本文格式為Word版，下載可任意編輯——傳感器原理及應用試題庫（2）粘貼在試件上的應變計，保持溫度恒定，在某一恒定機械應變長期作用下，指示應變隨時間變化的特性，稱為應變計的蠕變。粘合劑的選用和使用不當，應變計在制造過程中產生的內應力等，是造成應變計產生蠕變的主要原因。61、

什么是光電效應？

答：半導體材料的電學特性受到光的照射而發生變化。光電效應分為外光電效應和內光電效應，內光電效應又分為光電導效應和光生伏特效應。62、

簡述光敏電阻的結構原理。

答：光敏電阻的工作原理是基于光電導效應：在無光照時，光敏電阻具有很高的阻值；在有光照時，黨光子的能量大于材料禁帶寬度，價帶中的電子吸收光子能量后躍遷到導帶，激發出可以導電的電子-空穴對，使電阻降低；光線越強，激發出的電子-空穴對越多，電阻值越低；光照中止后，自由電子與空穴復合，導電性能下降，電阻恢復原值。63、

簡述應變計對粘貼劑的要求。

答：有一定的粘結強度。能確鑿傳遞應變。蠕變小。機械滯后小。耐疲乏性能好。具有足夠的穩定性能。對彈性元件和應變計不產生化學腐蝕作用。有適當的儲存期。應有較大的溫度使用范圍。64、

傳感器技術發展迅速的原因

答：（1）電子工業和信息技術促進了傳感器產業的相應發展（2）政府對傳感器產業發展提供資助并大力扶植（3）國防、空間技術和民用產品有廣大的傳感器市場（4）在大量高新技術領域可獲得用于開發傳感器的理論和工藝65、

干擾型光纖傳感器的基本原理？

答：干擾型光纖傳感器的基本機理是：在一段單模光纖中傳輸的相干光，因待測能量場的作用，而產生相位調制。

66、

相位跟蹤系統的功能？

答：（1）抵消任何不必要的大的低頻香味漂移，使干擾儀保持平衡；（2）提供保證干擾儀在正交狀態下工作的相移。

67、

什么是溫度系數？

46

答：溫度系數是反映濕度傳感器的濕度特征量-相對濕度特征曲線隨環境溫度而變化的特征。

68、

半導體氣敏器件的分類？

答：目前研究和使用的半導體氣敏器件大體上可分為電阻式和非電阻式兩大類。電阻式又可分成表面控制型和體電阻控制型。非電阻式又可分為利用表面電位的、二極管整流特性的和晶體管特性的三種。

69、

溫度傳感器的分類？

答：溫度傳感器從使用上大致可分為接觸型和非接觸型兩大類，前者是讓溫度傳感器直接與待測對象接觸，后者是使溫度傳感器與待測對象離開一定距離，檢測從待測對象放射出的紅外線，從而達到測溫的目的。

70、

解釋彎曲損耗？

答：彎曲損耗有兩種類型。一種類型是由整根光纖以給定尺寸的半徑彎曲所引起的，如把光纖繞在卷筒上可能引起的損耗。另一種類型稱為微彎損耗，是由于纖芯軸線方向的隨機變化引起的。它是由外力、纖芯或包層的不完整性、纖芯-包層界面的波動、微小的疵點等原因造成的。

71、

什么是電阻應變效應？

是指金屬導體的電阻在導體受力產生變形（伸長或縮短）時發生變化的物理現象。當金屬電阻絲受到軸向拉力時，其長度增加而橫截面變小，引起電阻增加。反之，當它受到軸向壓力時則導致電阻減小72、

內光電效應分為幾種，簡述他們產生的原因？

光電導效應：入射光強改變是物質導電率的物理現象叫光電導效應光生伏特效應：半導體材料吸收光能后，在PN節上產生電動勢的效應。73、74、75、76、77、78、

1差值法的優點：35頁2.光敏電阻的優點：65頁

3.說出光電二極管的任意一種工作狀態：71頁4什么是光電導效應：53頁5什么是選擇式自補償應變計33頁1、什么是傳感器的靈敏度

47

靈敏度是描述傳感器的輸入量（一般為電學量）對輸入量（一般為非電學量）敏感程度的特性參數。其定義為：傳感器的變化值和相應的被測量（輸入量）的變化值之比，用公式表示為

K（x）=輸出量的變化值/輸入量的變化值=△y/△x79、

為什么PN結會產生光伏特效應

光照到PN結上時，假使光能足夠大，光子能量大于半導體材料的禁帶寬度，電子就能夠從低價帶躍遷到導帶，成為自由電子，二價帶則相應成為自由空穴。這些電子-空穴對在PN結的內部電場作用下，電子被推向N區外側，空穴被推向P區外側，使N區帶上負電，P區帶上整點。這樣，N區和P區之間就產生的電位差，于是PN結兩側便產生了光生電動勢。80、

什么是傳遞函數？在數學上的定義是什么？

bmsm?bm?1sm?1??b1s?b0答：G（s）=nn?1ans?an?1s??a1s?a0初始值為零時，輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。81、

傳感器存在靈敏度界限的原因？

答：一個是輸入的變化量通過傳感器內部被吸收，因而反應不到輸出端上去。其次個原因是傳感器輸出存在噪聲。

82、簡述相位跟蹤系統的功能

答：相位跟蹤系統的功能:

