,放大倍数可达到1081010。靛后,在高电位得阳极收集到放大了得先电流。怆出电流和入射光子数成正比。58、 简要说明尤电式传感器得应用和挣点：光电传感器就就是将光信号转化为电信号存光敏器件,可用于检测先接引起光强变化得非1,如光强,辐射测滤气体成分分析等,也可用于测量能转换为光量变化得其也非电量.如零件线度,表面粗枯度,位移,速度,加速度。具有非接触,相应快,性能,可靠等优点。59、 什么就就是传感器？答:传感器就就是与人得感觉器官相对应得元件。微够感受规定得被测量并按照一定将规律转换成可用的出信号存器件或装乳,通常由敏感元件和转换元件组成.60、 什么就就是本漂和炼变？答:恒定温度下,枯贴在试件上得应变计,在不承受俄荷得条件下,也限他时间变化得特性称为应变计得零深。零漆器主要原因就就走,敏感栅通过工作电流后得温度故应,应变计得内应力逐渐变化,粘接剂同化不充分等。粘贴在试件上得应变计,保持温度恒定,在京一恒定相城应交长期作Jf1.下，指示应变随时间变化得特性,称为应变计得场变。拈合剂褂选用和使用不当,应变计在制造过程中产生得内庖力等,就就是造成应变计产生端变得主要原因61什么就就是光电我应？答:半导体材料褂电学特性爻到先得照射而发生变化°光电效应分为外光电效应和内光电盘庖,内光电放应又分为光电导效应和光生伏特效应。62、 简述无我电阻得结构原理，答:光钺电阻将工作原理就就是感于光电导放应:在无光照时,光做电阻具有很高得阻值;在有先照此党光子得能卷大于材料条带宽度,价带中得电子吸枚光子能使后跃迁到导带,激发出可以导电得电子-空穴对.使电阻降低;无线越强,激发出得电子-空穴对越多，电阻值越低;光照停止后,自由电子与空穴笑台,导电性能下降.电阻恢发原值。63、 简述应变计对粘贴剂科要求。答:有一定得拈转强度。能准确传递应变。场变小。机械滞后小。耐疲劳性能好。具有足够得稳定性能。对弹性元件和应变计不产生化学腐蚀作用。有适当得储存期,应有较大科温度使用范国。64、 传感粉技术发展迅速得原因答:电子工业和信息技术促进了传感器产业科相应发展政府对传感器产业发展提供资助并大力扶植(3)国防、空间技术和民用产品有广大得传感器市场(4)在许多南斯技术领城可荻得用于开发传感器得理论和工艺65、 干涉型光纤传感器得氐本原理?答:干涉型光纤传感器得基本机理就就是:在一段单模光纤中传输得和干光，因特测能t场得作用,而产生相位调制。66、 相位跟踪系统得功能？答：（1）抵消任何不必要得大得低筑杏味漂移,使干涉仅保持平衡；提供保证干涉仪在正交状态下工作将相移。67、 什么就就是温度系数？答:温度系数就就是反映湿度传感粉得温度特征萤-相对湿度特征曲线施环境温度而变化得特征。68、 半导体气敏器件得分突？答:目前研究和使用得半导体气敏器件大体上可分为电阻式和非电阻式两大美。电也式又可分成表面控制型和体电阻控制型.非电阻式又可分为利用表面电位符、二极管整流特性得和晶体管特性得三种。69、 温度传感器得分类？答:温度传感器从使用上大致可分为接触型和非接触型两大类,前者就就悬让温度传感器直接与待测对象接触,后者就就是使温度传感器与待测对象离开一定距离.检测从待测对象放射出得红外战,从而达到浏温得目得。70、 解择弯曲损耗？答:弯曲损耗有两种类型。一种类型就就是由整根光纤以绐定尺寸舜半役零曲所引起得,如把光纤烧在卷筒上可能引起得损耗。另一种类型称为缀弯损耗,就就是由于纤芯轴线方向得越机变化引起得。