光电检测期末复习
复习题
1、光电检测系统通常主要由光学变换、光电转换、电信号处理三部分组成。
2、在环境亮度大于10cd/m2寸,最强的视觉响应在光谱蓝绿区间的555 nm处。
3、光电倍增管由光窗、光电阴极、电子光学系统、电子倍增系统和阳极五个主要部分组成。由于其引入了电子倍增机构，因此具有灵敏度高、响应时间快等特点，常被使用。
4、FTCCD指的是帧转移型CCD
5、发光二极管(LED)是一种注入电致发光器件，他由P型和N型半导体组合而
成。其发光机理可以分为_ PN结注入发光_、_异质结注入发光_ 。
6光电池的PN结工作在仝偏状态，它的开路电压会随光照强度的增加而增加。
7、对于辐射源来说，光通量(光功率)定义为单位时间内向所有方向发射的可见光能量。8激光的形成必须具有工作物质、泵浦源、光学谐振腔。
9、入瞳位于无限远，物方主光线平行于光轴的光学系统称为物方远心光路,此光路克服了调焦不准带来的测量误差，常用于瞄准、读数和精密测量。
10、短焦物镜用于拍近距离物体，焦距越短，视场角越大，因此也称为广角物镜。
11、载光电耦合器件既具有光电耦合特性，又具有隔离特性
12、三种典型光子效应是指光电发射效应、光电导效应和光伏效应。
13、光敏电阻的工作原理是光照产生光生载流子，使其电阻值急剧减小。
14、CCD与其它器件相比，最突出的特点是它以电荷作为信号，而其他大多数器件是以电流或者电压作为信号。
15、依据噪声产生的物理原因,光电探测器的噪声可大致分为散粒噪声、热噪声和低频噪声三类。
16、由于光源发光的各向异性，许多光源的发光强度在各个方向是不同的。
若在光源辐射光的空间某一截面上，将发光强度相同的点连线，得到该光源在该截面的发光强度曲线，称为配光曲线。
17、人眼按不同照度下的响应可分为明视觉、暗视觉。
18、降压使用对于光电测量用的白炽灯光源十分重要, 因为灯泡寿命的延长将使系统的调整次数大为减少，也提高了系统的可靠性。
19、出瞳位于像方无限远处，平行于光轴的像方主光线在无限远处会聚于出瞳中心的光路被称为像方远心光路.它用于大地测量中测距,能大大提高测距精度。
20、集光镜将光源成像到聚光镜的前焦面上，孔径光阑位于聚光镜的物方焦面上，
组成像方远心光路，视场光阑被聚光镜成像到物面上，称为远心柯勒照明。
1、光子效应
光子效应是指单个光子的性质对产生的光电子起直接作用的一类光电效应。探测器吸收光子后，直接引起原子或分子的内部电子状态的改变。光子能量的大小，直接影响内部电子状态改变的大小。因为光子能量是h，其中h是普朗克
常数，是光波频率，所以光子效应就对光波频率表现出选择性，在光子直接与电子相互作用的情况下，其响应速度一般比较快。
2、光视效能
光视效能描述某一波长的单色光辐射通量可以产生多少相应的单色光通量。
即光视效能K.定义为同一波长下测得的光通量与辐射通量的比之，即
K 。单位：流明/瓦特（Im/W）。
—
3、本征光电导效应
本征半导体价带中的电子吸收光子能量跃入导带，产生本征吸收，导带中产生光生自由电子，价带中产生光生自由空穴，使得材料的电导率发生变化的现象。
4、响应度