（1）抵消任何不必要的大的低頻相位漂移,使干擾儀保持平衡

（2）提供保證干擾儀在正交狀態下工作的相移.相位跟蹤系統和光纖相位調制器組成。

83、

分別說明接觸型半導體傳感器中半導體熱敏電阻、PN結型熱敏器

件、PN集成溫度傳感器、半導體光纖溫度傳感器的優缺點。

答：(1)半導體熱敏電阻

特點：靈敏度高，小型，使用便利

缺點：互換性和穩定性還不夠理想，非線性嚴重，不可在高溫下使用(2)PN結型熱敏器件

優點：體積小，反應快，線性較好，價格低廉，

用途：電子儀器和家用電器的過熱保護，簡單的溫度顯示和控制局限：只能用來測量150攝氏度以下的溫度(3)集成溫度傳感器

反溫度傳感器與后續的放大器等用集成化技術制作在同一基片上而成的，集傳感與放為一體的功能器件。

48

優點：線性關系，精度高，使用便利。(4)半導體光纖溫度傳感器

優點：抗干擾性好，細，輕，能量損失小。

84、光電管的頻率響應是什么？

答：光電管的頻率響應是指，一定頻率的調制光照射時，光電管輸出的光電流（或負載上的電壓）隨頻率的變化關系。85、

感濕靈敏度定義。

在某一相對濕度范圍內，相對濕度改變1%RH時，濕度傳感器感濕特性征量的變化值或百分率為感濕靈敏度，簡稱靈敏度，又稱濕度系數。86、

簡述壓電諧振傳感器工作原理。

壓電諧振式感器是利用壓電晶體諧振器的共振頻率隨被測物理量變化進行測量的87、

什么是傳感器？傳感器由哪三個部分組成？

答：傳感器是一種以一定的確切度把被測量轉換為與之有確定對應關系的便于應用的某種物理量的測量裝置。傳感器的組成：

敏感元件——直接感受被測量(非電量)能產生有確定關系的輸出量傳感元件——又稱為變換器，一般狀況它不直接感受被測量，而是將敏感元件的輸出量轉換為電量輸出的元件。

變換電路——能把傳感元件輸出的電量轉換為便于處理、傳輸、記錄、顯示和控制的有用電信號的電路。88、

什么是晶體壓電效應？請舉例說明。

答：當某些晶體沿一定方向伸長或壓縮時，在其表面上會產生電荷，這種效應稱為壓電效應。一些晶體當不受外力作用時，晶體的正負電荷中心相重合，單位體積中的電距等于零，晶體對外不浮現極性，而在外力作用下晶體形變時，正負電荷的中心發生分開，這是單位體積的電鋸不再等于零，晶體表現出極性。另外一些晶體由于具有中心對稱的結構，無論外力如何作用，晶體正負電荷的中心總是重合在一起，因此這些晶體不會出現壓電效應。89、

什么是聲表面波？SAW傳感器主要有那些特性？

答：聲表面波是一種能量集中于媒質表面、沿表面傳播、其振幅隨深度指數

49

衰減上網彈性波。SAW傳感器具有分辯率高、靈敏度搞、可靠、一致性好、制造簡單等優點，而且由于它符合數字化、集成化和高精度的發展方向，國際上對其研究和開發十分重視，是當代傳感器的重要支柱之一。90、

光敏電阻中什么是光電流，什么是亮電流，什么是暗電流？

答：在溫室條件下，光敏電阻在全暗后經過一定時間測得的電阻值為暗電阻，此時給定工作電壓下流過光敏電阻的電流為暗電流。

光敏電阻在某一光照下的阻值，稱為該光照下的亮電阻，此時流過的電流為亮電流。

亮電流與暗電流的差為光電流。91、

簡述光敏電阻的結構原理？

答：光敏電阻的工作原理是基于光電導效應：在無光照時，光敏電阻具有很高的而阻值；在有光照時，當光子的能量大于材料禁帶寬度，價帶中的電子吸收光子能量后躍遷到導帶，激發出可以導電的電子-空穴對，使電阻降低。92、

簡要分析存在靈敏度界限的原因，并舉例說明。（5分）

答：一是輸入的變化量通過傳感器內部被吸收，反應不到輸出端上去，即內部損耗了。二是傳感器輸出存在噪聲，假使傳感器的輸出值比噪聲電平小，就無法把有用信號和噪聲分開。假使不加最起碼的輸入值是得不到有用的輸出值的。

93、

傳遞函數有哪些功用？（5分）

答：（1）傳遞函數的功用之一：在方塊圖中用作表示系統的圖示符號。（2）另一方面,當組成系統的各個元件或環節的傳遞函數已知時,可以用傳遞函數來確定該系統的總特性,可用單個環節的傳遞函數的乘積表示系統的傳遞函數。

（3）對于繁雜系統的求解,我們可以將其化成簡單系統的組合,其解則為簡單系統解的組合。94、

按傳播模式分類，光纖有幾種類型，它們的定義分別是？

（1）：單模光纖：尋常是指階躍型光纖中的纖芯尺寸很小、光纖傳播的模式很少、原則上只能傳送一種模式的光纖。（2）：多模光纖：尋常是指階躍型光纖中的纖芯尺寸較大、傳播的模式好多的光纖。

