光电式传感器习题及解答

10光电式传感器习题及解答(总

9页)

--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可--

--内页可以根据需求调整合适字体及大小--

第10章光电式传感器

一、单项选择题

1、下列光电式传感器中属于有源光敏传感器的是（）。

A. 光电效应传感器

B. 红外热释电探测器

C. 固体图像传感器

D. 光纤传感器

2、下列光电器件是根据外光电效应做出的是（）。

A. 光电管

B. 光电池

C. 光敏电阻

D. 光敏二极管

3、当光电管的阳极和阴极之间所加电压一定时，光通量与光电流之间的关系称为光电管的（）。

A. 伏安特性

B. 光照特性

C. 光谱特性

D. 频率特性

4、下列光电器件是基于光导效应的是（）。

A. 光电管

B. 光电池

C. 光敏电阻

D. 光敏二极管

5、光敏电阻的相对灵敏度与入射波长的关系称为（）。

A. 伏安特性

B. 光照特性

C. 光谱特性

D. 频率特性

6、下列关于光敏二极管和光敏三极管的对比不正确的是（）。

A. 光敏二极管的光电流很小，光敏三极管的光电流则较大

B. 光敏二极管与光敏三极管的暗点流相差不大

C. 工作频率较高时，应选用光敏二极管；工作频率较低时，应选用光敏三极管

D. 光敏二极管的线性特性较差，而光敏三极管有很好的线性特性

7、下列光电式传感器中属于有源光敏传感器的是（）。

A. 光电效应传感器

B. 红外热释电探测器

C. 固体图像传感器

D. 光纤传感器

8、光敏电阻的特性是（）

A．有光照时亮电阻很大 B．无光照时暗电阻很小

C．无光照时暗电流很大 D．受一定波长范围的光照时亮电流很大9、基于光生伏特效应工作的光电器件是（）

A．光电管 B.光敏电阻

C．光电池 D.光电倍增管

10、CCD以（）为信号

A. 电压

B.电流

C．电荷 D.电压或者电流

11、构成CCD的基本单元是（）

A. P型硅结

C. 光电二极管电容器

12、基于全反射被破坏而导致光纤特性改变的原理，可以做成（）传感器，用于探测位移、压力、温度等变化。

A.位移

B.压力

C.温度

D.光电

13、光纤传感器一般由三部分组成，除光纤之外，还必须有光源和( )两个重要部件。

A.反射镜

B.透镜

C.光栅

D.光探测器

14、按照调制方式分类，光调制可以分为强度调制、相位调制、频率调制、波长调制以及( )等，所有这些调制过程都可以归结为将一个携带信息的信号叠加到载波光波上。

A.偏振调制

B.共振调制

C.角度调制

D.振幅调制

15、利用外界因素对于光纤中光波相位的变化来探测各种物理量的传感器，称为( )。

A.相位调制型传感器

B.相位结合型传感器

C.相位振动型传感器

D.相位干涉型传感器

16、半导体激光发光是由( )之间的电子-空穴对复合产生的，激励过程是使半导体中的载流子从平衡状态激发到非平衡状态的激发态。

A.原子

B.分子

C.离子

D.能带

17、固体激光器是以固体为工作物质的激光器，也就是以掺杂的离子型( )和玻璃作为工作物质的激光器。

A.石英晶体

B.高纯硅

C.绝缘晶体

D.压电晶体

18、利用光纤本身的某种敏感特性或功能制作的传感器称为( )。

A.敏感型传感器

B.功能型传感器

C.传光型传感器

D.功敏型传感器

19、光纤仅起传输光波的作用，必须在光纤中间或端面加装其他敏感元件才能构成传感器，称为( )。

A.光容型传感器

B.光感型传感器

C.传光型传感器

D.光敏型传感器

20、光纤振动传感器与其他光纤传感器一样，从原理上讲也可以分为两种类型，实际上，直接以( )作为振动信息的敏感元件,难以分离其他物理量变化产生的影响。

A.光纤

B.电压

C.电流

D.电阻

21、光纤是用( )作为主要原料的一种透明度很高的介质材料，广泛用于通信和传感器。

A.光刻玻璃

B.石英玻璃

C.光刻硅

D.钛铝合金

22、数值孔径NA是光纤的一个重要参数，以下说法不正确的是（）

A．数值孔径反映了光纤的集光能力

B．光纤的数值孔径与其几何尺寸有关

C．数值孔径越大，光纤与光源的耦合越容易

D．数值孔径越大，光信号的畸变也越大

二、多项选择题

1、光纤传感器用的光纤主要有两种：（）

A.单模光纤

B.多模光纤

C.单晶光纤

D.多晶光纤

2、光纤传感器与传统传感器相比有许多特点，包括以下哪几种（）

A.灵敏度高

B.结构简单

C.耗电量小

D.绝缘性好

3、光探测器是光纤传感器构成的一个重要部分，它的性能指标将直接影响传感器的性能。光纤传感器对光探测器的要求包括以下那几个（）

A.线性好，按比例地将光信号转换为电信号

B.灵敏度高，能敏度微小的输入光信号，并输出较大的电信号

C.产品结构简单，易维护

D.性能稳定，噪声小

4、光纤传感器中常用的光探测器有以下哪几种（）

A.光电二极管

B.光电倍增管

C.光敏电阻

D.固体激光器

5、光纤医用传感器是用来测量人体和生物体内部有关医疗诊断等医学参量的光纤传感器，目前使用的有以下哪几种（）

A.光纤氧饱和度传感器

B.光纤pH值传感器

C.光纤体温计

D.光纤体压计

三、填空题

1、光电式传感器由及两大部分组成。

2、光敏电阻与之差称为光电流。

3、光电池与光敏二极管、光敏三极管都是PN界，主要区别在于后者的PN结

。

4、CCD的突出特点是以作为信号。

5、光纤工作的基础是。

6、光纤传感器技术是本世纪70年代末发展起来的一门崭新的技术，是传感器技术的新成就，光纤传感器技术是随着和的发展而形成的。

7、一般来说，固体激光器可以分为四个主要部分：工作物质、、谐振，冷却系统以及。

8、按照工作原理的不同，可将光电式传感器分为、红外热释传感器、固体图像传感器和。

9、按照测量光路组成来看，光电式传感器可以分为、、辐射式和开关式光电传感器。

10、光电传感器的理论基础是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的效应,这类元件有；第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的

效应，这类元件有；第三类是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势的光生伏特效应，这类元件有光电池、光电仪表。