响应度也称探测灵敏度，定义为光电器件输出的方均根电压（或电流）与入射光通量（或光功率）之比。它描述了光电器件输出的电信号和输入的光信号之间的关系。
5、光伏效应
半导体受光照，产生电子一空穴对，在结电场作用下，空穴流向P区，电子流向N 区，在结区两边产生势垒的效应。
6热释电效应
热释电效应是非中心对称的晶体，自然状态下，在某个方向上正负电荷中心不重合。在晶体表面形成一定量的极化电荷。但当晶体温度变化时，极化程度下降，其表面浮游电荷变化缓慢，再次达到极化的电平状态前，晶体表面有多余浮游电荷，这相当于释放出一部分电荷，这种现象称为热释电效应。
1、说出PIN管、雪崩光电二极管的工作原理和各自特点，为什么PIN管的频率特性比普通光电二极管好？
PIN快速光电二极管、消除在PN结外光生载流子的扩散运动时间，在P区与N区之间插入一层电阻率很大的I层、耗尽层厚度增加，增大了对光的吸收和光电变换区域，提高了量子效率。结电容小，增加了对长波的吸收，提高了长波灵敏度，可承受较高的反向偏压，使线性输出范围变宽。
雪崩光电二极管掺杂浓度均匀,缺陷少,漏电流小,APD的结构设计，使它能承受高的反向偏压，从而在PN结内部形成一个高电场区，结区产生的光生载流子受强电场的加速，将获得很大的能量，在与原子碰撞时可使原子电离，产生新的电子一空穴对，在往下的过程中重复此情况，使PN结的电流急剧增加。特点：APD能提供内部增益达一百到一千倍、0.5ns响应时间、噪声功率10-15W 接近反向击穿。工作速度更高。
PIN管由于增加了I层，使结变宽，结电容减小，因而时间常数变小，f=1/2 n RC所以频率特性好。
2、光敏电阻与结型光电器件有什么区别？
（1）产生光电变换的部位不同。光敏电阻不管哪一部分受光，受光部分的
电导率就增大；而结型器件，只有照射到PN结区或结区附近的光才能产生光电效应，光在其他部位产生的非平衡载流子，大部分在扩散中被复合掉，只有少部分通过结区，但又被结电场所分离，因此对光电流基本上没有贡献。
（2）光敏电阻没有极性，工作时可任意外加电压；而结型光电器件有确定的正负极性，但在没有外加电压下也可以把光信号转换成电信号。
（3）光敏电阻的光电导效应主要依赖于非平衡载流子的产生与复合运动，时间常数较大，频率响应较差；结型器件的光电效应主要依赖于结区非平衡载流子中部分载流子的漂移运动，电场主要加在结区，弛豫过程的时间常数（可用结电容和电阻之积表示）相应较小，因此响应速度较快。
（4）光敏电阻内增益大。有些结型光电器件，如光电三极管、雪崩光电二极管等有较大的内增益作用，因此灵敏度较高，也可以通过较大的电流。
光电导器件（光敏电阻）和结型器件相比各有优缺点，因此应用于不同场合。
3、简述光电探测器的选用原则
（1）光电检测器件必须和辐射信号源及光学系统在光谱特性上匹配。（2）光电检测器件的光电转换特性必须和入射辐射能量相匹配。（3）光电检测器件的响应
特性必须和光信号的调制形式、信号频率及波形相匹配，以保证得到没有频率失真和良好的时间响应。（4）光电检测器件必须和输入电路以及后续电路在电特性上相互匹配，以保证最大的转换系数、线性范围、信噪比以及快速的动态响应等。
4、光源选择的基本要求有哪些?
