传感与检测技术

传感与检测技术

一、填空

1、传感器按工作原理分类，有物理传感、化学传感、生物传感。

2、光电二极管进行简易检测时，分析下列情况的阻值。

10K欧姆、无穷大

3、光电三极管是由光窗,三极管和电极组成的。

4、当一些晶体受热时，在晶体两端将产生数量相等而符号相反的电荷，这种由于热变化产生的电极化现象，称为热释电效应。

5、光射到某些物质上，该物质的电导率会变大，这种现象称之为光电导效应。

6、解释下列各物理量：亮电阻：特定光源下电阻；暗电阻：切断电源于30秒后测得的暗阻；光电流：亮电流与暗电流之差。

7、应变式传感器的核心元件是电阻应变片，其工作原理是基于电阻应变效应。

8、在压电效应中顺压电效应是指：机械能转换为电能；逆电效应是指：电能转换为机械能。

9、湿敏传感器通常应满足下列的基本要求：电感应、电容、霍尔、磁性、%RH。

10、智能传感器中，数据处理要涉及如下问题：数据采集、信号处理、信号交换。

11、在智能传感器中数字滤波主要指通过软件来实现的数字滤波。

12、在测控系统中传感器主要作用是信号采集,物理参量变换。

13、传感器是由敏感元件、转换元件、基本转换电路和辅助电源元件组成。

14、红外线是人眼不可见的电磁波,它的波长范围为760nm--1000nm介于可见光和微波之间。

15、光纤的纤芯与包层的折射率差值越大，数值孔径就越大、光纤的集光能力就越强。

16、实验证明，热释电红外传感器加菲涅耳透镜后，其探测距离由原来的2米左右增加到10米以上，甚至更远。

17、光敏电阻在给定的外加额定电压下，受光照时的电流称之为亮电流；无光照时的电流称之为暗电流；光电流等于亮电流和暗电流之和。

18)、CCD是由一系列MOS电容器构成的矩形阵列。

19、阻抗式湿敏传感器必须在交流电压下工作。

20、绝对湿度是指在一定温度及压力条件下,单位体积空气中所含的水蒸汽量，其单位为mg/L。

21)、光射到某些物质上，该物质的电导率会变大，这种现象称之为光电导效应。

二简答题

1`、什么是传感器的灵敏度？

传感器的灵敏度:达到稳定工作状态时输出变化量与引起变化的输入变化量之比.

2`、什么是传感器的静态、动态特性，它们的区别何在？

静态特性:传感器在被测处于稳定状态下输入与输出关系.

动态特性:输入量随时间动态变化时,输出也随之变化的响应.

区别:静态特性是在静态标准工作条件下测定的,动态特性是在动态条件下测定的.

3`、衡量传感器静态特性、动态特性的主要指标有那些？

静态特性:量程与测量范围,线性度,迟滞,灵敏度,重复性,精度,零漂与温漂.

动态特性:传感器在测量运动信号时,其输出量随输入量变化的能力

4`、简述光纤的结构与实用光纤的种类说明？

光纤的结构:由光纤和包层构成; 光纤种类:阶跃折射率光纤,梯度折射率光纤,阶跃多模光纤,渐变多模光纤,单模光纤.

5`、简述光纤传光原理的基础是什么？说明什么是单模光纤？什么是多模光纤？

光的传输基于光的内全反射,其传输被限制在光纤中,传送至很远距离,光纤中只传播一种模式的光为单模光纤,能同时传送多模式光的光纤称为多模光纤.

6`、光纤微弯曲位移和压力传感器是光强调制型光纤传感器的一个典型例子，它是基于什么原理制成的？

利用光纤中的微弯损耗来探测外界的物理量变化.

7`、依据法拉第效应，由电流所形成的磁场会引起光纤中什么的偏转？

偏振光

8`、电阻应变式传感器的核心元件是什么？其工作原理是基于什么效应？效应的本质是什么？:电阻应变片, 其工作原理基于电阻应变效应,所谓电阻应变效应就是导体或半导体在受到外力的作用下,会产生机械形变,从而导致其电阻值发生变化的现象.

9`、叙述电容式接近开关的组成及工作流程？

电容式接近开关的感应面由两个同轴金属电极构成,有两个电极构成电容,串在RC振荡回路里, 工作原理:电源接通时,RC振荡器不振荡,当一目标朝着电容器的电容靠近时,电容器的容量增加,振荡器开始振荡,通过电路处理,将振荡与不振荡两种信号转换成开关信号.

10`、叙述电感式接近开关的构成及其工作原理？

在检测线圈工作面存在一个交变磁场,当金属接近检测线圈时,金属物体会产生涡流而吸收振荡能量,使振荡减弱至停振,振荡与停振两种状态,经过检测电路转换为开关信号输出.

11`、试解释什么是电致伸缩效应、磁致伸缩效应？

电致伸缩效应:在外电场作用下,电介质产生的与场强成正比的应变;

磁致伸缩效应:铁磁性物质在外磁场作用下,其尺寸变化,去除外磁场后又恢复原来长度的现象,

12`、半导体气敏元件是如何进行分类的？试述表面控制型电阻式半导体气敏传感器的结构与特点。:按半导体与气体的相互作用主要仅限于半导体表面还是涉及半导体内部,半导体气敏传感器可表示为表面控制型和体控制型,根据变化的物理特性又可分为电阻式和非电阻式. 13`、什么是传感器的零点温度漂移？分析引起漂移的主要原因？

传感器的零点温度漂移,传感器无输入时,每隔一段时间进行读数,其输出是偏离值,引起漂移的原因是温度变化.

14`、简述智能传感器的主要构成？阐述智能传感器的设计思路？

传感器,微处理器,信号调理电路,输出接口; 设计思路:由微处理器和传感器相结合使其具有检测,判断和信息处理的功能.

15、传感器的输出信号可能要进行哪些变换？

阻抗变换,信号放大,噪声抑制,A/D转换, V/A转换.

16`、传感器的正确选择应注意哪些事项？简述传感器未来的发展方向？

1)与测量条件有关的事项,2)与传感器有关的事项,3)与使用条件有关的事项,4)与购买和维护有关的事项.

发展方向:开展基础研究，发现新现象，开发传感器的新材料和新工艺；实现传感器的集成化与智能化.

三综合题

1)光敏电阻及其应用

A)当D1为触发二极管,触发电压为30v左右,白天光敏电阻阻值低,其分压小于30V,触发二极管截止,双向可控硅无触发电流,C1,C2处于断开状态,晚上,电阻阻值高,其分压大于30V,触发二极管导通,,双向可控硅触发电流,灯亮

B)白天,光敏电阻阻值低,BG1,BG2都截止,双向可控硅成断开状态,晚上,光敏电阻阻值增加,BG1,BG2都导通,双向可控硅触发电流,灯亮.