四、简答题

1、什么是光电式传感器光电式传感器的基本工作原理是什么

2、光电式传感器的基本形式有哪些

3、什么是光电器件典型的光电器件有哪些

4、CCD的电荷转移原理是什么

5、什么是全反射光纤的数值孔径有何意义

6、何谓CCD势阱

7、光电器件有哪几种类型各有何特点

8、光在光纤中是怎样传输的对光纤及入射光的入射角有什么要求

9、试述光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管和光电池的工作原理。

10、简述什么是光电导效应光生伏特效应外光电效应这些光电效应的典型光电器件各自有哪些

11、简述光纤传感器的组成和工作原理。

12、请简述光导纤维传光原理。

13、请简述半导体光吸收型光纤温度传感器的工作原理。

14、什么是光电效应

15、光纤传感器技术是一门多学科性科学，涉及到的知识面很广泛，请列举至少四门这样的学科。

16、光导纤维有哪些优点光纤式传感器中光纤的主要优点有哪些

17、光纤损耗是如何产生的它对光纤传感器有哪些影响

18、什么是光电效应和光电器件常用的光电器件有哪几大类试解释这几类光电器件各自的工作基础并举例。

五、计算题

1、试计算n1=,n2=的阶跃折射率光纤的数值孔径值。如光纤外部介质的n0=1，求最大入射角θc的值。

第10章光电式传感器

一、单项选择题

1、D

2、A

3、B

4、C

5、C

6、D

7、D

8、D

9、C 10、C 11、D 12、A

13、D

14、A 15、D 16、D 17、C 18、B 19、C 20、A 21、B 22、B

二、多项选择题

1、AB

2、ABCD

3、ABD

4、ABC

5、ABCD

三、填空题

1、光路；电路

2、亮电流；暗电流

3、处于反向偏置

4、电荷

5、光的全反射

6、光导纤维；光通信技术

7、泵浦系统；滤光系统

8、光电效应传感器；光纤传感器

9、透射式；反射式 10、外光电；光电管、光电倍增管；内光电；光敏电阻；

四、简答题

1、答：光电式传感器（或称光敏传感器）：利用光电器件把光信号转换成电信号（电压、电流、电阻等）的装置。

光电式传感器的基本工作原理是基于光电效应的，即因光照引起物体的电学特性而改变的现象。

2、答：光电式传感器按测量光路组成来看，可分为4种基本形式：

透射式光电传感器

反射式光电传感器

辐射式光电传感器

开关式光电传感器

3、答：光电器件是将光能转变为电能的一种传感器件。是构成光电式传感器的主要部件。

典型的光电器件有基于外光电效应的光电管和光电倍增管，基于内光电效应的光电池、光敏电阻、光敏二极管以及光敏三极管。

4、答：CCD 器件基本结构是一系列彼此非常靠近的MOS 光敏元，这些光敏元使用同一半导体衬底；氧化层均匀、连续；相邻金属电极间隔极小。任何可移动的电荷都将力图向表面势大的位置移动。为了保证信号电荷按确定的方向和路线转移，在MOS 光敏元阵列上所加的各路电压脉冲要求严格满足相位要求。

5、答：当入射角大于临界角时，光线就不会透过其界面而全部反射到光密介质内部，即发生全反射。

光纤的数值孔径是光纤的一个重要参数，它能反映光纤的集光能力，光纤的NA 越大，表面它可以在较大入射角范围内输入全反射光，集光能力就越强，光纤与光源的耦合越容易，且保证实现全反射向前传播。但NA 越大，光信号的畸变也越大，所以要适当选择NA 的大小。

6、答：如果MOS 电容器中的半导体是P 型硅，当在金属电极上施加一个正电压U g 时，P 型硅中的多数载流子（空穴）受到排斥，半导体内的少数载流子（电子）吸引到P-Si 界面处来，从而在界面附近形成一个带负电荷的耗尽区， 也称CCD 势阱。

7、答：光电器件有两种类型，一种是基于内光电效应的光电器件，一种是基于外光电效应的光电器件。 SiO 2

2

外光电效应光电器件是基于外光电效应的，当光照射到金属或金属氧化物的光电材料上时，光子的能量传给光电材料表面的电子，如果入射到表面的光能使电子获得足够的能量，电子会克服正离子对它的吸引力，脱离材料表面而进入外界空间，这种现象称为外光电效应。即外光电效应是在光线作用下，电子逸出物体表面的现象。

内光电效应是指在光线作用下，物体的导电性能发生变化或产生光生电动势的现象。这种效应可分为因光照引起半导体电阻率变化的光电导效应和因光照产生电动势的光生伏特效应两种。

8、答：光在同一种介质中是直线传播的，当光线以不同的角度入射到光纤端面时，在端面发生折射进入光纤后，又入射到折射率较大的光密介质（纤芯）与折射率较小的光疏介质（包层）的交界面，光线在该处有一部分投射到光疏介质，一部分反射回光密介质。

对光纤的要求是包层和纤芯的折射率不同，且纤芯的折射率大于包层的折射率。

对入射角的要求是入射角小于临界角。

9、答：光敏电阻是基于光电导效应。在光线作用下，对于半导体材料吸收了入射光子能量，若光子能量大于或等于半导体材料的禁带宽度，就激发出电子-空穴对，使载流子浓度增加，半导体的导电性增加，阻值减低的现象。

光电池是基于光生伏特效应。在光线的作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象。如光电池。

光敏二极管和光敏三极管是基于内光电效应中的光生伏特效应。

10、答：光电导效应是指在光线作用下，半导体材料吸收入射光子的能量，如果入射光子的能量大于或等于半导体材料的禁带宽度，将激发出电子－空穴对，使载流子浓度增加，导电性增加，阻值降低的现象，如光敏电阻。

光生伏特效应是指在光线作用下，能使物体产生一定方向的电动势的现象，如光电池。

外光电效应是指在光线作用下，能使电子逸出物体表面的现象，如光电管（光电二极管、光电晶体管）、倍增管。

11、答：光纤传感器由光源、（光纤或非光纤的）敏感元件、光纤、光探测器、信号处理系统等组成。

其工作原理：由光源发出的光通过源光纤引到敏感元件，被测参数（温度、压力、应变、振动等）作用于敏感元件，在光的调制区内，使光的某一性质（光强、波长/频率、相位、偏振态）受到被测量的调制，调制后的光信号经过接收光纤耦合到光探测器，将光信号转换为电信号，最后经过信号处理得到所需要的被测量。

12、答：当光线从折射率为1n n1的介质入射到折射率为2n 的介质时，在介质分界面上将产生折射现象。其规律是：入射角于折射角的正弦之比与两种介质的折射率成反比，即：1221sin sin n n φφ=，其中1n 是光纤纤芯的折射率，2n 是其包层

介质的折射率。因为1n >2n ，则21φφ<，当入射角1φ增大到某一角度c φ时，折射率将等于90，这时入射光线不再进入包层介质，而开始产生全反射的入射角称为临界角，当1φ继续增大时，︒>902φ，发生了全反射，于是光便在光纤中

沿轴向前传播。这就是光纤的传光原理。不满足全反射条件的光线，由于在界面上只能部分反射，势必有一些能量会辐射到包层中去，致使光能量不能有效传播。通常能在波导再传播的光为传输模（导模），不能传播的光为辐射模。

13、答：半导体光吸收型光纤温度传感器利用半导体的光吸收响应随温度高低而变化的特性，根据透过半导体的光强变化检测温度。温度变化时，半导体的透光率亦随之变化。当温度升高时，其透过光强将减弱，测出光强变化就可知对应的温度变化。这类温度计的测温范围为-30℃—300℃。

14、答：当用光照射物体时，物体受到一连串具有能量的光子的轰击，于是物体材料中的电子吸收光子能量而发生相应的电效应（如电阻率变化、发射电子或产生电动势等）。这种现象称为光电效应。

15、答：纤维光学、光电技术、弹性力学、电磁学、电子技术以及微型计算机技术等等。

16、答：光导纤维工作的基础是光的全内反射，当射入的光线的入射角大于纤维包层间的临界角时，就会在光纤的接口上产生全内反射，并在光纤内部以后的角度反复逐次反射，直至传递到另一端面。它的优点有：具有优良的传旋光性能，传导损耗小；频带宽，可进行超高速测量，灵敏度和线性度好；能在恶劣的环境下工作，能进行远距离信号的传送。

