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1、传感器原理及应用试题库传感器原理及应用试题库(2)粘贴在试样上的应变仪保持温度恒定。在恒定机械应变的长期作用下，它表现出应变随时间变化的特性，称为应变计的蠕变。胶粘剂的选择和使用不当以及应变仪制造过程中产生的内应力是应变仪蠕变的主要原因。61， 什么是光电效应？ A:半导体材料的电学性质在受到光照射时会发生变化光电效应分为外部光电效应和内部光电效应，内部光电效应分为光电导效应和光伏效应。62， 光敏电阻的结构和原理简介 A:光敏电阻的工作原理是基于光电导效应:在没有光的情况下，光敏电阻具有很高的电阻。当有光时，价带中光子的能量大于材料的禁带宽度，价带中的电子吸收光子能量，然后跃迁到导带，激发一

2、个能导电的电子-空穴对，从而降低电阻；光线越强，激发的电子-空穴对越多，电阻值越低。停止照射后，自由电子和空穴重新结合，电导率下降，电阻恢复到原来的值。63， 胶粘剂应变仪要求简介 A:有一定的结合强度能准确传递应变小蠕变机械滞后很小良好的抗疲劳性具有足够的稳定性它不会对弹性元件和应变仪产生化学腐蚀。有一个适当的储存期应该有更大的使用温度范围64， 传感器技术快速发展的原因 A: (1)电子工业和信息技术促进了传感器工业的相应发展(2)政府为传感器工业的发展提供财政支持并大力扶持(3)国防、空间技术和民用产品有广阔的传感器市场(4)在许多高技术领域发展传感器的理论和技术(65， 干涉式光纤传感

3、器的基本原理？ A:干涉式光纤传感器的基本机制是，在单模光纤中传输的相干光由于要测量的能量场的影响而产生相位调制 66和 相位跟踪系统的功能是什么？ A: (1)抵消任何不必要的大低频香味漂移，以保持干涉仪平衡；(2)提供相移以确保干涉仪工作在正交状态什么是温度系数 67和 ？ 46 a:温度系数是反映湿度传感器的湿度特征量-相对湿度特征曲线随环境温度变化的特征 68和 半导体气体传感器的分类？ 答:目前研究和使用的半导体气体传感器可大致分为电阻型和非电阻型电阻型可分为表面控制型和体电阻控制型非电阻型可分为三种类型:表面电位型、二极管整流型和晶体管型 69和 温度传感器的分类？ a:温度传感器

4、在使用中大致可分为接触式和非接触式。前者使温度传感器与被测物体直接接触，而后者使温度传感器与被测物体保持一定距离，检测被测物体发出的红外线，从而达到温度测量的目的 70， 解释弯曲损耗？ 答:有两种类型的弯曲损耗一种类型是通过在给定尺寸的半径处弯曲整个光纤而引起的，例如将光纤缠绕在卷轴上可能引起的损耗。另一种称为微弯损耗，它是由铁芯轴向的随机变化引起的。它是由外力、纤芯或包层缺陷、纤芯-包层界面波动、微小缺陷等引起的。什么是 71和 电阻应变效应？ 是指金属导体在应力作用下变形(伸长或缩短)时，其电阻发生变化的物理现象。当金属电阻丝受到轴向张力时，其长度增加，横截面变小，导致电阻增加。另一方面

5、，当它受到轴向压力时，它将导致阻力降低72和 。光电效应分为几种类型，并简要叙述了其产生的原因？光电导效应 :入射光强度的变化是一种材料导电性的物理现象，称为光电导效应光电导效应:半导体材料吸收光能后电动势对PN结的影响73，74，75，76，77，78，1年差分法的优点:35页2。光敏电阻的优点:65页 3。说出光电二极管的任何工作状态:71页4什么是光电导效应:53页5什么是选择性自补偿应变仪33页1，传感器的灵敏度是多少 47 灵敏度是描述传感器的输入量(通常为电量)对输入量(通常为非电量)的灵敏度的特征参数它被定义为传感器的变化值和相应的测量(输入)变化值之间的比值，由公式 K(x)=

6、输出变化值/输入变化值=y/x 79， 表示为什么当 照射在PN结上时PN结产生光伏效应，如果光能足够大并且光子能量大于半导体材料的禁带宽度，电子可以从低价位带跃迁到导带在PN结内部电场的作用下，电子被推到n区的外面，空穴被推到p区的外面，因此n区带负电，p区正好是点状的这样，在n区和p区之间产生电势差，因此在PN结的两侧产生光生电动势80， 什么是传递函数？数学定义是什么？ bmsm？bm？1sm？1？b1s？B0 a: G (s)=nn？1个？安？1？a1s？当a0的初始值为零时，输出拉普拉斯变换与输入拉普拉斯变换之比为什么81和 传感器有灵敏度限制？ A:一个是输入变化通过传感器被吸收，