①源发光的光谱特性必须满足检测系统的要求。按检测的任务不同，要求的光谱范围也有所不同，如可见光区、紫外光区、红外光区等等。有时要求连续光
谱，有时又要求特定的光谱段。系统对光谱范围的要求都应在选择光源时加以满 足。
② 光对光源发光强度的要求。为确保光电测试系统的正常工作，对系统采用 的光源的发光强度应有一定的要求。 光源强度过低，系统获得信号过小，以至无 法正常测试，光源强度过高，又会导致系统工作的非线性，有时还可能损坏系统、 待测物或光电探测器，同时还会导致不必要的能源消耗而造成浪费。 因此在设计 时，必须对探测器所需获得的最大、 最小光适量进行正确估计，并按估计来选择 光源。
③ 对光源稳定性的要求。不同的光电测试系统对光源的稳定性有着不同的要 求。通常依不同的测试量来确定。稳定光源发光的方法很多，一般要求时，可采 用稳压电源供电。当要求较高时，可采用稳流电源供电。所用的光源应该预先进 行月化处理。当有更高要求时，可对发出光进行采样，然后再反馈控制光源的输 出。
④ 对光源其他方面的要求。光电测试中光源除以上几条基本要求外； 还有一 些具体的要求。如灯丝的结构和形状；发光面积的大小和构成；灯泡玻壳的形状 和均匀性；光源发光效率和空间分布等等，这些方面都应该根据测试系统的要求 给以满足。
5、论述光电检测系统的基本构成，并说明各部分的功能 光电检测系统的基本构成框图如
下：
（1） 光源和照明光学系统：是光电检测系统中必不可少的一部分。在许多 系统中按需要选择一定辐射功率、一定光谱范围和一定发光空间、分布的光源， 以此发出的光束作为载体携带被测信息。
（2） 被测对象及光学变换：这里所指的是上述光源所发出的光束在通过这 一环节时，利用各种光学效应，如反射、吸收、折射、干涉、衍射、偏振等，使
光束携带上被检测对象的特征信息，形成待检测的光信号。光学变换通常是用各 种光学元件和光学系统来实现的，实现将被测量转换为光参量（振幅、频率、相 位、偏振态、传播方向变化等）。
（3） 光信号的匹配处理：这一工作环节的位置可以设置在被检测对象前面， 也可设在光学变换后面，应按实际要求来决定。光信号匹配处理的主要目的是为 了更好地获得待测量的信息，以满足光电转换的需要。
（4） 光电转换：该环节是实现光电检测的核心部分。其主要作用是以光信
号为媒质，以光电探测器为手段，将各种经待测量调制的光信号转换成电信号 （电 流、电压或频率），以利于采用目前最为成熟的电子技术进行信号的放大、 处理、 测量和控制等。
(5) 电信号的放大与处理：这一部分主要是由各种电子线路所组成。光电 检测系统中处理电路的任务主要是解决两个问题：
①实现对微弱信号的检测；②实现光源的稳定化。
(6) 存储、显示与控制系统：许多光电检测系统只要求给出待测量的具体 值，即将处理好的待测量电信号直接经显示系统显示。
I ____ 计算机
存储*
1、如图所示，光电倍增管的阴极积分灵敏度 & =30」A/lm ，阳极积分灵敏度 S K =10」A/lm ，阳极暗电流\d =4[A ，输入电路是电阻R=105门和电容
C 。=0. 1F 的并联，阴极面积A 为80 mm 2，要求信号电流为L =10*A ，计算阳 极噪声电流、负载电阻上的噪声电压和信噪比
解: ( 1)等效噪声带宽和检测电路的咼频截止频率分别为
1 1
f e 5 7 = 25 Hz
4RC 0 4 105 10 - 2 ：f e =15.9Hz
2 - RC 0 ■:
(2) 阳极散粒噪声电流和负载上的噪声电压 散粒噪声电流
I
1Q I ns — 2ql L 二• 2 1.6 10‘9 10* 25 上 2.5 = 2.58 10》A \ 30汉10
热噪声电流
1订=1.29勺0」0^^ =2.0"0,2A
总噪声电流
I N 二上―1「、…2.58 10 启 A
负载上的噪声电压
U N =I N R =2.58 10-8 105 =2.58 10“V
(3) 信噪比
SNF A 丄 10 8 =0.38 104V
I N 2.58 10J 2、 已知某Si 光电二极管的灵敏度为052/,结间电导G 二0.02S (微西)， 转折电压U 。=10V ，入射光功率从P 丄15」W 变到P 〉25」W ，偏压U b =50V 。 求最大输出功率时的最佳负载 R 、输出电流山、输出电压A U 和输出功率P 。