功能型光纤传感器其光纤不仅作为光传播的波导，而且具有测量的功能。它可以利用外界物理因素改变光纤中光的强度、相位、偏振态或波长，从而对外界因素进行测量和数据传输。

17、答：光纤损耗产生的原因有：①吸收性损耗：吸收损耗与组成光纤的材料的中子受激和分子共振有关，当光的频率与分子的振动频率接近或相等时，会发生共振，并大量吸收光能量，引起能量损耗。②散射性损耗：是由于材料密度的微观变化、成分起伏，以及在

制造过程中产生的结构上的不均匀性或缺陷引起。一部分光就会散射到各个方向去，不能传输到终点，从而造成散射性损耗。③辐射性损耗：当光纤受到具有一定曲率半径的弯曲时，就会产生辐射磁粒。

它对光纤传感器的影响有：①弯曲半径比光纤直径大很多的弯曲；②微弯曲：当把光纤组合成光缆时，可能使光纤的轴线产生随机性的微曲。

18、答：所谓光电效应，是指物体吸收了具有一定能量的光子后所产生的的电效应。根据光电效应原理工作的光电转换元件称为光电器件。

常用的光电器件主要有外光电效应器件和内光电效应器件两大类。

外光电效应器件的工作基础是基于外光电效应。所谓外光电效应，是指在光线作用下，电子逸出物体表面的现象。相应光电器件主要有光电管和光电倍增管。

内光电效应器件的工作基础是基于内光电效应。所谓内光电效应，是指在光线作用下，物体的导电性能发生变化或产生光生电动势的现象，它可分为光导效应和光生伏特效应。内光电效应器件主要有：光敏电阻、光电池、光敏二极管和光敏三极管。

五、计算题

1

、解：NA Sin c0.17

θ

=====

1

Sin c

n

θ==

c arcsin0.17=9.8θ==

传感器原理与应用习题第8章光电式传感器

《传感器原理与应用》及《传感器与测量技术》习题集与部分参考答案 教材：传感器技术（第3版）贾伯年主编，及其他参考书 第8章光电式传感器 8-1 简述光电式传感器的特点和应用场合，用方框图表示光电式传感器的组成。 8-2 何谓外光电效应、光电导效应和光生伏特效应？ 答：外光电效应：在光线的作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象。 光电导效应：在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，而引起材料电导率的变化的现象。 光生伏特效应：在光线作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象。 8-3 试比较光电池、光敏晶体管、光敏电阻及光电倍增管在使用性能上的差别。 答：光电池：光电池是利用光生伏特效应把光直接转变成电能的器件。它有较大面积的PN结，当光照射在PN结上时，在结的两端出现电动势。当光照到PN结区时，如果光子能量足够大，将在结区附近激发出电子-空穴对，在N区聚积负电荷，P区聚积正电荷，这样N区和P区之间出现电位差。 8-4 通常用哪些主要特性来表征光电器件的性能？它们对正确选用器件有什么作用？ 8-5 怎样根据光照特性和光谱特性来选择光敏元件？试举例说明。 答：不同类型光敏电阻光照特性不同，但光照特性曲线均呈非线性。因此它不宜作定量检测元件，一般在自动控制系统中用作光电开关。 光谱特性与光敏电阻的材料有关，在选用光敏电阻时，应把光敏电阻的材料和光源的种类结合起来考虑，才能获得满意的效果。 8-6 简述CCD图像传感器的工作原理及应用。 8-7 何谓PSD？简述其工作原理及应用。 8-8 说明半导体色敏传感器的工作原理及其待深入研究的问题。 8-9 试指出光电转换电路中减小温度、光源亮度及背景光等因素变动引起输出信号漂移应采取的措施。 8-10 简述光电传感器的主要形式及其应用。 答：模拟式（透射式、反射式、遮光式、辐射式）、开关式。 应用：光电式数字转速表、光电式物位传感器、视觉传感器、细丝类物件的在线检测。 8-11 举出你熟悉的光电传感器应用实例，画出原理结构图并简单说明原理。 8-12 试说明图8-33(b)所示光电式数字测速仪的工作原理。（1）若采用红外发光器件为光源，虽看不见灯亮，电路却能正常工作，为什么？（2）当改用小白炽灯作光源后，却不能正常工作，试分析原因。

(完整版)传感器试题填空题和简答题整理

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.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 。10.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。 11.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。 12.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。 13.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。 14.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。 15.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。 16.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。 17.光电管是一个装有光电阴极和阳极的真空玻璃管。 18.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) 19.内光电效应可分为光电导效应和光生伏特效应。 20.国家标准GB 7665--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。 21.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 22.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/△ x 23.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。 24.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。 P3 25.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 26.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

传感器考试试题及答案

传感器原理及其应用习题 第1章传感器的一般特性 一、选择、填空题 1、衡量传感器静态特性的重要指标是_灵敏度______、__线性度_____、____迟滞___、___重复性_____等。 2、通常传感器由＿＿敏感元件＿＿、＿＿转换元件＿＿＿＿、＿转换电路＿＿＿＿三部分组成，是能把外界＿非电量＿转换成＿＿＿电量＿＿＿的器件和装置。 3、传感器的＿＿标定＿＿＿是通过实验建立传感器起输入量与输出量之间的关系，并确定不同使用条件下的误差关系。 4、测量过程中存在着测量误差，按性质可被分为粗大、系统和随机误差三类，其中随机误差可以通过对多次测量结果求平均的方法来减小它对测量结果的影响。 5、一阶传感器的时间常数τ越__________,其响应速度越慢;二阶传感器的固有频率ω0越_________,其工作频带越宽。 6、按所依据的基准直线的不同，传感器的线性度可分为、、、。 7、非线性电位器包括和两种。 8、通常意义上的传感器包含了敏感元件和（C）两个组成部分。 A.放大电路 B.数据采集电路 C.转换元件 D.滤波元件 9、若将计算机比喻成人的大脑，那么传感器则可以比喻为(B)。 A．眼睛B.感觉器官C.手D.皮肤 10、属于传感器静态特性指标的是（D） ?A.固有频率?B.临界频率?C.阻尼比?D.重复性 11、衡量传感器静态特性的指标不包括（C）。 A.线性度 B.灵敏度 C.频域响应 D.重复性 12、下列对传感器动态特性的描述正确的是（） A一阶传感器的时间常数τ越大,其响应速度越快 B二阶传感器的固有频率ω0越小,其工作频带越宽 C一阶传感器的时间常数τ越小,其响应速度越快。 D二阶传感器的固有频率ω0越小,其响应速度越快。 二、计算分析题 1、什么是传感器？由几部分组成？试画出传感器组成方块图。 2、传感器的静态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义。 作业3、传感器的动态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义 第2章电阻应变式传感器 一、填空题 1、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称__应变_____效应；半导体或固体受到作用力后_电阻率______要发生变化，这种现象称__压阻_____效应。直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同，圆弧部分使灵敏度下降了，这种现象称为____横向___效应。 2、产生应变片温度误差的主要因素有＿电阻温度系数的影响、＿试验材料和电阻丝材料的线性膨胀系数的影响＿。 3、应变片温度补偿的措施有＿＿＿电桥补偿法＿、＿应变片的自补偿法、＿、。