7、所以它不能对输出作出反应。第二个原因是传感器输出中的噪声。 82，相位跟踪系统功能简述 a:相位跟踪系统功能: (1)抵消任何不必要的大低频相位漂移，保持干涉仪平衡 (2)提供相移，确保干涉仪工作在正交状态。组成了相位跟踪系统和光纤相位调制器。 83和 分别说明了半导体热敏电阻、PN结热敏电阻 、PN结集成温度传感器和半导体光纤温度传感器在接触式半导体传感器中的优缺点 a: (1)半导体热敏电阻 灵敏度高，体积小，使用方便 缺点:互换性和稳定性不够理想，非线性严重，不能在高温下使用；(2)pn结型热敏电阻 具有体积小、响应快、线性好、价格低等优点。 的应用:电子仪器和家用电器的过热保护、简单的

8、温度显示和控制限制:只能用于测量低于150摄氏度的温度(3)集成温度传感器 抗温传感器和后续放大器在同一衬底上集成技术制成，是集成传感和放置的功能器件。 48 线性关系好，精度高，使用方便。(4)半导体光纤温度传感器 具有抗干扰性好、薄、重量轻、能量损耗小的优点。 84和光电池的频率响应是什么？ A:光电池的频率响应是指当照射某一频率的调制光时，光电池输出的光电流(或负载上的电压)与频率之间的关系。85， 湿度灵敏度定义 在一定的相对湿度范围内，当相对湿度变化1%相对湿度时，湿度传感器的湿度传感特性的变化值或百分比就是湿度传感灵敏度，称为灵敏度，也称为湿度系数86，压电谐振传感器工作原理简介

9、压电谐振传感器是测量压电晶体谐振器谐振频率随测量物理量变化的87和 传感器。传感器的三个组成部分是什么？ A:传感器是一种测量装置，将测量数据转换成一定的物理量，并有明确的对应关系，使用方便。传感器的组成: 个敏感元件-输出传感元件，直接感应测量(非电量)并能产生确定的关系-也称为转换器。通常，它不直接感测测量的输出，而是将敏感元件的输出转换成电量输出元件 转换电路-能够将传感元件输出的电量转换成便于处理、传输、记录、显示和控制的有用电信号的电路88， 什么是晶体压电效应？请举例说明。 答:当一些晶体向某个方向拉伸或压缩时，它们的表面会产生电荷。这种效应被称为压电效应。当一些晶体不受外力影响时

10、，晶体的正负电荷中心相互重合，单位体积的电距离等于零，晶体不向外界显示极性。然而，当晶体在外力作用下变形时，正负电荷中心分离。这是因为每单位体积的电锯不再等于零，晶体显示出极性。其他晶体具有对称结构，无论外力如何，晶体的正负电荷中心总是重合的，所以这些晶体不会有压电效应。89， 什么是表面声波？声表面波传感器的主要特点是什么？ a:表面声波是能量集中在介质表面的弹性波，沿表面传播，其振幅随深度指数 49 衰减声表面波传感器具有分辨率高、灵敏度高、可靠性好、一致性好、制造简单等优点。此外，由于它符合数字化、集成化和高精度的发展方向，国际社会非常重视其研发，是当代传感器的重要支柱之一。90和 光敏

11、电阻中的光电流、亮电流和暗电流是什么？ A:在温室条件下，完全黑暗后一定时间后，光敏电阻测得的电阻值为暗电阻，此时在给定工作电压下流经光敏电阻的电流为暗电流 光敏电阻在一定光照下的电阻值称为该光照下的亮阻，此时流过的电流即为亮电流。 亮电流和暗电流的区别是光电流91， 光敏电阻的结构和原理简介？ A:光敏电阻的工作原理是基于光电导效应:在没有光的情况下，光敏电阻具有很高的电阻。当有光时，当光子能量大于材料的禁带宽度时，价带中的电子吸收光子能量，然后跃迁到导带，导带激发能导电的电子-空穴对，从而降低电阻。92和 简要分析了灵敏度极限存在的原因，并给出了实例(5分) a:首先，输入变化通过传感器吸