地就就是由外力、纤芯或包层得不完整性、纤芯一包层界面得波动、微小将疵点等原因造成得。71、 什么就就是¢,阻应变奴应？就就是指金勒导体得电阻在导体受力产生变形（伸长或缩短）时发生变化得物理现交.当金属电阻丝受到轴向拉力时,其长度增加而横枝而变小,引起电阻增加。反之,当她受到轴向压力时则导致电阻减小72、 内光电效应分为几种,简述她们产生存原因？光电导效应:入射光强改变就就是物质导电率将物理现象叫光电导效应先生伏特效应:半导体材料吸收光能后,在PN节上产生电动势得效应。73、 1居依法得优点：35页74、 2、光敏电阻得优点：65页75、 3、说出光电二极管得任意一种工作状态：71页76、 4什么就就是光电导效应：53页77、 5什么就就是选择式自朴偿应变计33页78、 1,什么就就起传感器得灵敏度灵敏度就就是描述传感器得檎入量（一般为也学童）对榆入量（一般为非电学量）敏感程度得料性多数。其定义为:传感器得变化值和相应褂被测量（输入量）舜变化侦.之比,用公式表示为K(X)=输出萤得变化值/输入萤得变化值=AyAX79、 为什么PN结会产生光伏特效应光照到PN结上时,如果无微足够大,光子微量大于半导体材料将禁带宽度,也子就能够从低价带跌迁到导帝,成为自由电子,二价带则相应成为自由空穴。这些电子-空穴对在PN然将内部电场作用下,电子被推向N区外例,空穴被推向P区外侧,使N区带上负电,P区带上整点。这样N区和P区之间就产生存电位差,于就就是PN姑两侧便产生了先生电动势。80、 什么就就是传递函款?在数学上得定义就就是什么？答:Gc=bnsm+bnn+M+,外"+4-1尸+.+约+%初始值为本时,输出受得拉氏变换与输入量得拉氏变换之比。81、 传感器存在灵敏度界限得原因？芬:一个就就是输入得变化量通过传感器内部被吸收,因而反应不到输出端上去。第二个原因就就是传感痣输出存在噪声。82、 简述相位限琮系统科功能答:相位跟踪系统得功微抵消任何不必要得大得低频相位漂移,使干涉仪保持平衡提供保证干沙仪在正交状态下工作得相移、相位跟踪系统和光纤相位调制名组成。83、 分别说明接触型半导体传感器中半导体热敏电阻、PN转型热敏器件、PN集成温度传感器、半导体光纤温度传感器得优块点。答:半导体热钝业阻料点:灵敏度高,小缘使用方便抉点:互换性和超定性还不够理想,非畿性产我不可在高温下使用(2)PN结型热敏器件优点:体枳小,反应快技性较好,价格低廉，用途:电子仪器和家用电器得过热保护,简单用温度泉示和控制局限:只能用来测量150摄氏度以下得温度集成温度传感器反温度传感器与后续得放大器等用集成化技术制作在同一世片上而成得,集传感与放为一体科功能器件。优点:线性关系,精度高,仅用方便。(4半导体光纤温度传感器优点:抗干扰性好,也轻,能量损失小。84、 光电管得频率响应就就是什么？答:光电管得频率响应就就是指,一定频率符刑制光照射时,光电管带出得光电流(或负战上得电压)健甄率得变化关系。85、 感湿灵敏度定义。在某一相对湿度范围内,相对湿度改变1%R1.1.时,湿度传感器感湿料性征量将变化值或百分率为感湿灵敏度,简称灵敏度,又称湿度系数。86、 简述压电谐振传感器工作原理。压电谐板式感器就就是利用压电晶体谐振名得共振率随被测物理量变化进行泅量得87、 什么就就是传感器？传感器由哪三个部分如成？答:传感器就就足一种以一定得精确度把被测量转换为与之有确定对应关系得便于应用用某种物理量将测量装优。