传感器 课后题及答案

第1章传感器特性 1．什么是传感器？（传感器定义） 2．传感器由哪几个部分组成？分别起到什么作用？ 3. 传感器特性在检测系统中起到什么作用？ 4．解释下列名词术语： 1)敏感元件;2)传感器; 3)信号调理器;4)变送器。 5．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？ 静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？ 动态参数有那些？应如何选择？ 6．某传感器精度为2%FS ，满度值50mv ，求出现的最大误差。当传感器使用在满刻度值1/2和1/8 时计算可能产生的百分误差，并说出结论。 7．一只传感器作二阶振荡系统处理，固有频率f0=800Hz，阻尼比ε=0.14， 用它测量频率为400的正弦外力，幅植比，相角各为多少？ ε=0.7时，，又为多少？ 8．某二阶传感器固有频率f0=10KHz，阻尼比ε=0.1若幅度误差小于3%， 试求：决定此传感器的工作频率。 9. 某位移传感器，在输入量变化5 mm时，输出电压变化为300 mV,求其灵敏度。 10. 某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成，各环节的灵敏度为： S1=0.2mV/℃、S2=2.0V/mV、S3=5.0mm/V，求系统的总的灵敏度。 11．测得某检测装置的一组输入输出数据如下： a)试用最小二乘法拟合直线，求其线性度和灵敏度； b)用C语言编制程序在微机上实现。

12．某温度传感器为时间常数 T=3s 的一阶系统，当传感器受突变温度作用后，试求传感器指示出温差的1/3和1/2所需的时间。 13．某传感器为一阶系统，当受阶跃函数作用时，在t=0时，输出为10mV;t→∞时，输出为100mV;在t=5s时，输出为50mV,试求该传感器的时间常数。 14．某一阶压力传感器的时间常数为0.5s,若阶跃压力从25MPa,试求二倍时间常数的压力和2s后的压力。 15．某压力传感器属于二阶系统，其固有频率为1000Hz,阻尼比为临界值的50%,当500Hz的简谐压力输入后，试求其幅值误差和相位滞后。 16.已知某压力传感器的测定范围为0～10000Pa，输入特性表示为： y=10(x-0.00007x2+2000)请问这种传感器能使用吗？ 17.某CO2气体传感器在20。C，浓度范围为0～100ppm时的输入特性表示为 Rx=x+250(kΩ),用差动法回答以下问题（其中R1=10MΩ,E=2V）: ⑴利用最简单的电阻-电压变换电路，绘出X，V0的关系图。 ⑵利用电桥进行电阻-电压变换电路，绘出20 。C时X，V0的关系图。另外，当30。C时，Rx=x+500(kΩ)，在同一张图上再加上X，V0的关系图，然后进行比较。 ⑶采用两个差动法的传感器电路绘出20。C，30。C时X，V0的关系，然后与（2）中的图形进行比较。 18.设阻抗Rs为1 kΩ俄信号源与100V的动力线有50m的并行走线距离，静电感应所产生的噪声电压为多少？分布电容设为10pF/m。 第3章电感式传感器 1.叙述变磁阻式传感器的工作原理。 2.说明差动变压器（螺线管式）传感器的结构形式与输出特性。 3.什么是零点残余电压，有哪些方法可以进行残余电压补偿？ 4.用差动变压器进行位移测量时采用那种电路形式可以直接由输出电压区别位移的大小和方向？

《传感器》习题答案

第一章 思考题与习题 1、什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？ 答：输入量为常量或变化很慢情况下，输出与输入两者之间的关系称为传感器的静态特性。它的性能指标有：线性度、迟滞、重复性、灵敏度与灵敏度误差、分辨率与阈值、稳定性、温度稳定性、抗干扰稳定性和静态误差（静态测量不确定性或精度）. 2、传感器动特性取决于什么因素？ 答：传感器动特性取决于传感器的组成环节和输入量，对于不同的组成环节(接触环节、模拟环节、数字环节等）和不同形式的输入量(正弦、阶跃、脉冲等)其动特性和性能指标不同。 3、某传感器给定相对误差为2％FS ，满度值输出为50mV ，求可能出现的最大误差δ（以mV 计）.当传感器使用在满刻度的1/2和1/8时计算可能产生的百分误差。并由此说明使用传感器选择适当量程的重要性。已知：FS %2=γ， mV y FS 50=；求:δm =？ 解：∵ %100⨯=FS m y δγ； ∴ mV y FS m 1%100=⨯•=γδ 若: FS FS y y 2 11= 则: %4%100251%1001=⨯=⨯=FS m y δγ 若： FS FS y y 812= 则: %16%10025.61%1002=⨯=⨯=FS m y δγ 由此说明，在测量时一般被测量接近量程（一般为量程的2/3以上)，测得的值误差小一些。 4、有一个传感器，其微分方程为x y dt dy 15.03/30=+，其中y 为输出电压(mV ）,x 为输入温度(0C ），试求该传感器的时间常数τ和静态灵敏度k 。已知：x y dt dy 15.03/30=+；求：τ=？，k =？ 解:将x y dt dy 15.03/30=+化为标准方程式为：x y dt dy 05.0/10=+ 与一阶传感器的标准方程：kx y dt dy =+τ 比较有： ⎩⎨⎧==) /(05.0)(100C mV k s τ 5、已知某二阶系统传感器的自振频率f 0=20k Hz ，阻尼比ξ=0.1，若要求传感器的输出幅值误差小于3％，试确定该传感器的工作频率范围。已知:f 0=20k Hz, ξ=0。1。求:%3<γ时的工作频率范围。 解：二阶传感器频率特性（p14-1—30式） ∵ 2222)2()1()(ξωττωω-=k k ∴ %3) 2()1(11)(2222<--=-=ξωττωωγk k k 式中:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=====1 .0816.1252000ξμωτπωs kHz f 则有：

(整理)第七章光电传感器习题答案

•第七章光敏传感器 •1．光电效应通常分为哪几类？简要叙述之。与之对应的光电器件有哪些？ •2．半导体内光电效应与入射光频率的关系是什么？3．光电倍增管产生暗电流的原因有哪些？如何降低暗电流？ •4．试述光电倍增管的组成及工作原理？ •5．简述光敏二极管和光敏三极管的结构特点、工作原理及两管的区别？ •6．为什么在光照度增大到一定程度后，硅光电池的开路电压不再•随入射照度的增大而增大？硅光电池的最大开路电压为多少？•7．试举出几个实例说明光电传感器的实际应用，并进行工作原理的分析。 答案： 一、光电效应分为两类：外光电效应和内光电效应外光电效应：入射光子被物质的表面所吸收，并从表面向外部释放电子的一种物理现象。基于外光电效应的光电器件有光电管、光电倍增管。 内光电效应当光照在物体上，使物体的电导率发生变化，或产生光生电动势的现象。分为光电导效应（如：光敏电阻）和光生伏特效应（如光电池、光电二极管、光电三极管）。 二、、对于不同的本征半导体材料，禁带宽度Eg不同，对入射光的波长或频率的要求也不同，一般都必须满足： 7he1.24「

hv=T^^-Eg 式中v、A分别为入射光的频率和波长。 对于杂质半导体： Ei为杂质电离能三、1、欧姆漏电欧姆漏电主要指光电倍增管的电极之间玻璃漏电、管座漏电和灰尘漏电等。欧姆漏电通常比较稳定，对噪声的贡献小。在低电压工作时，欧姆漏电成为暗电流的主要部分。 在使用光电倍增管时，保证管壳和所有连接件的清洁干燥是十分必要的。 2、热发射 由于光电阴极材料的光电发射阈值较低，容易产生热电子发射，即使在室温下也会有一定的热电子发射，并被电子倍增系统倍增。 要减小热电子发射，应选用热发射小的阴极材料，并在满足使用的前提下，尽量减小光电阴极的面积，降低光电倍增管温度。 3、残余气体放电 光电倍增管中高速运动的电子会使管中的残余气体电离，产生正离子和光子，它们也将被倍增，形成暗电流。这种效应在工作电压高时特别严重，使倍增管工作不稳定。 在管子封口前应低温烘烤多余的残余气体。 4、场致发射 光电倍增管的工作电压高时还会引起管内电极尖端或棱角的场强太高产生的场致发射暗电流。显然降低工作电压场致发射暗电流也将下降；加工时要精细，电极边应做成弯卷状。