50

一：填空題（每空1分）

1.依據傳感器的工作原理，傳感器分敏感元件，轉換元件，

測量電路三個部分組成。

2.半導體應變計應用較普遍的有體型、薄膜型、擴散型、外延型等。3.光電式傳感器是將光信號轉換為電信號的光敏元件，根據光電效應可以分為

外光電效應，內光電效應，熱釋電效應三種。4.亮電流與暗電流之差稱為光電流。

5.光電管的工作點應選在光電流與陽極電壓無關的飽和區域內。

6.金屬絲應變傳感器設計過程中為了減少橫向效應，可采用直線柵式應變計

和箔式應變計結構。

7.反射式光纖位移傳感器在位移-輸出曲線的前坡區呈線性關系，在后坡區與

距離的平方成反比關系。

8.根據熱敏電阻的三種類型，其中臨界溫度系數型最適合開關型溫度傳感器。

＋UCRLE9.畫出達林頓光電三極管內部接線方式：

10.靈敏度是描述傳感器的輸出量對輸入量敏感程度的特性參數。其定義為：傳

感器輸出量的變化值與相應的被測量的變化值之比，用公式表示k（x）=Δy/Δx。

11.線性度是指傳感器的輸出量與輸入量之間是否保持理想線性特性的一

種度量。依照所依據的基準之線的不同，線性度分為理論線性度、端基線性度、獨立線性度、最小二乘法線性度等。最常用的是最小二乘法線性度。

12.根據敏感元件材料的不同，將應變計分為金屬式和半導體式兩大類。13.利用熱效應的光電傳感器包含光熱、熱電兩個階段的信息變換過

程。

14.應變傳感器設計過程中，尋常需要考慮溫度補償，溫度補償的方法電橋補償

法、計算機補償法、應變計補償法、熱敏電阻補償法。15.應變式傳感器一般是由電阻應變片和測量電路兩部分組成。

1

16.傳感器的靜態特性有靈敏度、線性度、靈敏度界限、遲滯差和穩定性。17.在光照射下，電子逸出物體表面向外發射的現象稱為外光電效應，入

射光強改變物質導電率的物理現象稱為內光電效應。18.光電管是一個裝有光電陰極和陽極的真空玻璃管。

19.光電管的頻率響應是指一定頻率的調制光照射時光電輸出的電流隨頻率變

化的關系，與其物理結構、工作狀態、負載以及入射光波長等因素有關。多數光電器件靈敏度與調制頻率的關系為Sr（f）=Sr。/(1+4π2f2τ2)20.內光電效應可分為光電導效應和光生伏特效應。

21.國家標準GB7665--87對傳感器下的定義是：能夠感受規定的被測量并依照

一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置，尋常由敏感元件和轉換元件組成。

22.傳感器按輸出量是模擬量還是數字量，可分為模擬量傳感器和數字量傳感器23.傳感器靜態特性的靈敏度用公式表示為：k(x)=輸出量的變化值/輸入量的變化

值=△y/△x

24.應變計的粘貼對粘貼劑的要求主要有：有一定的粘貼強度；能確鑿傳遞應變；

蠕變小；機械滯后小；耐疲乏性好；具有足夠的穩定性能；對彈性元件和應變計不產生化學腐蝕作用；有適當的儲存期；應有較大的溫度適用范圍。25.根據傳感器感知外界信息所依據的基本校園，可以將傳感器分成三大類：物理傳感器，化學傳感器，生物傳感器。P3

26.應變式測力與稱重傳感器根據彈性體的的結構形式的不同可分為柱式傳感

器、輪輻式傳感器、懸梁式傳感器和環式傳感器

27.大多數接收器對所感受的波長是有選擇性的，接受器對不同波長光的反應程

度稱為光譜靈敏度，其表達式為：S(?)?U(?)?(?)28.應變式傳感器一般是由電阻應變片和測量電阻兩部分組成。29.應變式傳感器的基本構成尋常可分為兩部分：彈性敏感元件、應變計30.傳感器種類繁多，根據傳感器感知外界信息的基本效應，可將傳感器分為

基于物理效應，基于化學效應，分子識別三大類。31.長為l、截面積為A、電阻率為ρ的金屬或半導體絲，其電阻為：R??

l。A2

32.傳感器是靜態特性有靈敏度、線性度、靈敏度閾值、遲滯差、穩定性（5）33.溫度補償的方法電橋補償法、計算機補償法、應變計補償法、熱敏電阻補償

法（4）

34.在應變計設計過程中，為了減少橫向效應，可采用直角線柵式應變計或箔式

應變計。

35.光電式傳感器是將光信號轉換為電信號的光敏元件，其中內光電效應可以分

為光電導效應、光生伏特效應。

36.應變計的允許的最高工作頻率f是應變計的重要參數，若應變波幅測量的相

對誤差為e，在該材料中的傳播速度為v，則對于L的應變計，其f=37.應變計根據敏感元件的材料不同，可分為金屬式和半導體式。38.應變計根據敏感元件的不同可以分為金屬式和半導體式兩大類。39.應變測力傳感器由彈性體、應變計和外殼組成。40.內光電效應分為光電導效應和光生伏特效應。41.光敏電阻的溫度特性的公式是α=

?6e。?lR2?R1?100%（R1為在一定光照下，溫

(T2?T1)R2度為T1時的阻值；R2為在一定光照下，溫度為T2時的阻值）

42.電阻應變計，也稱應變計或應變力，是一種能將機械構件上的應變的變化轉

換成電阻變化的傳感元件。

43.一個高階系統的傳感器總可以看成是由若干個零階系統、一階和二階系統組

合而成的。

44.敏感光柵越窄，基長越長的應變計，其橫向效應引起的誤差越小(大/小)。45.應變式傳感器的基本結構尋常可以分為兩部分，彈性敏感元件和應變計。46.應變計自補償方法包括：選擇式自補償應變計和雙金屬敏感柵自補償應變計。47.入射光強改變物質導電率的物理現象叫做光電導效應。

48.光電倍增管是利用二次電子釋放效應，將光電流在管內部進行放大。49.依據傳感器的輸出信號形式，傳感器可分為模擬式傳感器，數字式

傳感器。

50.傳感器線性度公式et??