12、收，不能在输出端反映出来，即内部损耗其次，传感器输出中有噪声。如果传感器的输出值小于噪声水平，则有用信号不能与噪声分离。不加上最小输入值，就不能得到有用的输出值。 93和 传递函数的功能是什么？(5分) a: (1)传递函数的一种函数:它被用作一种图形符号，在方框图中表示一个系统。(2)另一方面，当系统的每个部件或环节的传递函数已知时，传递函数可以用来确定系统的整体特性，单个环节的传递函数的乘积可以用来表示系统的传递函数 (3)对于复杂系统的解决方案，我们可以将其转化为简单系统的组合，而该解决方案是简单系统解决方案的组合。94和 根据传播模式分类。有几种类型的光纤。他们的定义是什么？ (1):

13、单模光纤:通常指纤芯尺寸小，光纤传播模式少，原则上步进式光纤只有一种光纤传输模式的光纤。(2)多模光纤:一般指纤芯尺寸大、阶梯光纤中传播模式多的光纤 50 1:填写问题(每空1分) 1。根据传感器的工作原理，传感器由三部分组成:敏感元件、转换元件和测量电路 2。半导体应变仪广泛应用于体型、薄膜型、扩散型、外延型等。3.光电传感器是一种光敏元件，它将光信号转换成电信号。根据光电效应，可分为 外部光电效应、内部光电效应和热释电效应4.明电流和暗电流之间的差异被称为光电流 5。光电池的工作点应选择在光电流与阳极电压无关的饱和区 6。为了减少线应变传感器设计过程中的横向效应，可以采用线栅应变计 和箔应

14、变计的结构。 7。反射式光纤位移传感器在位移-输出曲线的前斜率区域具有线性关系，在后斜率区域具有与256199距离的平方成反比的关系 8。根据三种类型的热敏电阻，临界温度系数类型最适合开关型温度传感器。+UCR le 9。绘制达林顿光电晶体管的内部布线模式: 10。灵敏度是描述传感器输出对输入灵敏度的特征参数。它定义为 传感器输出的变化值与相应的测量变化值之比，由公式k(x)=y/x表示。 11。线性度是对传感器的输出和输入之间是否保持理想线性特性的 度量。根据基准的不同线，线性分为理论线性、终点基线线性、独立线性、最小二乘线性等。最常用的是最小二乘线性 12。根据敏感元件材料的不同，应变分为

15、两类:金属型和半导体型13.利用热效应的光电传感器包括光热、热电两个阶段，信息转换通过 范围 14。在应变传感器的设计过程中，通常会考虑温度补偿。温度补偿方法包括电桥补偿 法、计算机补偿法、应变片补偿法和热敏电阻补偿法。15.应变传感器通常由电阻应变仪和测量电路组成 1 16。传感器的静态特性包括灵敏度、线性度、灵敏度极限、滞后差和稳定性。17.在光照射下，电子从物体表面逃逸并向外发射的现象称为外部光电效应，入射光强度为 改变物质电导率的物理现象称为内部光电效应。18.光电管是装有光电阴极和阳极的真空玻璃管 19。光电池的频率响应是指当照射一定频率的调制光时，光电池输出的电流与 随频率变化的关

16、系，它与物理结构、工作状态、负载、入射光波长等因素有关。大多数光电器件的灵敏度与调制频率的关系是锶(f) =锶/(1+42f22) 20。内部光电效应可分为光电导效应和光伏效应 21。国家标准GB 7665 - 87将传感器定义为一种装置或装置，它能感应特定的测量信号，并根据 的某一规则将其转换成可用的输出信号，通常由敏感元件和转换元件组成 22。根据输出是模拟还是数字，传感器可分为模拟传感器和数字传感器。传感器静态特性的灵敏度由以下公式表示:k(x)=输出变化值/输入变化 值=y/x 24。应变片的粘贴需要一定的粘贴强度。能准确传递应变； 蠕变小；机械滞后小；良好的抗疲劳性；具有足够的稳定性

17、能；它不会对弹性元件和应变仪产生化学腐蚀。有适当的储存期限；应该有更大的应用温度范围25.根据传感器感知外部信息的基本校园，传感器可分为三类:物理传感器、化学传感器和生物传感器P3 26。根据弹性体的结构形式，应变式测力称重传感器可分为柱式传感器 、轮辐式传感器、悬臂式传感器和环式传感器 27。大多数接收器对它们感受到的波长有选择性。接收器对不同波长光的反应范围256199度称为光谱灵敏度，其表达式为:S(？)？u(？)？(？)28。应变片传感器一般由电阻应变片和测量电阻组成29.应变传感器的基本结构通常可以分为两部分:弹性敏感元件和应变仪30。传感器有很多种。根据传感器感知外界信息的基本效应