传感器章节习题答案10

C1 传感器基础 1 什么是传感器？传感器的基本组成包括哪两个部分？这两个部分各起什么作用？ 答：传感器是一种能把特定被测量的信息按一定规律转换成某种可用信号并输出的器件或装置。传感器由敏感元件和转换元件组成。敏感元件能直接感受或响应被测量；转换元件是将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号。 2简述传感器在自动控制系统中的作用。 答：自动控制系统中传感器的主要作用是将被测非电量转换成与其成一定关系的电量，它是自动控制系统的“感官”、“触角”，自动控制系统通过传感器检测到的信息实现对系统的控制。因此，传感器是自动控制系统中得首要部件，是实现现代化测量和自动控制（包括遥感、遥测、遥控）的主要环节，它对于决定自动控制系统的性能起着重要作用。 3传感器有哪些基本特性？ 答：传感器的基本特性通常可以分为静态特性和动态特性。静态特性是指输入的被测量不随时间变化或随时间缓慢变化时表现的特性。表征传感器静态特性的主要参数有线性度、灵敏度、分辨力和迟滞、重复性；动态特性是指传感器跟踪输入信号变化的特性，表征传感器动态特性的主要参数有响应速度、频率响应。 4简述传感器的发展方向 答：1)．新材料的开发与应用 在原有的半导体、陶瓷材料等基础上，利用新的制造材料来提升传感器性能，提高传感器的产品质量，降低生产成本。 2)．新制造技术的应用 采用精密细微加工技术、蒸镀技术、扩散技术、光刻技术、静电封接技术、全固态封接技术，应用使传感器集成化、超小型化。 3)．新型传感器的开发 利用新的物理效应、化学效应、生物效应开发出相应的新型传感器，从而为提高传感器的性能，拓展传感器的应用范围提供了新的动力。 4)．传感器的集成化 利用集成技术，将敏感元件、测量电路、放大电路、补偿电路、运算电路等制作在同一芯片上，使传感器体积小、质量轻、生产自动化程度高、制造成本低、稳定性和可靠性高、电路设计简单、安装调试时间短。 5)．传感器的智能化 开发具有自补偿、自诊断、自校正及数据的自存储和分析等功能的智能传感器。 6)．新一代航天传感器的研究 采用新原理、新技术研制新型航天传感器。 7)．仿生传感器的研究 开发模仿人的感觉器官的仿生传感器，如视觉传感器、听觉传感器、嗅觉传感器、味觉传感器、触觉传感器。 5.试举出你在日常生活中所遇到的传感器，并说明它的作用。 答：略 6.时间常数为0.001秒的一阶装置对正弦信号进行测量，要求振幅误差在5%以内，求该装置能够测量的正弦信号的最高频率。

传感器技术及应用习题及答案

综合练习 一. 填空题 1．根据传感器的功能要求，它一般应由三部分组成，即.敏感元件、转换元件、转换电路。 2．传感器按能量的传递方式分为有源的和无源的传感器。 3. 根据二阶系统相对阻尼系数ζ的大小，将其二阶响应分成三种情况. 1ζ>时过阻尼；1ζ=时临界阻尼；1ζ<时欠阻尼。 4. 应变计的灵敏系数k 并不等 于其敏感栅整长应变丝的灵敏度系数0k ，一般情况下，0k k <。 5. 减小应变计横向效应的方法.采用直角线栅式应变计或箔式应变计。 6. 应变式测力与称重传感器根据结构形式不同可分为:柱式﹑桥式﹑轮辐式﹑梁式和环式等。 7. 半导体材料受到应力作用时，其电阻率会发生变化，这种现象就称为压阻效应。 8. 光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。 9. 光电效应是光照射到某些物质上，使该物质的电特性发生变化的一种物理现象，可分为外光电效应和内光电效应两类。 10. 基于外光电效应的光电敏感器件有光电管和光电倍增管。基于光电导效应的有光敏电阻。基于势垒效应的有光电二极管和光电三极管。基于侧向光电效应的有反转光敏二极管。 11. 光电倍增管是一种真空器件。它由光电发射阴极（光阴极）和聚焦电极、电子倍增极及电子收集极（阳极）等组成。 12. 光敏电阻器是利用半导体光电导效应制成的一种特殊电阻器，对光线十分敏感，它的电阻值能随着外界光照强弱（明暗）变化而变化。它在无光照射时，呈高阻状态；当有光照射时，其电阻值迅速减小。 13. 光电二极管与光电三极管外壳形状基本相同，其判定方法如下.遮住窗口，选用万用表R*1K 挡，测两管脚引线间正、反向电阻，均为无穷大的为光电三极管。 14. 光电耦合器是发光元件和光电传感器同时封装在一个外壳内组合而成的转换元件。以光为媒介进行耦合来传递电信号，可实现电隔离，在电气上实现绝缘耦合，因而提高了系统的抗干扰能力。 15. 电荷藕合器件图像传感器CCD （Charge Coupled Device ），它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷。 16. 光纤的结构包括：纤芯.包层.涂敷层和护套。

习题参考答案7-光电式传感器

习题7 七、光电式传感器 习 题 7-1.一光电管与5k Ω电阻串联，若光电管的灵敏度为30μA/lm ，试计算当输出电压为2V 时的入射光通量。 解：外光电效应所产生的电压为L L o R K IR U ?== R L 负载电阻，I 光电流，?入射光通量。K 光电管的灵敏度，单位A/lm 。 入射光通量为lm KR U L o 13.135000 10 302 6 =??= = -? 7-2.如图所示电路为光控继电器开关电路。光敏电阻为硫化镉器件，其暗电阻 ，在照度E=100lx 时，亮电阻 ，三极管的β值为50，继电器J 的吸合电流为10mA ，计算继电器吸合时需要多大照度？ 解： 硫化镉暗电阻Ω=M R 100，则暗电导s R g μ1.010 0== 在照度lx E 100=时，亮电阻Ω=k R Lt 5，亮电导s g Lt μ200=。 照度在100lx 范围内可认为光电导是线性变化的。所以由dE dg S g = 可求出光电导灵敏度lx s E g g S Lt g /10 20 10010 1.010 2000 6 6 6 0---?=-?-?= --= 当继电器J 动作时，加在光敏电阻上的电压 3.1010 101007.0123 =??--=--=-E C BE BB I R V V V V 再由式V g VE S I =φ且βφ/C I I =。所以照度值 lx V S I V S I E g C g V 7.93 .1010 25010106 3 =????= = = --βφ。 7-3．光敏二极管的光照特性曲线和应用电路如图所示，图中l 为反相器，R L 为20kΩ，求光照度为多少lx 时U o 为高电平。 Ω=M R 100Ω=k R Lt 5