?max?100%，其中，YFS表示的是傳感器滿量程YFS3

輸出平均值。

51.兩個各有G1(s)和G2(s)傳遞函數的系統串聯后，假使其阻抗匹協同適，相互

之間不影響彼此的工作狀態，那么其傳遞函數為G(s)=G1(s)?G2(s)。52.試驗說明，金屬線材的應變計實際靈敏度k恒（＞、＜或＝）理論

靈敏度系數k0,其原因除了粘合劑、基片傳遞變形失真外，主要原因是存在橫向效應。

53.光電倍增管是利用二次電子釋放效應，將光電流在管內部進行放大。它

由光電陰極、若干倍增極和陽極三部分組成。

54.根據傳感器感知外界信息所依據的基本效應，可將傳感器分為三大類，分別

是：物理傳感器、化學傳感器、生物傳感器

55.輸入逐漸增加到某一值，與輸入逐漸減小到同一入值時的輸出值不相等，叫

做遲滯現象。遲滯差表示這種不相等的程度。其值以滿量程的輸出ＹFS的百分數表示。

56.由于環境改變而帶來的溫度誤差，稱為應變計的溫度誤差，又稱熱輸

出

57.懸臂梁作為彈性敏感原件，根據其界面形狀不同，一般可分為等截面梁和

等強度梁。

58.線性度和靈敏度是傳感器的靜態指標，而頻率響應特性是傳感器的動

態指標。

59.金屬電阻的應變效應是金屬電阻應變片工作的物理基礎。

60.光纖的類型按折射率變化類型分類有躍階折射率光纖，漸變折射率光纖，

按傳播模式的多少分類有單模光纖，多模光纖。

61.相位型光纖傳感器尋常使用相位檢測的方法，該方法主要包括：零差檢

測、外差檢測、合成外差檢測等三種方法。

62.厚度剪切模的石英振子固有共振頻率為

63.法布里-珀羅干擾儀，它是由兩塊平行的部分透射平面鏡組成的。這兩塊平

面鏡的反射率尋常是十分大的，一般大于或等于95%。。

64.能保證一個濕敏器件正常工作的環境的最大變化范圍稱為濕度量程。65.光纖傳播過程中由于材料的吸收，散射和彎曲處的輻射損耗等的影響，

4

不可避免的要有損耗。

66.測量加速度的傳感器種類好多，目前使用最廣泛、最普遍的是壓電加速度

傳感器

67.光線的結構由纖芯，包層，護套三個部分組成。68.依據干擾型光纖傳感器的基本原理，目前光纖傳感器中采用四種不同的干擾

測量結構。它們分別是邁克爾孫、馬赫-澤德、薩格奈克和法布里-珀羅等四種結構。

69.熱敏電阻有三種類型，即正溫度系數型、負溫度系數型、臨界溫度系數

型

70.光纖按折射率變化類型可分為階躍折射率光纖和漸變折射率光纖；按

傳播模式的多少可分為單模光纖和多模光纖。

71.光纖的導光能力取決于纖芯和包層光學性能，數值孔徑作為光纖的幾個重要

參數，根據光纖纖心折射率n1和包層折射率n2，數值孔徑可以定義為：

2NA?n12?n2，單模傳輸條件是V<2.40472.紅外熱輻射傳感器，從原理上可以分為熱電型和光量子型。73.光量子型傳感器可以分為光導型、光電型、光電磁型、肖特基型

74.傳感器按工作原理分為：應變式，電容式，電感式等。75.傳感器靈敏度定義為：k(x)??y?x76.內光電效應分為：光電導效應和光生伏特效應。77.光電二極管是利用PN結單向導電性的結構光電器件