解：初始电导
G 。二 G 竺=0.01 05 25 =1.26」S
U 。 10
最大输出时，负载电导
f HC
G L = G 0 0
1.26
0.315"S
U b-U o 50-10 最佳负载
1
R L =1/G L 3.175M'1
0.315 输出电压
A11 cP" —P" C 厂 25 — 15 "CCS
-U =S 0.5 15.385/
G+G L 0.01+0.315 电流
I 二 G L U =0.315 15.385 = 4.846」A
输出功率
FL m I ：U =4.846 15.385 = 74.56」W
3、 用Si 光电二极管测缓变光辐射，伏安特性曲线如图1所示，在入射光最大功
率为8^W 时，屈膝电压10V ，反向偏置电压为40V , Si 光电二极管的灵敏度
S=0.5卩A/ □，结电导为0.005卩。
求：(1)画出光电二极管的应用电路图
(2) 计算二极管的临界电导
(3) 计算最大线性输出时的负载 R L 。
解: (1)
(2 )根据公式
g'u"二gu" SP''
(3)最大线性输出下，负载线正好通过
M 点 (V -U ")G L 二 g'u"
u"
10
G L g' 0.405 =0.135
V -u" 40-10 R L — : 7.4 106'1 G L
4、图为一理想运算放大器，对光电二极管
2CU 2的光电流进行线性放大，若光电二极管 未受光照时，运放输出电压 U 0
；在E =100lx 的光照下，输出电压 5 =2.4V 。求:
(1)2CU 2的暗电流|D ；
(2)2CU 2的电流灵敏度S t 。
解: (1)根据运算放大器虚短和虚断原理，由于运算放大器电阻很大，两输入端的信号差值 彳艮小，近似为零，则流过 R=1.5M 〔|上的电流10近似为流过2CU 2的暗电流为| D
I D =U 0/R =0.6/(1.5 106)=0.4 10*人=042
⑵当受到光照时，2CU2的光电流I p = (5 -u 。)/R = 1.2」A
g 、SP'gu " 0.5 8 0.005 10
u" 10 二 0.405(七)
I.SMfl
S E =l p /E=1.2 10^/100=1.2 10-A/lx
1、 热效应较小的光是（ D ）
A. 紫光；
B.红光；
C.红外；
D.紫外。
2、 对于目视瞄准，为了减轻人眼的疲劳，宜选用（ A ）光源; A.绿光； B.红光； C.黄光； D.紫光。
3、硅光电二极官与硅光电池比较, 后者（ B ).
A .掺杂浓度低；
B .电阻率低；
C .反偏工作；
D .光敏面积小
4、照明系统的设计原则（BC )
A •照度与距离的平方成反比；
B •光孔转接原则；
C .照明系统的拉赫不变量应大于或等于物镜的拉赫不变量。
5、（ C ）是一个参考量，它可视为表征电子占据某能级 E 的几率标尺 A .真空能级；
B .价带底能级；
C .费米能级。
6光电倍增管电子光学系统的作用是（ AB ）
A .使下一级的收集率接近于1；
B .渡越时间最小；
C .产生高压电场 7、噪声可以采用冷却等方式降低，“以人为本”为避免在高压下操作，光电倍 增管采用（C ）接地。
偏压。
12、（ B ）的焦距可以在一定范围内连续变化，对于一定距离的物体可以得 到不同放大倍率的像。通常通过轴向移动一个或多个子光组从而改变光学间隔来 改变焦距。
A.
广角物镜； B.变焦物镜； C.远摄物镜 13、一个光源发出频率为 540X 1012H Z 的单色辐射，在此方向上的辐强度为
（1/683）W/sr ，则该光源在该方向上发光强度为（A ）。 A. 1cd B. 2cd C. 3cd
D. 4cd 14、设计光敏电阻时为了既减小电极间的距离， 又保证光敏电阻有足够的受光面 积，一般设计为（AC ）。
A .阴极；
B .倍增极；
8、 灵敏度最高的光电器件是（ A.光电二极管； B.光敏电阻； 9、 下列红外探测器，属于热探测器的是（ABCDE C .阳极； D.阴极和阳极。 ）. C.光电三极管； D.硅光电池。
).