10光电式传感器习题与解答

第10章光电式传感器 一、单项选择题 1、下列光电式传感器中属于有源光敏传感器的是（）。 A. 光电效应传感器 B. 红外热释电探测器 C. 固体图像传感器 D. 光纤传感器 2、下列光电器件是根据外光电效应做出的是（）。 A. 光电管 B. 光电池 C. 光敏电阻 D. 光敏二极管 3、当光电管的阳极和阴极之间所加电压一定时，光通量与光电流之间的关系称为光电管的（）。 A. 伏安特性 B. 光照特性 C. 光谱特性 D. 频率特性 4、下列光电器件是基于光导效应的是（）。 A. 光电管 B. 光电池 C. 光敏电阻 D. 光敏二极管 5、光敏电阻的相对灵敏度与入射波长的关系称为（）。 A. 伏安特性 B. 光照特性 C. 光谱特性 D. 频率特性 6、下列关于光敏二极管和光敏三极管的对比不正确的是（）。 A. 光敏二极管的光电流很小，光敏三极管的光电流则较大 B. 光敏二极管与光敏三极管的暗点流相差不大 C. 工作频率较高时，应选用光敏二极管；工作频率较低时，应选用光敏三极管 D. 光敏二极管的线性特性较差，而光敏三极管有很好的线性特性 7、下列光电式传感器中属于有源光敏传感器的是（）。 A. 光电效应传感器 B. 红外热释电探测器 C. 固体图像传感器 D. 光纤传感器 8、光敏电阻的特性是（） A．有光照时亮电阻很大 B．无光照时暗电阻很小 C．无光照时暗电流很大 D．受一定波长围的光照时亮电流很大 9、基于光生伏特效应工作的光电器件是（） A．光电管 B.光敏电阻 C．光电池 D.光电倍增管 10、CCD以（）为信号 A. 电压 B.电流

C．电荷 D.电压或者电流 11、构成CCD的基本单元是（） A. P型硅 B.PN结 C. 光电二极管 D.MOS电容器 12、基于全反射被破坏而导致光纤特性改变的原理，可以做成（）传感器，用于探测位移、压力、温度等变化。 A.位移 B.压力 C.温度 D.光电 13、光纤传感器一般由三部分组成，除光纤之外，还必须有光源和( )两个重要部件。 A.反射镜 B.透镜 C.光栅 D.光探测器 14、按照调制方式分类，光调制可以分为强度调制、相位调制、频率调制、波长调制以及( )等，所有这些调制过程都可以归结为将一个携带信息的信号叠加到载波光波上。 A.偏振调制 B.共振调制 C.角度调制 D.振幅调制 15、利用外界因素对于光纤中光波相位的变化来探测各种物理量的传感器，称为( )。 A.相位调制型传感器 B.相位结合型传感器 C.相位振动型传感器 D.相位干涉型传感器 16、半导体激光发光是由( )之间的电子-空穴对复合产生的，激励过程是使半导体中的载流子从平衡状态激发到非平衡状态的激发态。 A.原子 B.分子 C.离子 D.能带 17、固体激光器是以固体为工作物质的激光器，也就是以掺杂的离子型( )和玻璃作为工作物质的激光器。 A.石英晶体 B.高纯硅 C.绝缘晶体 D.压电晶体 18、利用光纤本身的某种敏感特性或功能制作的传感器称为( )。 A.敏感型传感器 B.功能型传感器 C.传光型传感器 D.功敏型传感器 19、光纤仅起传输光波的作用，必须在光纤中间或端面加装其他敏感元件才能构成传感器，称为( )。 A.光容型传感器 B.光感型传感器 C.传光型传感器 D.光敏型传感器 20、光纤振动传感器与其他光纤传感器一样，从原理上讲也可以分为两种类型，实际上，直接以( )作为振动信息的敏感元件,难以分离其他物理量变化产生的影响。 A.光纤 B.电压 C.电流 D.电阻 21、光纤是用( )作为主要原料的一种透明度很高的介质材料，广泛用于通信和传感器。 A.光刻玻璃 B.石英玻璃 C.光刻硅 D.钛铝合金 22、数值孔径NA是光纤的一个重要参数，以下说法不正确的是（） A．数值孔径反映了光纤的集光能力 B．光纤的数值孔径与其几何尺寸有关

光电检测习题解答

1 1、举例说明你说知道的检测系统的工作原理。 （1）光电检测技术在工业生产领域中的 应用：在线检测：零件尺寸、产品缺陷、装 配定 位“ · （2）光电检测技术在日常生活中的应用： 家用电器一一数码相机、数码摄像机：自动对焦一红外测距传 感器自动感应灯：亮度检测一光敏电阻 空调、冰箱、电饭煲：温度检测一热敏电阻、热 电偶遥控接收：红外检测一光敏二极管、光敏三 极管可视对讲、 可视电话：图像获取一面阵CCD 医疗卫生一一数字体温计：接触式一热敏电阻，非接触式一红外传感器办公 商务一一扫描仪：文档扫描一线阵CCD 红外传输数据．红外检测一光敏二极管、光敏三极管 （3）光电检测技术在军事上的应用：夜 视瞄准机系统：非冷却红外传感器技术激光 测距仪：可精确的定位目标 光电检测技术应用实例简介点钞机 （1）激光检测一激光光源的应用用一定波长的红外激光照射第五版人民币上的荧 光字，会使荧光字产生一定波长的激光，通过对此激光的检测可辨别钞票的真假。山 于仿制困难， 故用于辨伪很准确。 （2）红外穿透检测一红外信号的检测红外穿透的工作原理是利用人民币的纸张 比较坚固、密度较高以及用凹印技术印刷的油墨厚度较高，因而对红外信号的吸收 能力较强来辨别钞 票的真假。人民币的纸质特征与假钞的纸质特征有一定的差异，用红外信号对钞 票进行穿透检测时，它们对红外信号的吸收能力将会不同，利用这一原理，可以 实现辨伪。 （3）荧光反应的检测一荧光信号的检测荧光检测的工作原理是针对人民币的纸质进行 检测。一一人民币采用专用纸张制造（含85 ％以上的优质棉花）《假钞通常采用经漂白处理后的普通纸进行制造，经漂白处理后的纸张在紫外线（波长为365nm 的蓝光）的照射下会出现 荧光反应（在紫外线的激发下衍射出波长为420 一 460nm 的蓝光），人民币则没有荧光反应。所以，用紫外光源对运动钞票进行照射并同时用硅光电池检测钞票的荧光反映，可判别钞票真假。