传感器科如成：敏感元件直接感受被测量（非电量）能产生有确定关系得输出萤传感元件又称为变换器,一般情况她不直接感受被测2,而就就是将敏感元件存输出量转换为电量输出得元件。交换电路能把传感元件输出存电量转换为便于处理、传输、记录、显示和控制得有用电信号将电路。88、 什么就就是品体压电效应?请举例说明。答:当某些品体沿一定方向伸长或压缩时,在其表面上会产生电荷.这种奴庖称为压电效应。一些跖体当不受外力作用时,晶体径正负电荷中心相史合,单位体枳中得电距等于本,晶体对外不呈现极性,而在外力作用下晶体形变时,正向电荷得中心发生分离,这就就是单位体枳褂电锯不再等于零,1ft体表现出极性。另外一些晶体由-J1.具有中心对称得结构.无论外力如何作用,晶体正负业荷符中心总就就是史合在一起冏此这些晶体不会出现压电效应。89、 什么就就是声友面波?SAw传感器主要有那些特性？答:声表面波就就是一种加量集中于媒质表面、沿表面传推、其振幅随深度指我衰减上网弹性波。SAVC传感痣具有分辩率高、灵敏度搞、可哀、一致性好、制造简单等优点,而且由于她符合教字化、集成化和高精度将发展方向,国际上对其研究和开发十分史祝就就是当代传感痣得史雯支柱之一。3）、光敏电阻中什么就就悬光电流,什么就就是亮电流.什么就就是哈电流？答:在温室条件下,光敏也阻在全暗后经过一定时间测将得电阻值为哈电殂,此时给定工作电压下流过光敏电阻得电流为哈电流。光敏电阻在某一光照下径阻值,称为该光照下科亮电阻,此时流过科电流为亮电流C亮也流与暗电流得差为光电流。91、 简述光敏也限得结构原理？答:光敏电阻得工作原理就就是出于光电导也应:在无光照时,光敏电阻具有很高得而阻值;在有光照时,当光子得能量大于材料禁带宽度,价带中得电子吸收光子能量后跃迁到导带.激发出可以导电得电子-空穴对,使电阻降低。92、 简要分析存在灵敏度界限得原因,并举例说明。(5分)答:一就就是输入得变化量通过传感器内部被吼收,反应不到输出沸上去,即内部损耗了。二就就是传感器给出存在噪声.如果传感器得榆出位比噪声也平小,就无法杷有用信号和噪声分开,如果不加波起码得输入伍就就是得不到有用得输出值得。93、 传递函数有哪些功用？(5分)箱传递的数得功用之一:在方块图中用作表示系统将图示符号。(2)另一方面,当组成系统将各个元件或环节科传递函数已知时,可以用传递函数枭确定该系统符总特性,可用单个环节得传递函数得乘积表示系统将传递函数。(3)对于发杂系统得求解，我们可以将其化成简单系统褂组合，其解则为简单系统解得蛆合。94、 按传播模式分类,光纤有几种类型,她们得定义分别就就是？:单模光纤:通常就就是指阶跃型光纤中得纤芯尺寸很小、光纤传播得模式很少、原则上只能传送一种模式将光纤。(2):多模光纤:通畲就就是指阶跃型光纤中得纤芯尺寸较大、传播得模式很多得光舒.3、数值孔拄得定义,公犬以及她得意义？定义:先从空气入射到光纤输入端面时,处在某一角锥内得光纤一旦进人光纤,就将被我留在纤芯中。此时作半角得正弦称为数值孔径。公式：NA=4-M意义:无论光源发射功率有多大,只有20张角之内得先功率被光轩接受传播。95、 湿度得定义？葩对湿度:在一定温度和小力条件下,单位体积得泥合气体中所含水蒸气得质量为绝对湿度，相对湿度:指气体得篦对湿度与同一温度下达到饱和状态将绝对湿度得百分比。霭点湿度:保持压力一定而降温,使泥合气体中得水蒸气达到饱和而开始结彩或结霜时得湿度。96、 弯曲损花卉怦两种类型？哪种光纤就就是根据光纤弯曲时纤芯中得光注入包层科原理研制成科。一种就就是桀根光纤以给定尺寸得半径弯曲引起得二就就是由于纤芯轴蝶方向得1.