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