78.依據光纖傳感器的原理，可以分為強度型(振幅型)光纖傳感器與干擾型

光纖傳感器。

79.光纖的結構：纖芯，包層，護套

80.從傳感器機理上來說，光纖傳感器可分為振幅型和相位型兩種。

81.當某些晶體沿一定方向伸長或者壓縮是，在其表面上會產生電荷，這種效應

稱為壓電效應＿＿。

82.溫度傳感器從使用上分大致可以分為接觸型和非接觸型兩大類

83.輻射能量的最大值所對應的波長隨溫度的升高想短波方向移動，用公式表

5

（4）機械滯后小，可測量靜態應變、低頻應變等。32、

簡述諧振式傳感器的優點

答：以數字輸出，不必經過A/D轉換就可以便利的與計算機相連，組成

33、

高精度的測量和控制系統，功耗少、穩定性高。

簡述半導體熱敏電阻的工作原理

答：由于熱運動（譬如溫度升高），越來越多的載流子客服禁帶寬度（或

電離能）引起導電。34、

光電倍增管工作原理

答：是利用二次電子釋放效應，將光電流在管內部進行放大。所謂二次電子釋放效應是指高速電子樁基固體表面，再發射出二次電子的現象。35、

熱電型輻射傳感器

答：熱電型輻射傳感器是指由于輻射熱引起無件溫度的微小變化，導致電阻一類的物理量度

的變化，而達到測溫的目的。這類傳感器一般與波長無關。熱電型紅外傳感器的優點是使用便利，缺點是響應速度慢，靈敏度低。36、

絕對濕度和相對濕度

答：兩者的定義分別為：

(1)絕對濕度:在一定溫度和壓力條件下，單們體積的混合氣體中所含水蒸氣的質

量為絕對濕度。

(2)相對濕度:相對濕度是指氣體的絕對濕度與同一溫度下達到飽和狀態的絕對濕度的百分比。

37、

半導體磁敏傳感器

答：半導體磁敏傳感器是指電參數按一定規律隨磁性量變化的傳感器，常用的有霍爾傳感器和磁敏電阻傳感器。利用磁場作為媒介來檢測位移、振動、力、轉速、加速度、流量、電流、電功率等。可實現非接觸測量，并且不從磁場中獲取能量。

38、濕滯回線

答：濕度傳感器在升濕和降濕來回變化時的吸濕和脫濕特性曲線不重合，所構成

的曲線叫濕滯回線。39、

溫度系數

答：溫度系數是反映濕度傳感器的感濕特征量—相對濕度特性曲線隨環境溫度而

變化的特征40、

光生伏特效應如何產生？

答：當光照射到距表面很近的PN節時，假如光能足夠大，光子能量大于半導體材料的禁帶寬度，電子就能從價帶躍遷到導帶，成為自由電子。由于光生電子、空穴在擴散過程中會分別于半導體中的空穴、電子復合，因此載流子

41

的壽命與擴散長度有關。只有PN結距表面的厚度小于擴散長度，才能形成光電流產生光生電動勢。

41、

模式去除器的作用？

答：吸收幾乎所有可能在光纖包層中傳播的光。首先保證只有纖芯光才能到達變形器中的光纖段，其次是保證吸收掉因采用變形器而進去包層中的任何纖芯光。42、

簡說薩格奈克(Sagnac)干擾儀的工作原理。

平面鏡平面鏡激光器光檢測器

見書本P108圖4.21

43、光電效應可分為哪三種類型，簡單說明傳感器的原理并分別列出以之為

基礎的光電傳感器。

答：光電效應可分為：

A.外光電效應：指在光的照射下，材料中的電子逸出表面的現象。光電管及光電倍增管均屬這一類。它們的光電發射極，即光明極就是用具有這種特性的材料制造的。

B.內光電效應：指在光的照射下，材料的電阻率發生改變的現象。光敏電阻即屬此類。

C.光生伏特效應：利用光勢壘效應，光勢壘效應指在光的照射下，物體內部產生一定方向的電動勢。光電池是基于光生伏特效應制成的，是自發電式有源器件。44、

簡述光敏電阻的特點：

靈明度高光譜響應范圍寬體積小重量輕機械強度高耐沖擊抗過載能力強耗散功率大壽命長45、

箔式應變計與絲式應變計相比有什么優點？

答：

（1）工藝上能保證線柵的尺寸正確、線條均勻，大批量生產時，阻值離散

程度小。

（2）可根據需要制成任意外形的箔式應變計和微型小基長的應變計。

42

（3）敏感柵截面積為矩形，表面積大，散熱好，在一致截面狀況下能通過

較大的電流。

（4）厚度薄，因此具有良好的可撓性，它的扁平狀箔柵有利于形變的傳遞。（5）蠕變小，疲乏壽命高。（6）橫向效營小。

（7）便于批量生產，生產效率高。46、

應變計的零漂的定義以及產生零漂的原因？

答：恒定溫度下，粘貼在試件上的應變計，在不承受載荷的條件下，電阻隨時間變化的特性稱為應變計的零漂。零漂的主要原因是，敏感柵通過工作電流后的溫度效應，應變計的內應力漸漸變化，粘接劑固化不充分等。47、

應變計溫度誤差產生的原因？

答：產生溫度誤差的原因有兩點：

（1）敏感柵金屬絲電阻本身隨溫度發生變化。

（2）試件材料與應變絲材料的線膨脹系數不一，是應變絲產生附加變形而造

成的電阻變化。

48、

對光電器件靈敏度的理解？

答：光電器件對輻射通量的反應成為靈敏度，也成為響應。反應用電壓或電流表示，對可將光常用的有流明靈敏度和勒克斯靈敏度。流明靈敏度Slm=光電流（A）/光通量（lm）勒克斯靈敏度Slx=光電流（A)/受光面照度（lx）49、

什么是傳感器的靈敏度

靈敏度是描述傳感器的輸入量（一般為電學量）對輸入量（一般為非電學量）敏感程度的特性參數。其定義為：傳感器的變化值和相應的被測量（輸入量）的變化值之比，用公式表示為：