A.测辐射热计； D.热释电探测器； 10、 光电效应有（ ABCDE A.光电导效应； D.光磁电效应；
B.测辐射热电偶；
E.高莱管
）
B.光生伏特效应；
C. C. 测辐射热电堆; 光电效应; 11、 为了使雪崩光电二极管正常工作，应在其 A.高反向偏压； B.低正向偏压； E.光子牵引效应。 P-N 结上加（ C.高正向偏压; ）。
D.低反向
A.梳状式；
B. W 形；
C.蛇形
D.圆形
15、对于大气对可见光的散射，下列说法正确是 ( ABC )
A •当光波长远大于散射粒子尺度时，即产生瑞利散射。
B. 当光波长相当于或小于散射粒子的尺度时，即产生米氏散射。
C. 对于瑞利散射，蓝光比红光散射强烈。
D. 对于瑞利散射，波长越长，散射越强。 16、在给定入〜h 波长范围内，某一辐射源发出的光通量与产生这些光通量所需 的电功率之比，称为 ( B ).
A. 辐射效率
B. 发光效率
C. 光谱功率 17、 为了实现均匀倍增，雪崩光电二极管衬底掺杂材料要求 ( A. 浓度均匀 B. 浓度大 C. 浓度小 中
18、 下列器件运用外光电效应的是 ( AC )
A. 光电倍增管
B. 光电池
C. 像增强管 19、为确保CCD 的转移功能，对时钟脉冲的要求：(ABC )
A. 时钟脉冲间必须有一定的交叠，在交叠区内，电荷包的源势阱和接收势 阱并
存，以保证电荷在这两个势阱间进行充分转移；
B. 时钟脉冲的低电平必须保证沟道表面处于耗尽状态；
C. 时钟脉冲幅度要选取得当。
20、噪声可以采用冷却等方式降低， “以人为本”为避免在高压下操作， 光电倍 增管采用 ( C )接地。
A. 阴极；
B. 倍增极； D. 空间光强 A ).
D. 浓度适 D. 光敏电阻 C. 阳极 D. 阴极和阳
《光电检测期末复习题》
第一次作业 1、光电检测技术有何特点？光电检测系统的基本组成是怎样的？ 答：光电检测技术是将光学技术与现代技术相结合，以实现对各种量的测量，它具有如下特点：（1）高精度，光电测量是各种测量技术中精度最高的一种。（2）高速度，光电检测以光为媒介，而光是各种物质中传播速度最快的，因此用光学方法获取和传递信息的速度是最快的。（3）远距离、大量程，光是最便于远距离传递信息的介质，尤其适用于遥控和遥测。（4）非接触式测量，不影响到被测物体的原始状态进行测量。 光电检测系统通过接收被测物体的光辐射，经光电检测器件将接收到的光辐射转换为电信号，再通过放大、滤波等电信号调理电路提取有用信息，经数模转换后输入计算机处理，最后显示，输出所需要的检测物理量等参数。 2、什么是能带、允带、禁带、满带、价带和导带？绝缘体、半导体、导体的能带情况有何不同？ 答:晶体中电子所能具有的能量范围，在物理学中往往形象化地用一条条水平横线表示电子的各个能力值，能量愈大,线的位置愈高,一定能量范围内的许多能级（彼此相隔很近）形成一条带,称为能带。其中允许被电子占据的能带称为允带。允带之间的范围是不允许电子占据的，称为禁带。在晶体中电子的能量状态遵守能量最低原理和泡利不相容原理，晶体最外层电子壳层分裂所形成的能带称为价带。价带可能被电子填满也可能不被填满，其中被填满的能带称为满带。半导体的价带收到光电注入或热激发后，价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带，空带中存在电子后即成为导电的能带--导带。 对绝缘体和半导体，它的电子大多数都处于价带，不能自由移动，但是热，光等外界因素的作用下，可以少量价带中的电子越过禁带，跃迁到导带上去成为载流子。 绝缘体和半导体的区别主要是禁的宽度不同。半导体的禁带很窄，绝缘体的禁带宽一些，电子的跃迁困难的多，因此，绝缘体的载流子的浓度很小。导电性能很弱。