传感器作业及答案

霍尔传感器 1．填空题 （1）霍尔传感器是利用霍尔效应来进行测量的。通过该效应可测量电流的变化、磁感应强度的变化和电流、磁感应强度的变化。 （2）霍尔传感器由半导体材料制成，金属和绝缘体不能用作霍尔传感器。 （3）当一块半导体薄片置于磁场中有电流流过时，电子将受到洛伦兹力的作用而发生偏转，在半导体薄片的另外两端将产生霍尔电动势。 2．选择题 （1）常用（ b ）制作霍尔传感器的敏感材料。 a．金属b．半导体c．塑料 （2）下列物理量中可以用霍尔传感器来测量的是（ a ）。 a．位移量b．湿度c．烟雾浓度 （3）霍尔传感器基于（ a ）。 a．霍尔效应b．热电效应c．压电效应d．电磁感应 （4）霍尔电动势与（a,d ）。 a．激励电流成正比b．激励电流成反比 c．磁感应强度成反比d．磁感应强度成正比 3．问答题 （1）什么是霍尔效应？霍尔电动势与哪些因素有关? 答：在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向上施加磁感应强度为B的磁场，那么，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电势UH(称为霍尔电势电压),这种现象称为霍尔效应。 霍尔电动势的大小正比于控制电流和磁感应强度。如果流过的电流越大，则电荷量就越多，霍尔电动势越高；如果磁感应强度越强，电子受到的洛仑兹力也越大，电子参与偏转的数量就越多，霍尔电动势也越高。此外，薄片的厚度、半导体材料中的电子浓度对霍尔电动势的大小也会有影响。 （2）如图7-15所示，简述液位控制系统的工作原理。 图7-15液位控制系统的工作原理 答：根据图7-15可以看出，储存罐的液体由液体源通过电磁阀向罐内提供，储存罐的液位增加，与之相通的偏管液位也升高，磁铁也随之升高，液位越高，磁铁越靠近霍尔传感器，磁铁作用于霍尔传感器的磁感应强度就越强，霍尔集成电路输出的电压就越大，当储液罐的额液位达到最高液位时，电压将达到设定值，电磁阀关闭，使液体无法流入储液罐。 如果液位没有达到最高位，开关型霍尔集成电路输出的电压无法达到系统所设定的电压值，电磁阀不关闭，液体源继续输送液体，直到达到最高液位为止。

(完整版)传感器试题(答案)

《传感器及应用技术》期末考试试题（C套）答案 一、填空题（每空1分，共30分）： 1、现代信息技术的三大支柱是指：传感器技术、通信技术、计算机技术 2、国家标准(GB7665-87)对传感器(Transducer/Sensor)的定义：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。 3、传感器由敏感元件、传感元件、测量转换电路和辅助电源三部分组成。 4、现代科学技术使人类社会进入了信息时代，来自自然界的物质信息都需要通过传感器进行采集才能获取。 5、测量结果与被测量的约定真值之间的差别就称为误差。 6、对测量结果评价的三个概念（１）精密度、（２）准确度、（３）精确度 7、对传感器的输出量与输入量之间对应关系的描述－－称为传感器的特性。 8、电阻应变式传感器的工作原理是将电阻应变片粘贴到各种弹性敏感元件上，使物理量的变化变成应变片的应力、应变变化，从而变成电阻值变化。 9、热电阻温度计是利用金属导体或半导体材料的电阻率随温度而变化的特性进行温度测量。 10、电感式传感器是利用电磁感应原理，将被测非电量的变化转换成线圈的电感变化的一种传感器。 11、压电传感器是一种典型的自发电式传感器。它以某些电介质的压电效应为基础，在外力作用下，在电介质的表面产生电荷，从而实现非电量的电测转换。 12、热电偶产生的热电势一般由⑴接触电势和⑵温差电势组成。 13光电式传感器是利用光敏元件将光信号转换为电流信号的装置。 14、霍尔传感器是利用霍尔效应原理制成的传感器，主要用来测量磁场的大小。 15、电容式传感器有变面积式、变间隙式和变介质式三种。 16、当输入端加电流I，并在元件平面法线方向加磁感强度为B的磁场，那么在垂直于电流和磁场方向上将产生电动势，这种现象就是霍尔效应。 二、选择题（每1分，共30分）： 1、传感器的精确度是指（ A ） A传感器的输出指示值与被测量约定真值的一致程度 B传感器输出量y和输入量x之比 C传感器能够测量的下限值(y min)到上限值(y max)之间的范围 D输出量与输入量之间对应关系 2、不是基于物质的热胀冷缩现象来反映被测温度高低的是（ D ）。 A玻璃管液体温度计B双金属温度计C压力式温度计D热电阻温度计 3、炼油厂的气化炉耐压压力为6.5MPa，炉表面温度在400-450o C之间，应选用（B ）温度传感器测量。 A、双金属片 B、铂电阻 C、铜电阻 D、热电偶 4、目前，工业用的铂电阻的R0值有（D）两种 A、10Ω和100Ω B、50Ω和100Ω C、100Ω和500 Ω D、100Ω和1000Ω 5、下列说法不正确的是（D） A、热电偶是一种将温度变化转换为热电势变化的温度检测元件。 B、在由导体A、B组成的热电偶回路中接入第三种均质导体C，如果导体C的两端温度相同，则第三种导体的接入不会改变热电偶的总电势EAB（T，T0）的大小。

传感器应用技能实训习题答案_10

技能训练十光电传感器 二、思考题 1．填空题 （1）光电式传感器的工作基础是光电效应，能将光信号的变化转换为电信号的变化。 （2）按照工作原理的不同， （3）光电效应通常分为外光电效应、内光电效应和光生伏特效应三种类型。 （4）常见的基于内光电效应的光敏元件有光敏电阻和光敏晶体管。 （5）光电开关是一种利用光电效应做成的开关。根据检测方式的不同，光电开关可分为对射式、漫反射式、镜面反射式和槽式四种类型。 （6）光敏晶体管传感器是光敏二极管、光敏三极管和光电耦合器的总称。 （7）光电传感器可以检测出所收到的光信号的变化，然后借助光敏元件将光信号的变化转换成电信号，进而输出到处理器中进行处理以实现控制。 （8）光电色质检测器中的传感器属于被测物反光类型的传感器。 （9）光敏二极管工作在反向偏置状态下，即光敏二极管的正极接电源负极，光敏二极管的负极接电源正极。 （10）光敏三极管工作时集电结反偏，发射结正偏。 2．选择题 （1）光敏电阻的工作基础是（ b ）效应。 a．外光电效应b．内光电效应c．光生伏特效应 （2）光敏电阻在光照下，阻值（ a ）。 a．变小b．变大c．不变 （3）光敏二极管工作在（ b ）偏置状态，无光照时（ c ），有光照时（ d ）。 a．正向b．反向c．截止d．导通 （4）光敏三极管与光敏二极管相比，灵敏度（a ）。 a．高b．低c．相同 （5）以下元件中，属于光源的有（acde ），属于光电元件的有（bf ）。 a．发光二极管b．光敏三极管c．光电池 d．激光二极管e．红外发射二极管f．光敏二极管 （6）光敏电阻上可以加直流电压，也可以加交流电压。加上电压后，无光照射时，由于光敏电阻的阻值（a ），电路中只有很（b ）的暗电流；当有适当波长的光照射时，光敏电阻的阻值变（b ），电路中电流也随之变（a ），称为光电流。根据光电流的大小，即可推算出入射光的强弱。 a．大b．小c．相同 （7）在光线作用下，半导体电导率增加的现象属于（b）。

