传感器原理及应用试题库

1一：填空题（每空1分）1.依据传感器的工作原理，传感器分敏感元件，转换元件，测量电路三个部分组成。2.半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等。3.光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，根据光电效应可以分为外光电效应，内光电效应，热释电效应三种。4.光电流与暗电流之差称为光电流。5.光电管的工作点应选在光电流与阳极电压无关的饱和区域内。6.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可采用直线栅式应变计和箔式应变计结构。7.反射式光纤位移传感器在位移-输出曲线的前坡区呈线性关系，在后坡区与距离的平方成反比关系。8.根据热敏电阻的三种类型，其中临界温度系数型最适合开关型温度传感器。9.画出达林顿光电三极管内部接线方式：＋UCERL10.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定义为：传感器输出量的变化值与相应的被测量的变化值之比，用公式表示k（x）=Δy/Δx。11.线性度是指传感器的输出量与输入量之间是否保持理想线性特性的一种度量。按照所依据的基准之线的不同，线性度分为理论线性度、端基线性度、独立线性度、最小二乘法线性度等。最常用的是最小二乘法线性度。12.根据敏感元件材料的不同，将应变计分为金属式和半导体式两大类。13.利用热效应的光电传感器包含光---热、热---电两个阶段的信息变换过程。14.应变传感器设计过程中，通常需要考虑温度补偿，温度补偿的方法电桥补偿法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。15.应变式传感器一般是由电阻应变片和测量电路两部分组成。216.传感器的静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度界限、迟滞差和稳定性。17.在光照射下，电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应，入射光强改变物质导电率的物理现象称为内光电效应。18.光电管是一个装有光电阴极和阳极的真空玻璃管。19.光电管的频率响应是指一定频率的调制光照射时光电输出的电流随频率变化的关系，与其物理结构、工作状态、负载以及入射光波长等因素有关。多数光电器件灵敏度与调制频率的关系为Sr（f）=Sr。/(1+4π²f²τ²)20.内光电效应可分为光电导效应和光生伏特效应。21.国家标准GB7665--87对传感器下的定义是：能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。22.传感器按输出量是模拟量还是数字量，可分为模拟量传感器和数字量传感器23.传感器静态特性的灵敏度用公式表示为：k(x)=输出量的变化值/输入量的变化值=△y/△x24.应变计的粘贴对粘贴剂的要求主要有：有一定的粘贴强度；能准确传递应变；蠕变小；机械滞后小；耐疲劳性好；具有足够的稳定性能；对弹性元件和应变计不产生化学腐蚀作用；有适当的储存期；应有较大的温度适用范围。25.根据传感器感知外界信息所依据的基本校园，可以将传感器分成三大类：物理传感器，化学传感器，生物传感器。P326.应变式测力与称重传感器根据弹性体的的结构形式的不同可分为柱式传感器、轮辐式传感器、悬梁式传感器和环式传感器27.大多数接收器对所感受的波长是有选择性的，接受器对不同波长光的反应程度称为光谱灵敏度，其表达式为：)()()(US28.应变式传感器一般是由电阻应变片和测量电阻两部分组成。29.应变式传感器的基本构成通常可分为两部分：弹性敏感元件、应变计30.传感器种类繁多，根据传感器感知外界信息的基本效应，可将传感器分为基于物理效应，基于化学效应，分子识别三大类。31.长为l、截面积为A、电阻率为ρ的金属或半导体丝，其电阻为：AlR。332.传感器是静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度阈值、迟滞差、稳定性（5）33.