实际绝缘体里，导带里电子不是没有，并且总有一些电子会从价带跃迁到导带，但数量极少，所以，在一般情况下，可以忽略在外场作用下他们移动所形成的电流。但是，如果外场很强，束缚电荷挣脱束缚而成为自由电荷，则绝缘体就会被“击穿”而成导体。 6.什么是外光电效应和内光电效应,他们有那些应用 答：在光照下，物体向表面以外的空间发射电子（即光电子）的现象称为外光电效应。物体受到光照后所产生的光电子只在物质内部运动而不逸出物质的现象称为内光电效应，内光电效应又可分为光电导效应和光伏特效应。 外光电效应可用于制造光电管和光电倍增管。 内光电效应中光电导效应可用于制造光敏电阻、光生伏特效应可用于制造光电二级管、光电池、光电三级管等。 第二次作业 1.光电检测器件中常见的噪声有那些， 答：光电检测器件中常见的几种噪声为：热噪声，散粒噪声，产生-复合噪声，I/f噪声，温度噪声等 （1）热噪声，为载流子无规则的热运动造成的噪声。 （3）散粒噪声，噪声所呈现的起伏就像射出的散粒无规则的落在靶子上呈现出的一样随机起伏。 （3）产生-复合噪声，在半导体中一定温度下或者在一定光照下载流子不断的产生-复合，尽管在平衡状态下载流子产生和复合的平均数是一定的，但其瞬间载流子的产生和复合是有起伏的，在外加电压下，电导率的起伏使输出电流中带有产生-复合噪声
光电检测技术与应用期末考试复习资料
光电检测技术与应用期末考试复习资料 1、光电信息技术是以光电子学为基础，以光电子器件为主题，研究和发展光电信息的形成、 传输、接收、减缓、处理和应用的技术。 2、检测是通过一定的物理方式，分辨出被测参数量并归属到某一范围带，以此来判别被测 参数是否合格或参数量是否存在。测量是将被测的未知量与同性质的标准量进行比较，确定被测量对标准量的倍数，并通过数字表示出这个倍数的过程。 3、光学变换与光电转换是光电测量的核心部分。 4、光电检测技术是将光学技术与电子技术相结合实现各种量的检测，具有以下特点：a、 高精度，b、高速度，c、远距离、大量程，d、非接触测量，e、寿命长，f、具有很强的信息处理和运算能力，可将复杂信息并行处理。 5、在物质受到辐射光照射后，材料的电学性质发生了改变的现象称为光电效应，光电效应 可分为外光电效应和内光电效应。 6、内光电效应是指受到光照射的物质内部电子能量状态产生变化，但不存在表面发射电子 的现象。 7、响应时间是描述检测器对入射辐射响应快慢的一个参数。 8、光电检测器的工作温度就是最佳工作状态时的温度，它是光电检测器重要的性能参数之 一。 9、光电耦合器件的主要特性为传输特性与隔离特性。 10、散粒噪声或称散弹噪声，即穿越势垒的载流子的随机涨落所造成的噪声。 11、Is=1/2＠A2+＠A2d（t）式中：第一项为直流项，若光电检测器输出端有隔直流电 容，则输出光电流只包含第二项，这就是包络检测的意思。 12、热噪声是指载流子无规则的运动造成的噪声，存在于热河电阻中，与温度成正比， 与频率无关。 13、光外差检测系统对检测器性能的要求：a、响应频带宽，b、均匀性好，c、工作温 度高。 14、光波导是指将以光的形式出现的电磁波能量利用全反射的原理约束并引导光波在 光纤内部或表面附近沿轴线方向传播。 15、光纤一般由两层光学性质不同的材料组成，它由折射率n1较大的纤芯和折射率n2 较小的包层同心圆柱结构。 16、将光电信号转换成0、1数字量的过程称为光电信号的二值化处理。 17、在图像识别与图像测量等应用领域常将视频信号的A/D数据采集方法分为“板卡式” 和“嵌入式”。 18、在要求光电检测系统的精度不受光源的稳定性的影响下，应采用浮动阀值二值化 处理电路。 19、HI1175JCB为高速A/D转换器，其最高工作频率为20MHz，DIP封装的器件，转换 器提供参考电源电压。 20、锁相放大器是一种对交变信号进行相敏检波的放大器，三个主要部分：信号通道、 参考通道和相敏检波。 21、相敏检波由混频乘法器和低通滤波器组成，所用参考方式是方波形式。 22、光纤的特性：损耗和色散 23、引起光纤损耗的因素可归结为：吸收损耗（吸收引起）色散损耗（材料引起）。 24、光纤色散可分为：a、材料色散b、波导色散c、多模色散。 25、功能型传感器可实现传光和敏感的作用，而非功能型传感器光纤只起传光作用。