光电式传感器习题及解答.doc

一、单项选择题 1、下列光电式传感器中属于有源光敏传感器的是（）。 A. 光电效应传感器 B.红外热释电探测器 C. 固体图像传感器 D.光纤传感器 2、下列光电器件是根据外光电效应做出的是（）。 A. 光电管 B. 光电池 C. 光敏电阻 D. 光敏二极管 3、当光电管的阳极和阴极之间所加电压一定时，光通量与光电流之间的关系称为光电管的（）。 A. 伏安特性 B. 光照特性 C. 光谱特性 D. 频率特性 4、下列光电器件是基于光导效应的是（）。 A. 光电管 B. 光电池 C. 光敏电阻 D. 光敏二极管 5、光敏电阻的相对灵敏度与入射波长的关系称为（）。 A. 伏安特性 B. 光照特性 C. 光谱特性 D. 频率特性 6、下列关于光敏二极管和光敏三极管的对比不正确的是（）。 A.光敏二极管的光电流很小，光敏三极管的光电流则较大 B.光敏二极管与光敏三极管的暗点流相差不大 C.工作频率较高时，应选用光敏二极管；工作频率较低时，应选用光敏三极管 D.光敏二极管的线性特性较差，而光敏三极管有很好的线性特性 7、下列光电式传感器中属于有源光敏传感器的是（）。 A. 光电效应传感器C. 固体图像传感器 B.红外热释电探测器D.光纤传感器 8、光敏电阻的特性是（） A．有光照时亮电阻很大 B C．无光照时暗电流很大 D 9、基于光生伏特效应工作的光电器件是（ A．光电管 B. C D. ．无光照时暗电阻很小 ．受一定波长范围的光照时亮电流很大 ） 光敏电阻 10、 CCD以（）为信号 A. 电压C．电荷 B. D. 电流 电压或者电流

11、构成CCD的基本单元是（） A. P 型硅结 C. 光电二极管电容器 12、基于全反射被破坏而导致光纤特性改变的原理，可以做成（）传感器，用于探测位移、压力、温度等变化。 A. 位移 B. 压力 C.温度 D. 光电 13、光纤传感器一般由三部分组成，除光纤之外，还必须有光源和( ) 两个重要部件。 A. 反射镜 B.透镜 C.光栅 D. 光探测器 14、按照调制方式分类，光调制可以分为强度调制、相位调制、频率调制、波长调制以及() 等，所有这些调制过程都可以归结为将一个携带信息的信号叠加到载波光波上。 A. 偏振调制 B.共振调制 C.角度调制 D.振幅调制 15、利用外界因素对于光纤中光波相位的变化来探测各种物理量的传感器，称为( ) 。 A. 相位调制型传感器 B.相位结合型传感器 C. 相位振动型传感器 D.相位干涉型传感器 16、半导体激光发光是由( ) 之间的电子- 空穴对复合产生的，激励过程是使半导体中的载流子从平衡状态激发到非平衡状态的激发态。 A. 原子 B. 分子 C.离子 D.能带 17、固体激光器是以固体为工作物质的激光器，也就是以掺杂的离子型( ) 和玻璃作为工作物质的激光器。 A. 石英晶体 B.高纯 硅C.绝缘晶 体 D.压电晶体 18、利用光纤本身的某种敏感特性或功能制作的传感器称为()。 A. 敏感型传感器 B. 功能型传感器 C. 传光型传感器 D. 功敏型传感器 19、光纤仅起传输光波的作用，必须在光纤中间或端面加装其他敏感元件才能构成传感器， 称为()。 A. 光容型传感器 B. 光感型传感器 C. 传光型传感器 D. 光敏型传感器 20、光纤振动传感器与其他光纤传感器一样，从原理上讲也可以分为两种类型，实际上，直 接以 ()作为振动信息的敏感元件, 难以分离其他物理量变化产生的影响。 A. 光纤 B. 电压 C.电流 D.电阻 21、光纤是用( ) 作为主要原料的一种透明度很高的介质材料，广泛用于通信和传感器。 A. 光刻玻璃 B.石英玻璃 C.光刻硅 D.钛铝合金 22 NA A．数值孔径反映了光纤的集光能力 B．光纤的数值孔径与其几何尺寸有关 C．数值孔径越大，光纤与光源的耦合越容易

《传感器》课后习题解答

普通高等教育“十一五”国家级规划教材 传感器课后习题解答 哈尔滨工业大学 机械工业出版社 CHINA MACHINE PRESS

目录 第一章传感器的一般特性..................................................................................... - 1 -第二章电阻式传感器............................................................................................. - 3 -第三章电感式传感器............................................................................................. - 5 -第四章电容式传感器............................................................................................. - 7 -第五章磁电式传感器........................................................................................... - 10 -第六章压电式传感器........................................................................................... - 16 -第七章光电式传感器........................................................................................... - 17 -第八章热电式传感器........................................................................................... - 23 -第九章气电式传感器........................................................................................... - 25 -第十章谐振式传感器........................................................................................... - 26 -第十一章波式和射线式传感器........................................................................... - 28 -第十二章半导体式物性传感器........................................................................... - 30 -第十三章新型传感器........................................................................................... - 31 -

传感器与检测技术习题及答案

传感器与检测技术习题及答案 传感器与检测技术自测练习题1 一、填空 1．传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出与输入的比值。对线性传感器来说，其灵敏度是。 2．铂热电阻的纯度通常用比表示。 3．减少螺线管式差动变压器传感器零点残余电压最有效的办法是尽可能保证传感 器、的相互对称（任填两个）。 4．利用涡流式传感器测量位移时，为了得到较好的线性度和较高的灵敏度，应该让 的距离大大小于。 5．空气介质变间隙式电容传感器中，提高其灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中大都采用式电容传感器。 6．传感器的动态特性是指传感器测量时，其对的响应特性。 7．用热电阻测温时，它在桥路中有不同的接法。工业测量中通常采用制接法。 8．金属电阻应变片敏感栅的形式和材料很多，其形式以式用的多，材料以用的最广泛。 9．单线圈螺线管式电感传感器对比闭磁路变隙式电感传感器的优点是大、好、结构简单和便于操作。 10．螺线管式差动变压器传感器中，零点残余电压是评定差动变压器性能的主要指标之一。它的存在造成传感器在附近灵敏度降低、测量大等。 11．机械弹性敏感元件的灵敏度是指作用下产生的。灵敏度大，表明弹性元件刚度。 12．电阻应变片中，电阻丝敏感栅的灵敏系数小于其电阻丝的灵敏系数的现象，称为应变片的。 13．闭磁路变隙式电感传感器主要由线圈、及铁芯组成。

14．把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据的基本原理制成的，其次级绕组都用形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。 15．对于高频反射式电涡流传感器来说，为了使其具有较高的度，不产生电涡流的透射损耗，要求被测特必须达到一定的度。 16．电容式传感器中，变间隙式一般用来测量的位移。 17．传感器的基本特性通常用其和来描述。当传感器变换的被测量处于动态时，测得的输出—输入关系，称为。 18．闭磁路变间隙式电感传感器工作时，衔铁与被测物体连接，当被测物体移动时，引起磁路中气隙磁阻发生相应变化，从而导致线圈的变化。 19．电涡流传感器配用的测量电路有：电路、电路（任选两个）。 20．振弦式传感器应用实例有：传感器、传感器（任选两个）。 21．振筒式传感器中，激励器由和线圈组成；拾振器由和线圈组成。 22．测量仪表的精确度是和两者的总和。精确度简称。 23．电容式传感器中，变介电常数式多用于的测量。 24．振膜式传感器中，振膜是恒弹性磁性合金制成的圆形膜片，由圆杯形支架支撑坐在上。 25．传感器变换的被测量的数值处在下，传感器的关系称传感器的静特性，其主要技术指标有：、灵敏度、迟滞和重复性等。 26．电涡流传感器的主体是。因而它的性能对整个测量系统的性能产生重要影响。 27．电容式传感器中，变面积式常用于较大的的测量。 28．振弦式传感器间歇激励方式的结构中，只有一个线圈和永久磁铁，它们既 是，又是。 29．振筒式传感器是用均匀作为敏感元件，将被测气体压力或密度的变化转换成。答案 填空