机变化引起得微弯光纤传感器.97、 外是检测得优点就就是？答:对"光强度波动和低频噪声不敏感。98、压电谐振式传感器有哪五种?冬:应变敏感型,热敏感型,声钺感型,质量敏感型,回转敏感型99、 简述光电池将工作原理。答:硅光电池就就是在N型硅片中掺入P型杂质形成一个大面积得PN结,上电极为栅状受光也极.下电极为衬底铝电极。栅次电极能减少电极与光钺面得接触电限,增加透光面积，其上还蒸镀抗反射展,既减少反射捡丸又时光电池其保护作用。当光照射到PN结上时,如果在两电机间串接负战电叫则电路中便产生了电流。100、 先生伏特效应如何产生？答:当光照射到距表面很近得PN节时,如果光能足够大,光子能量大于半导体材料存禁带宽度、电子就能从价带跃迁到导带.成为自由电子。由于先生电子、空穴在力、散过程中会分别于半导体中将空穴、电子复合,因此我流子将寿命与力'散长度有关。只有PN站距表面得厚度小于打散长度.才能形成光电流产生先生电动势。IO1.什么叫安时特性流过热敏电阻得乱流与时间得关系,称为安时特性102、简述半导体气敏器件得分类和她们得代表性被测气体分别就就是什么？分为电阻型和非电阻型两大类.电阻型可分为1）表面电阻控制型,其代表法被测气体为可燃性气体2）体电阻控制型,其代表性被测气体为乙酹、可燃性气体和乳七非电阻型又可分为1）表面电位,其其代表性被测气体为破醉;2）二级管整流特性,其代表性被测气体为氢气、一氧化碳、乙呼3）晶体奇特性,其代发性被测气体为氮气和硫化氮。设计题（20分,每个10分）I.依据巳学知识设计一光纤位移传感器（要求画出推架图,并解择位移与输出信号得关系）2 .依据已学知识设计一钟加速度传感器（要求画出结构图并注明所用得效感元件）M«e3 .用所学知识设计出一种压力传感若,说明她得工作原理？P1.03图4、10光纤测压传感SS或者P151图6、261»4 .光纤干涉仪有较高得灵钺度,具有非常大彳导动态范闽等优势。利用集成电路技术和目前将电光技术起来,请国出集成得迈克尔逊（Michc1s。0干涉仪,并写出具体部件。5 ,依据巳学知识设计一语蒸发膜湿度传感器（标明电极）图见书本PI87页6 .用热释电传感器设计一个热释电报警器？7 .CCD用像传感器将工作原理？8 .依据已学知识设计一容爵内液体变2传感器9 .依据已学知识设计一种热棒电传感器（要求向出结构图并注明所用得敏感元件）10 .舟出您所认知得一种光电式传感；8,要求注明结构如图就就是光电管11 .设计微穹光纤传感窸IZ页12 .依据巳学知识设计一种筒式压力传感器（要求画出结构图并注明所用得敏感元件）13 .依据已学知识设计一应变式感器（要求离出结构图并注明所用符敏感元件）应变电阻1和4沉积在杆得凹面处应变电阻2和3沉积在杆得凸面处M.依据巳学知识,设计一个用层动变出式加速度传感器来测量某测试台平台推动得加速度（只画出原理图）15. 依据所学知识,设计一种实现f）相关检测传感器（只施出原理困）16. 依据已学知识设计一种零差法检测科光纤相位传感名（要求只豳出枢架图）17. 依据已学知识设计一光纤磁传感25（要求画出框架图,弁解释位移与带出信号将关系）答:书本P121,图4、3818. 依据巳学知识设计一种位移传感器(要求画出结构图并注明所用得被感元件)(5分)P1.O1图4、7（八）所示计算题(10分)1 .对于纲材v=5000ms,若要C=1%时,对1.=Imm得应变计,其允许符最高工作频率多大？