传感器技术与测量期末复习题及答案详解
《传感器技术与测量》综合练习1 一、填空题 1 ．采用热电阻作为测量温度的元件是将的测量转换为的测量。 2 ．利用电涡流式传感器测量位移时，只有在线圈与被测物的距离大大小于线圈半径时，才能得到较好的和较高的度。 3 ．电位器是一种将机械转换成电阻或电压的机电传感元件。 4 ．电阻应变片的初始电阻R 0 是指应变片未粘贴时，在室温下测得得的电阻。 5 ．用石英晶体制作的压电式传感器中，晶面上产生的与作用在晶面上的成正比，而与晶片厚度和面积无关。 6 ．热敏电阻正是利用半导体的数目随温度变化而变化的特性制成的敏感元件。 7 ．电阻应变片是将机械构件上的微小转换成电阻变化的传感元件，谐振传感器中的传感元件是将转换成的元件。 8 ．磁敏二极管和三极管具有比霍尔元件高数百甚至数千的，适于的测量。 9 ．正温度系数剧变型和临界温度型热敏电阻不能用于温度范围的温度控制，而在某一温度范围内的温度控制中确是十分优良的。 10 ．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很多，缺点是低，它广泛用于测量。 11 ．所谓光栅，从它的功能上看，就是刻线间距很小的。 二、选择题 1 ．目前，我国生产的铂热电阻，其初始值有（）． A ．30 B.50 C. 100 D.40 2 ．电容式传感器测量固体或液体物位时，应该选用（）。 A ．变间隙式 B ．变面积式 C ．变介电常数式 D ．空气介质变间隙式 3 ．振弦式传感器中，把被测量转换成频率的关键部件是（）。 A. 激励器 B. 拾振器 C ．永久磁铁 D. 振弦 4 ．在光线作用下，半导体电导率增加的现象属于（）。 A ．外光电效应 B ．内光电效应 C ．光电发射 5 ．霍尔效应中，霍尔电势与（）。 A ．激磁电流成正比 B ．激磁电流成反比 C ．磁感应强度成正比 D ．磁感应强度成反比 6 ．通常用差动变压器传感器测量（）。 A. 位移 B. 振动 C. 加速度 D. 厚度 三、简述 简述光敏电阻的工作原理。
《安全检测与监测》期末复习题及答案_26631520411763503
《安全检测与监测》期末复习题及答案 一、单项选择题 1、在下列元件中不属于光电元件的是（）。（A） A.光纤 B.光敏电阻 C.光电池 D.敏晶体管 2、下列关于传感器灵敏度的说法错误的是（）（A） A. 灵敏度越高越好 B. 灵敏度越高，传感器所能感知的变化量越小 C. 灵敏度越高，与测量无关的外界噪声越不易混入 D. 灵敏度越高，传感器对被测物理量变化的反应能力越强 3、磁阻率反映出通过磁阻传感器可获得的最大信号强度。一般各向异性磁阻传感器（AMR）的磁阻率为（）。（A） A. 1-2% B. 5-6% C. 10-20% D. 20-50% 4、固体半导体摄像元件CCD是一种（）。（C）A．PN结光电二极管电路B．PNP型晶体管集成电路 C．MOS型晶体管开关集成电路D．NPN型晶体管集成电路 5、固体半导体摄像元件简称（）（A） A. CCD B. VCD C. VTR D. VCR 6、在常用的测振传感器中，适合测量振动位移的是（）（A） A. 电感式传感器 B. 压电式传感器 C. 磁电式传感器 D. 