K（x）=輸出量的變化值/輸入量的變化值=△y/△x50、

光電效應可分為哪三種類型，簡單說明傳感器的原理并分別列出以之為

基礎的光電傳感器。答：光電效應可分為：

a)外光電效應：指在光的照射下，材料中的電子逸出表面的現象。光

43

電管及光電倍增管均屬這一類。它們的光電發射極，即光明極就是用具有這種特性的材料制造的。

b)內光電效應：指在光的照射下，材料的電阻率發生改變的現象。光

敏電阻即屬此類。

c)光生伏特效應：利用光勢壘效應，光勢壘效應指在光的照射下，物

體內部產生一定方向的電動勢。光電池是基于光生伏特效應制成的，是自發電式有源器件。

51、

應變式傳感器與其他類型傳感器相比具有如下特點:

(1)測量范圍廣、精度高。(2)性能穩定可靠,使用壽命長。(3)頻率響應特性較好。

(4)能在惡劣的環境條件下工作。(5)易于實現小型化、整體化52、

簡說熱釋電效應

答：當一些晶體受熱時，在晶體兩端將會產生數量相等而符號相反的電荷。這種由于熱變化而產生的電極化現象稱為熱釋電效應。

尋常，晶體自發極化所產生的束縛電荷被空氣中附集在晶體外表面的自由電子所中和，其自發極化電矩不能顯示出來。當溫度變化時，晶體結構中的正、負電荷重心產生相對位移，晶體自發極化值就會發生變化，在晶體表面就會產生電荷耗盡。

53、

什么是彈性敏感元件。

答：傳感器中由彈性材料制成的敏感元件。在傳感器的工作過程中常采用彈性敏感元件把力、壓力、力矩、振動等被測參量轉換成應變量或位移量，然后再通過各種轉換元件把應變量或位移量轉換成電量。54、

什么是熱釋電效應？

答：由于溫度的變化，熱釋電晶體和壓電陶瓷等會出現結構上的電荷中心相對位移，使他們的自發極化強度發生變化，從而在它們的兩端產生異號的束縛電荷，這種現象稱為熱釋電效應。55、

金屬式應變片和半導體式應變片在工作原理上有什么不同？

44

答：金屬應變片是通過變形改變絲柵的幾何尺寸，而它的電阻率一般不變，半導體應變片是基于壓阻效應而工作的，就是說沿半導體晶軸的應變，使它的電阻率有很大的變化，從而產生電阻變化。56、

什么是電橋補償法？

在被測試件上安裝一工作應變計，在另外一個于被測試件的材料一致，但不受力的補償件上安裝一補償應變計。補償件于被測試件處于完全一致的溫度場內。測量時，使兩者接入電橋的相鄰臂上，由于補償片RB是與工作片R1完全一致的，且都貼在一致的試件上，并處于一致的溫度下，這樣，由于溫度變化使工作片產生的電阻變化ΔR1t與補償片的電阻變化RBt相等，因此，電橋輸出Usc與溫度無關，從而補償了應變計的溫度誤差。57、

簡要說明光電倍增管的工作原理。

光陰極在光子作用下發射電子，這些電子被外電場(或磁場)加速，聚焦于第一次極。這些沖擊次極的電子能使次極釋放更多的電子，它們再被聚焦在其次次極。這樣，一般經十次以上倍增，放大倍數可達到108～1010。最終，在高電位的陽極收集到放大了的光電流。輸出電流和入射光子數成正比。58、

簡要說明光電式傳感器的應用和特點:

光電傳感器是將光信號轉化為電信號的光敏器件，可用于檢測直接引起光強變化的非電量，如光強，輻射測溫，氣體成分分析等，也可用于測量能轉換為光量變化的其他非電量，如零件線度，表面粗糙度，位移，速度，加速度。具有非接觸，相應快，性能可靠等優點。59、

什么是傳感器？

答：傳感器是與人的感覺器官相對應的元件。能夠感受規定的被測量并依照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置，尋常由敏感元件和轉換元件組成。60、

什么是零漂和蠕變？

答：（1）恒定溫度下，粘貼在試件上的應變計，在不承受載荷的條件下，電阻隨時間變化的特性稱為應變計的零漂。零漂的主要原因是，敏感柵通過工作電流后的溫度效應,應變計的內應力漸漸變化，粘接劑固化不充分等。

45

A.體積小B.重量輕C.機械強度高D.耗散功率小37、

采用硅材料的雪崩式光電二極管的響應波長范圍(B)

A.0.4-0.5μmB.0.4-1.0μmC.0.5-1.0μmD.0.5-1.5μm38、

以下哪一項不是金屬式應變計的主要缺點（D）

A：非線性明顯B：輸出信號微弱C：抗干擾能力差D：響應時間慢39、

以下那個質量是直接影響傳感器的性能和精度（B）

A：應變計。B：彈性敏感元件。C：敏感柵。D：電路電阻。40、

下面哪項不是SAW傳感器的優點：AA辨別率低B靈敏度高C制造簡單D可靠

41、

下面哪個不是反射式光纖位移傳感器的特點：DA結構簡單B設計靈活C性能穩定D精度高

42、

下面哪個不是壓電加速度傳感器：B

A壓縮式壓電加速度傳感器B壓電諧振式傳感器C剪切式雅典加速度傳感器D彎曲式壓電加速度傳感器

43、

以下哪一項金屬是最良好的檢測汞的涂層材料（D）A：金B：銀C：銅D：鐵

44、

對于我們日常生活中，所謂濕度的定義說法正確的是（D）

A：氣體的相對濕度與同一溫度下達到飽和狀態的相對溫度Ps的百分比。

31

B：氣體的絕對濕度與同一溫度下達到飽和狀態的相對溫度Ps的百分比。C：氣體的相對濕度與同一溫度下達到飽和狀態的絕對溫度Ps的百分比。D氣體的絕對濕度與同一溫度下達到飽和狀態的絕對溫度Ps的百分比。