温度补偿的方法电桥补偿法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法（4）34.在应变计设计过程中，为了减少横向效应，可采用直角线栅式应变计或箔式应变计。35.光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，其中内光电效应可以分为光电导效应、光生伏特效应。36.应变计的允许的最高工作频率f是应变计的重要参数，若应变波幅测量的相对误差为e，在该材料中的传播速度为v，则对于L的应变计，其f=6el。37.应变计根据敏感元件的材料不同，可分为金属式和半导体式。38.应变计根据敏感元件的不同可以分为金属式和半导体式两大类。39.应变测力传感器由弹性体、应变计和外壳组成。40.内光电效应分为光电导效应和光生伏特效应。41.光敏电阻的温度特性的公式是α=%100)(21212RTTRR（R1为在一定光照下，温度为T1时的阻值；R2为在一定光照下，温度为T2时的阻值）42.电阻应变计，也称应变计或应变力，是一种能将机械构件上的应变的变化转换成电阻变化的传感元件。43.一个高阶系统的传感器总可以看成是由若干个零阶系统、一阶和二阶系统组合而成的。44.敏感光栅越窄，基长越长的应变计，其横向效应引起的误差越小(大/小)。45.应变式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计。46.应变计自补偿方法包括：选择式自补偿应变计和双金属敏感栅自补偿应变计。47.入射光强改变物质导电率的物理现象叫做光电导效应。48.光电倍增管是利用二次电子释放效应，将光电流在管内部进行放大。49.依据传感器的输出信号形式，传感器可分为模拟式传感器，数字式传感器。50.传感器线性度公式max100%tFSeY，其中，YFS表示的是传感器满量程4输出平均值。51.两个各有G1(s)和G2(s)传递函数的系统串联后，如果其阻抗匹配合适，相互之间不影响彼此的工作状态，那么其传递函数为G(s)=G1(s)•G2(s)。52.实验表明，金属线材的应变计实际灵敏度k恒（＞、＜或＝）理论灵敏度系数k0,其原因除了粘合剂、基片传递变形失真外，主要原因是存在横向效应。53.光电倍增管是利用二次电子释放效应，将光电流在管内部进行放大。它由光电阴极、若干倍增极和阳极三部分组成。54.根据传感器感知外界信息所依据的基本效应，可将传感器分为三大类，分别是：物理传感器、化学传感器、生物传感器55.输入逐渐增加到某一值，与输入逐渐减小到同一入值时的输出值不相等，叫做迟滞现象。迟滞差表示这种不相等的程度。其值以满量程的输出ＹFS的百分数表示。56.由于环境改变而带来的温度误差，称为应变计的温度误差，又称热输出57.悬臂梁作为弹性敏感原件，根据其界面形状不同，一般可分为等截面梁和等强度梁。58.线性度和灵敏度是传感器的静态指标，而频率响应特性是传感器的动态指标。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.光纤的类型按折射率变化类型分类有跃阶折射率光纤，渐变折射率光纤，按传播模式的多少分类有单模光纤，多模光纤。61.相位型光纤传感器通常使用相位检测的方法，该方法主要包括：零差检测、外差检测、合成外差检测等三种方法。62.厚度剪切模的石英振子固有共振频率为63.法布里-珀罗干涉仪，它是由两块平行的部分透射平面镜组成的。这两块平面镜的反射率通常是非常大的，一般大于或等于95%。。64.能保证一个湿敏器件正常工作的环境的最大变化范围称为湿度量程。65.光纤传播过程中由于材料的吸收，散射和弯曲处的辐射损耗等的影响，5不可避免的要有损耗。66.测量加速度的传感器种类很多，目前使用最广泛、最普遍的是压电加速度传感器67.光线的结构由纤芯，包层，护套三个部分组成。68.依据干涉型光纤传感器的基本原理，目前光纤传感器中采用四种不同的干涉测量结构。它们分别是迈克尔孙、马赫-泽德、萨格奈克和法布里-珀罗等四种结构。69.热敏电阻有三种类型，即正温度系数型、负温度系数型、临界温度系数型70.