答：f=v(6e)',7111.=5X1O6×(6×0.01),z2/(11X1)=390kHz2 .某温度传感器件性方程为20dy/dt+5y=0、15x,M中y为检出也用(mV),X为输入温度('C),求该传感器径时间常数和棉本灵敏度k用石英晶体加速度计及电荷放火器测量机粉得振动,已知:加速度计得灵敏度为5pCg,电荷放大灵敏度为5OmvpC,当机器达到最大加速度值时相应得输出电压幅值为2V,试求机器将振动加速度。(g为史力加速度)解:由邈意知,推动测量系统(压电式加速度计加上电荷放大器)得总灵钺度K=KI*K2=5pCg*5OmV/pC=250mVg=Ua式中U为输出电压,a为振动系数符加速度C当输出电压为2V时,提动加速度为a=U/K=2*10A3250=8(g)3 .已知均匀光纤得折射率为尸1、50.相对折射率差为/=0、01,纤芯半径为a=25W,试求:该光纤1.Ps模存故止波长。若>=1试计算光纤存归一化低止频率V及其中传输得模数量N各等于多少。（8%）由./=3二%=0、01,可得»1（3分）（3分）（3分）。分）%=1、485f=ynt2-t,2=11、28"？V=等JU=27、14HzV2N=36824 .已知某二阶系统传名得自报频率品=IOkHZ,阻尼比W=0、5,若要求传感器得输出语值误差小于5%,试确定该传感器将工作频率范围，5 .某压电加速度传感器符电容为CS=100PF,电荷灵敏度Kq=2、5pCg4）求压电加速度传感器得电压爻敏度;外接电缆和示波器组成一个测量系统,电电容CC=100PF,示波器符输入阻抗为Ri=100MC和并联电容为Ci=5OpF,如测量系统允许得幅值误差,为5%,放低可测领率就就是多少？6 .根据一阶（惯性）系统得传递函数:与2=G（三）=J,求冲激响应。X（三）5+1.7 .答:设输入信号为6函数，即:刎=。二。错误!未定义书签.且*，）力=I错误!未定义书筌.根据拉普拉斯变化：X（三）=1.M（）=1*MERGEFORMAT错误!未定义书签.（1、3）所以：Y(三)=G(三)X(三)=G(三)=k!rs+1/r错误!未定义书签.y()=r1.(y)=÷8 .6、2-5一应攵H的电用,1N,K-2O5.用作应受力SooMnI1.n的传蛾元件.(1.)«RrjR-R:(2)电源电fEUj3V.未乂君斯iMI©电桥的尊瞥勤出电压U.?R解；由K=c.»RU.-SooHIn.ta->F-=KC=2.05X-三164x10R10*>mWR=164>1.(3mR=164-10-j>1200=0197乂*阳电氏为q=幺.竺=3XIa)(IoT=1.23XKrJ(Fj，*44'-123(InV)9 .7、频率响应特性可由频率响应函我表示。设榆出信号Xg=Sins1.X（t）=3/$2+t1.>2求稳态响应。Y(三)三k/(s÷1)(S2+2)求变换其中=-arctan3度定响应y(t)=kSin(t+)(1.+z2)此时USC=0、当有AR1.时,求电桥输出电压？答:因为USC=U“R、“RiRiRRy设n=裳,起始电桥处于平衡状态,所以学=鲁略去分母中得竺项,得A1.A1.A3A1.,r,rn?!Use=U7()+11)r'根据上用所示,已知此电路为直流,电桥,R1.=1.,R2=2,R3=3,求R4?11. 对于纲材应变波速就就是5000%若要相对误差就就是1%。对1.=1mm得应变计,其允许将最高工作得频率就就是？F=-6×0.01.=×)khz1112. 已知