45、

下面哪個屬于強度型光纖傳感器C

A邁克爾遜干擾儀B馬赫—澤德干擾儀C光纖測壓傳感器D法布里干擾儀

46、

以下哪一項屬于相位型傳感器的缺點（C）

A：靈敏度低

B：確切度低

C：結構較繁雜，檢測也需要繁雜的手段D：響應時間慢47、

目前光纖傳感器尋常采用四種不同的干擾測量結構，以下哪一種不屬于上述四種結

構的是（D）A：邁克爾遜

B：馬赫—澤德C：薩格奈克D：伽利略48、

應變式傳感器的溫度誤差產生的主要原因：（D）

A：應變式溫度傳感器件的溫度系數變化。B：應變式溫度傳感器件的測量部分引起的。C：應變式溫度傳感器件對溫度應變不敏感引起的。

D：試件材料與應變絲材料的線膨脹系數不一,使應變絲產生附加變形而造成的電阻變化。49、

下面哪一個不是相位檢測方法（B）A:零差檢測B:內差檢測C:外差檢測D:合成外差檢測

50、響應時間是濕度傳感器的重要指標，尋常是指從濕度H1的環境中進入濕

度H2的環境中，當濕度從H1上升或下降到（）所需要的時間稱為響應時間。

A：0.63H2B：0.63(H2-H1)

32

C：0.63(H2-H1)+H1D：0.63H2+H1

51、

光電池種類好多，其中（D）的光電轉換效率高，壽命長，價格低廉（B）

出現最早，工藝及較成熟，（C）的光譜響應與太陽光譜吻合，另外還有（A）（注意：每選對一個1分）A：銅光電池B：硒光電池C：砷化鎵光電池D：硅光電池52、

光纖按傳播模式分類可以分為（BC）

A、普通光纖B、單模光纖C、多模光纖

D、漸變折射率光纖53、

設計光纖微彎傳感器時，下面說法正確的是（AD）

A：在光纖微變傳感器中的變形器前后一定要有模式除去器。B：暗視場光纖傳感器比明視場的靈敏度高。C：暗視場光纖微彎傳感器的背景光噪聲大。D：暗視場信號放大倍數比亮視場的放大倍數大。E：暗視場光纖微變傳感器信號不易受到溫度影響。

54、

數值孔徑NA是光纖的一個重要參數，以下說法不正確的是（B）

A．數值孔徑反映了光纖的集光能力B．光纖的數值孔徑與其幾何尺寸有關C．數值孔徑越大，光纖與光源的耦合越簡單D．數值孔徑越大，光信號的畸變也越大55、

為了減小熱電偶測溫時的測量誤差，需要進行的溫度補償方法不包括（DA.補償導線法B.電橋補償法C.冷端恒溫法D.差動放大法56、

光纖傳感器具有的優點（ACDE）A高靈敏度B頻帶寬動態范圍小C結構簡單，體積小D可用于惡劣環境

。

33

）E可根據需要做成各種外形

57、

半導體陶瓷濕敏器件所具有的優點（BD）A：響應慢B：精度高

C：使用溫度范圍窄3D：濕滯現象小。E：不可以加熱清洗

58、

.電阻應變片的線路溫度補償方法有(A.B.D).

A.差動電橋補償法

B.補償塊粘貼補償應變片電橋補償法C.補償線圈補償法D.恒流源溫度補償電路法59、

尋常用應變式傳感器測量(BCD).

A.溫度B.速度C.加速度D.壓力60、

壓電式加速度傳感器是（D）傳感器。

A、結構性B、適于測量直流信號的C、適于測量緩變信號的D、適于測量動態信號的61、

石英晶體測量加速度基于哪個物理效應（B）

A、熱電效應B、壓電效應C、橫向效應D、霍爾效應62、

屬于傳感器動態特性指標的是（D）

A、重復性B、線性度C、靈敏度D、固有頻率63、

傳感器一般包括敏感元件，還包括（A）

A、轉換元件B、敏感頭C、壓敏器件D、溫敏器件

64、半導體色敏傳感器又稱為（A）

A.雙結光電二極管B.雪崩式光電二極管C.PIN型硅光電式二極管D.光電池65、

光敏電阻的工作原理基于（B）

A.光生伏特效應B.光電導效應C.二次電子釋放效應D.外光電效應66、

電阻應變計的電阻相對變化ΔR/R與應變ΔL/L=ε之間在很大范圍內是

線性的則k=（A）A.ΔR/R/ε

34

B.ΔR/R/LC.ΔR/R/ΔLD.ΔL/L/R67、

應變式傳感器的溫度誤差產生的主要原因D

A.應變式溫度傳感器件的溫度系數變化。B.應變式溫度傳感器件的測量部分引起的。C.應變式溫度傳感器件對溫度應變不敏感引起的。

D.試件材料與應變絲材料的線膨脹系數不一,使應變絲產生附加變形而造成的電阻變化。68、

以下傳感器不屬于按基本效應分類的是D

A．半導體傳感器B．磁傳感器C．物理傳感器D．真空傳感器

35

簡答題

1、光生伏特效應如何產生？

答：當光照射到距表面很近的PN節時，假如光能足夠大，光子能量大于半導體材料的禁帶寬度，電子就能從價帶躍遷到導帶，成為自由電子。由于光生電子、空穴在擴散過程中會分別于半導體中的空穴、電子復合，因此載流子的壽命與擴散長度有關。只有PN結距表面的厚度小于擴散長度，才能形成光電流產生光生電動勢。