光纤按折射率变化类型可分为阶跃折射率光纤和渐变折射率光纤；按传播模式的多少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光学性能，数值孔径作为光纤的几个重要参数，根据光纤纤心折射率1n和包层折射率2n，数值孔径可以定义为：2212NAnn，单模传输条件是V2.40472.红外热辐射传感器，从原理上可以分为热电型和光量子型。73.光量子型传感器可以分为光导型、光电型、光电磁型、肖特基型74.传感器按工作原理分为：应变式，电容式，电感式等。75.传感器灵敏度定义为：()ykxx76.内光电效应分为：光电导效应和光生伏特效应。77.光电二极管是利用PN结单向导电性的结构光电器件78.依据光纤传感器的原理，可以分为强度型(振幅型)光纤传感器与干涉型光纤传感器。79.光纤的结构：纤芯，包层，护套80.从传感器机理上来说，光纤传感器可分为振幅型和相位型两种。81.当某些晶体沿一定方向伸长或者压缩是，在其表面上会产生电荷，这种效应称为压电效应＿＿。82.温度传感器从使用上分大致可以分为接触型和非接触型两大类83.辐射能量的最大值所对应的波长随温度的升高想短波方向移动，用公式表6达为＿＿。84.光纤的数值孔径是表征光钎集光本领的重要参数85.光纤的传输损耗主要来源于材料吸收损耗、散射损耗、光波导弯曲损耗86.亮场微弯传感器检测纤芯中光强度的变化，暗场微弯传感器检测包层中光强度的变化。两者相比较暗场微弯传感器检测灵敏度高。87.光强调制型光纤传感器利用（1）光纤微弯效应（2）被测信号改变光纤对光波的吸收特性（3）被测信号改变光纤的折射率（4）两相位光纤间通过有倏逝波的耦合（5）发送光纤与接收光纤之间相对横向或纵向位移以改变接收光强五种方式来实现光强调制88.一般在光纤探头的端部，发射光纤与接收光纤有以下四种分布：随机分布·半球形对开·共轴内发射分布·共轴外发射分布89.半导体应变片工作原理是基于压阻效应，它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数大十倍。90.半导体色敏传感器是在同一硅基片上具有两个深浅不同的PN结，其中浅结对短波长光响应好，深结对长波长光响应好91.传感器灵敏度定义为：()ykxx92.光电二极管是利用PN结单向导电性的结构光电器件93.依据光纤传感器的原理，可以分为强度型(振幅型)光纤传感器与干涉型光纤传感器。94.光纤的结构：纤芯，包层，护套95.光纤的几个重要参数可分为数值孔径、传播模式、传播损耗三部分组成。96.一般在光纤探头的端部，发射光纤与接收光纤有随机分布、半球形对开分布、共轴内发射分布、共轴外发射分布四种分布。97.半导体湿度传感器可以分为元素半导体湿敏器件、金属氧化物半导体湿敏器件、多功能半导体陶瓷湿度传感器、MOSFET湿敏器件、结型湿敏器件五类。798.厚度剪切模的石英振子固有频率为6612DCfh99.暗视场传感器与亮视场传感器的不同之处在于？（暗视场它使用纤芯进入包层的光产生输出信号）100.干涉型光纤传感器在相位检测中会遇到几个问题，有相位检测和强度检测，共模抑制，相位跟踪系统。那么在相位检测中运用哪几种方法？（零差检测、外差检测、合成外差检测）101.合成外差检测在条件下才适用？（)()(21mmJJ）102.光纤相位调制器可以通过对光纤某一部分的（长度）或（波导模）的折射率进行外部调制来实现。103.光纤中包层折射率2n与纤芯折射率1n的大小关系（包层纤芯nn），圆柱波导的单模条件是（404.222122210nna），光纤在传播中的传播损耗用衰减率表示（lII01lg10）104.暗视场传感器与亮视场传感器的不同之处在于？（暗视场它使用纤芯进入包层的光产生输出信号）105.干涉型光纤传感器在相位检测中会遇到几个问题，有相位检测和强度检测，共模抑制，相位跟踪系统。那么在相位检测中运用哪几种方法？（零差检测、外差检测、合成外差检测）106.合成外差检测在条件下才适用？（)()(21mmJJ）107.光纤相位调制器可以通过对光纤某一部分的（长度）或（波导模）的折射率进行外部调制来实现。108.SAW传感器中，最关键的敏感元件是（SAW叉指换能器）109.干涉型光纤传感器的基本换能机理是在一段(单模光纤)中传输的相干光,因待测能量场的作用,而产生相位调制。110.相位跟