18、，基于物理效应、化学效应和分子识别，传感器可分为 31.长度为L、截面积为A、电阻率为的金属或半导体导线的电阻为R？ lA2 32。该传感器具有灵敏度、线性、灵敏度阈值、滞后差和稳定性(5) 33的静态特性。温度补偿法电桥补偿法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿 法(4) 34。为了减少横向效应，在应变仪的设计过程中可以使用直角线栅应变仪或箔 应变仪。 35。光电传感器是一种光敏元件，它将光信号转换成电信号。内部光电效应可分为 光电导效应和光伏效应 36。应变仪的最大允许工作频率f是应变仪的一个重要参数。如果应变振幅测量的相位 对误差为e，材料中的传播速度为v，则对于应变计l，f= 3

19、7。根据敏感元件的材料，应变仪可分为金属型和半导体型。38.根据不同的敏感元件，应变计可分为金属型和半导体型。39.应变式称重传感器由弹性体、应变仪和外壳组成40.内部光电效应分为光电导效应和光伏效应。41.光敏电阻的温度特性表示为= ？6e？lR2？R1？100%(R1是 (T2？T1)R2为T1时的电阻；R2是在一定光照下温度为T2时的电阻值) 42。电阻应变仪，也称为应变仪或应变力，是一种传感元件，可以将机械部件上的应变从 变化为电阻变化。 43。高阶系统的传感器总是可以看作是几个零阶系统、一阶系统和二阶系统 的组合 44。敏感光栅越窄，基底长度越长，由应变仪的横向效应引起的误差越小(越

20、大/越小)。45.应变传感器的基本结构通常可以分为两部分，弹性传感元件和应变仪46.应变仪自补偿方法包括:选择性自补偿应变仪和双金属传感栅自补偿应变仪47.入射光强度改变物质导电性的物理现象称为光电导效应。 48。光电倍增管利用二次电子释放效应来放大管内的光电流49.根据传感器的输出信号形式，传感器可分为模拟传感器和数字 传感器 50。传感器线性公式et？ ？麦克斯。100%，其中YFS代表传感器满量程YFS3 输出的平均值 51。在具有G1(s)和G2(s)传递函数的两个系统串联后，如果阻抗匹配合适并且彼此的工作状态不受 的影响，则传递函数为G(s)= G1(s)？G2(s)52.实验表明，

21、金属丝应变片的实际灵敏度k为常数(，。除了粘合剂的变形和基材的转移变形之外，主要原因是横向效应 53。光电倍增管利用二次电子释放效应来放大管内的光电流它的 由光阴极、几个倍增极和阳极组成 54。根据传感器感知外部信息的基本作用，传感器可分为三类，即物理传感器、化学传感器和生物传感器。输入逐渐增加到一定值，当输入逐渐减少到相同的输入值时，不等于输出值，称为滞后现象滞后差异表明了这种程度的不平等其值表示为YFS满量程输出的百分比 56。环境变化引起的温度误差称为应变仪的温度误差，也称为传热 出 57。悬臂梁作为一种弹性敏感元件，根据界面形状的不同，一般可分为等截面梁和 强度梁。 58。线性度和灵敏

22、度是传感器的静态指标，而频率响应特性是传感器的动态 状态指标 59。金属电阻的应变效应是金属电阻应变片工作的物理基础 60。光纤的类型根据折射率变化的类型进行分类:渐变折射率光纤、渐变折射率光纤、 单模光纤和多模光纤，根据传播模式的数量进行分类 61。相位检测方法通常用于相位型光纤传感器。这些方法主要包括零差探测 探测、外差探测和合成外差探测 62。厚度剪切模式的应时振荡器的固有共振频率是 63。法布里-珀罗干涉仪由两个平行的部分透射平面镜组成这两个平面 反射镜的反射率通常非常大，通常大于或等于95% 64。能够保证湿度传感器正常工作的环境的最大变化范围称为湿度范围。65.由于弯曲时材料吸收、

23、散射和辐射损耗的影响， 4 在光纤传播过程中不可避免地存在损耗 66。测量加速度的传感器有很多种。目前，压电加速度 传感器 67是应用最广泛的传感器。光的结构由纤芯、包层和护套组成68.根据干涉型光纤传感器的基本原理，目前在光纤传感器中使用了四种不同的干涉型 测量结构。他们分别是孙鹤芝、马赫-曾德尔、萨尼亚克和法布里-珀罗 69。热敏电阻有三种类型，即正温度系数型、负温度系数型和临界温度系数型 70。根据折射率变化类型，光纤可分为阶跃折射率光纤和渐变折射率光纤。根据 传播模式的数量，可分为单模光纤和多模光纤。 71。光纤的导光能力取决于纤芯和包层的光学性能。数值孔径作为光纤的几个重要的 参数，可以根据纤芯折射率n1和包层折射率n2定义为 2NA。n12？N2，单模传输条件是