2、什么是壓電效應？壓電傳感器有哪些？

答：當某些晶體沿一定方向伸長或壓縮時，在其表面上會產生電荷，這種效應成為壓電效應。壓電傳感器有壓電加速度傳感器、壓電諧振式傳感器、聲表面波傳感器。

3、當吸附膜是絕緣材料、導電體或金屬氧化物半導體時，SAW氣敏傳感器的敏感機理？

答：當薄膜是絕緣材料時,它吸附氣體引起密度的變化,進而引起SAW延遲線振蕩器頻率的偏移;當薄膜是導電體或金屬氧化物半導體膜時,主要是由于導電率的變化引起SAW延遲線振蕩器頻率的偏移。4、簡說馬赫―澤德(Mach―Zehnder)干擾儀的工作原理。

5、簡述光纖傳感器的優點？

1.具有很高的靈敏度2.頻帶寬動態范圍大

3.可根據實際狀況做成各種外形

4.可以用很相近的技術基礎構成傳感不同物理量的傳感器，這些物理量包括聲場、磁場、壓力、溫度、加速度、轉動、位移、液位、流量、電流、輻射等等。

5.便于與計算機和光纖傳輸系統相連，易于實現系統的遙測和控制。

36

6.可用于高溫、高壓、強磁干擾、腐蝕等各種惡劣環境。7.結構簡單、體積小、重量輕、耗能少。6、相位跟蹤系統是由什么組成的并簡述它的功能？

相位跟蹤系統是由電路系統和光纖相位調制器組成的。

1.抵消任何不必要的大的低頻相位漂移，使干擾儀保持平衡，2.提供保證干擾儀在正交狀態下工作的相移。7、什么叫安時特性

流過熱敏電阻的電流與時間的關系，稱為安時特性8、數值孔徑的定義

光從空氣入射到光纖輸入端面時，處在某一角錐內的光線一旦進入光纖，就將被截留在纖芯中，此光錐半角的正弦稱為數值孔徑9、什么叫絕對濕度

在一定溫度和壓力條件下，單位體積的混合氣體中所含水蒸氣的質量為絕對濕度10、

光纖優點：1抗電磁干擾能力強2柔和性好3光纖集傳感與信號傳輸與

一體，利用它很簡單構成分布式傳感測量11、

光纖分類：

一功能型①光強度調制型②光相位調制型③光偏振態調制型二非功能型①光線位移傳感器②光纖溫度傳感器12、

光導纖維為什么能夠導光？光導纖維有哪些優點？光纖式傳感器中光纖

的主要優點有哪些？

答：光導纖維工作的基礎是光的全內反射，當射入的光線的入射角大于纖維包層間的臨界角時，就會在光纖的接口上產生全內反射，并在光纖內部以后的角度反復逐次反射，直至傳遞到另一端面。優點：

a具有優良的傳旋光性能，傳導損耗小

b頻帶寬，可進行超高速測量，靈敏度和線性度好

c能在惡劣的環境下工作，能進行遠距離信號的傳送

功能型光纖傳感器其光纖不僅作為光傳播的波導，而且具有測量的功能。它可以利用外界物理因素改變光纖中光的強度、相位、偏振態或波長，從而對外界因素進行測量和數據傳輸。

37

優點：抗電磁干擾能力強；靈敏度高；幾何外形具有多方面的適應性，可以制成任意外形的光纖傳感器，可以制造傳感各種不同物理信息的器件；光纖傳感器可用于高壓，電氣噪聲，高溫，腐蝕或其他惡劣環境；而且具有與光纖遙測技術的內在相容性。13、

簡述振幅型和相位型光纖傳感器的原理。

振幅型傳感器的原理：待測的物理擾動與光纖連接的光纖敏感元件相互作用，直接調制光強。相位型傳感器的原理：在一段單模光纖中傳輸的相干光，因待測物理場的作用，產生相位調制。14、

簡述半導體氣敏器件的分類和它們的代表性被測氣體分別是什么？

分為電阻型和非電阻型兩大類。電阻型可分為1）表面電阻控制型，其代表性被測氣體為可燃性氣體；2）體電阻控制型，其代表性被測氣體為乙醇、可燃性氣體和氧氣；非電阻型又可分為1）表面電位，其其代表性被測氣體為硫醇；2）二級管整流特性，其代表性被測氣體為氫氣、一氧化碳、乙醇3）晶體管特性，其代表性被測氣體為氫氣和硫化氫。15、

簡述光纖傳感器的優點。

1）與其他傳感器相比，它具有很高的靈敏度2）頻帶寬動態范圍大

3）可根據實際需要做成各種外形

4）可以用很相近的技術基礎構成傳感不同物理量的傳感器，這些物理量包括聲場、磁場、壓力、溫度、加速度、轉動（陀螺）、位移、液位、流量、電流、輻射等等

5）便于與計算機和光纖傳輸系統相連，易于實現系統的遙測和控制6）可用于高溫、高壓、強電磁干擾、腐蝕等各種惡劣環