电动式传感器 7、下述何种传感器的主要缺点是响应较慢，不宜于快速动态测量（）（B） A.电容式传感器 B.电感式传感器 C.电阻式传感器 D.压电传感器 8、测试系统的传递函数与（）（B） A.具体测试系统的物理结构有关 B.具体测试系统的物理结构无关 C.输入信号有关 D.输出信号有关 9、接触电动势是由于两种不同导体的（）不同而在接触处形成的电动势。（A） A.自由电子密度 B.电阻率 C.温度 D.密度 10、金属热电阻式温度传感器所测量的温度越高，其敏感元件中自由电子的运动（）（B） A.越规则 B.越不规则 C.呈正态分布 D.呈线性分布
《检测技术》期末考试复习题及参考答案
检测技术复习题 （课程代码392220） 一、单项选择题 1.按误差出现的规律分，下列误差不属于系统误差的是（） A电子电路的噪声干扰产生的误差； B仪表本身材料，零件工艺上的缺陷； C测量者不良读数习惯引起的误差； D测试工作中使用仪表的方法不正确； 2．下列传感器可以测量温度的是（） A 应变片 B AD590 C 氯化锂 D CCD传感器 3. 下列传感器不可以测量振动的是（） A 应变片 B电容传感器 C SHT11 D 压电传感器 4．下列测量最准确的是（） A 65.98±0.02mm B 0.488±0.004mm C 0.0098±0.0012mm D 1.98±0.04mm 5．下列哪些指标不属于传感器的静态指标（） A 精度 B灵敏度 C阻尼比 D 线性度 6．莫尔条纹的移动对被测位移量所起的作用是（） A 调制 B 放大 C 细分 D 降噪 7．电涡流式传感器利用涡流效应将检测量的变化转换成线圈的（）
A 电阻变化 B 电容变化 C 涡流变化 D 电感变化 8．变压器隔离电路中赖以传递信号的途径是（） A.光电耦合 B.磁通耦合 C.漏电耦合 D.电容耦合 9．光照射在某些半导体材料表面上时，半导体材料中有些电子和空穴可以从原来不导电的束缚状态变为能导电的自由状态，使半导体的导电率增加，这种现象叫（） A 内光电效应 B 外光电现象 C 热电效应 D 光生伏特效应 10．下列不具有压电特性的材料是（） A 石英 B 钛酸钡 C PVC薄膜 D 霍尔片 11．一般意义上的传感器包含了敏感元件和（）两个组成部分。 A放大电路 B 数据采集电路 C 转换电路D滤波电路 12．DS18B20默认的温度分辨率是（） A 0.5℃ B 0.25℃ C 0.125℃ D 0.0625℃ 13．两片压电元件串联与单片相比，下列说法正确的是（）A串联时输出电压不变，电荷量与单片时相同； B串联时输出电压增加一倍，电荷量与单片时相同； C 串联时电荷量时增加一倍，电容量不变； D串联时电荷量增加一倍，电容量为单片的一半；
光电检测技术期末复习题
光电检测技术期末复习题 光电检测技术期末复习题 光电检测技术是一门研究光与物质相互作用的学科，广泛应用于光学通信、光电传感、光电显示等领域。为了帮助大家更好地复习光电检测技术，下面将提供一些期末复习题，希望对大家有所帮助。 一、选择题 1. 光电检测技术是指利用光与物质相互作用来实现信号的检测和处理。其中，以下哪个不属于光电检测技术的应用领域？ A. 光学通信 B. 光电传感 C. 光电显示 D. 光电热 2. 光电检测技术中，以下哪个器件可以将光信号转换为电信号？ A. 光纤 B. 光电二极管 C. 激光器 D. 光栅 3. 光电检测技术中，以下哪个器件可以将电信号转换为光信号？ A. 光纤 B. 光电二极管 C. 激光器 D. 光栅
4. 光电检测技术中，以下哪个器件可以实现光信号的放大和调制？ A. 光纤 B. 光电二极管 C. 激光器 D. 光栅 5. 光电检测技术中，以下哪个器件可以实现光信号的解调和检测？ A. 光纤 B. 光电二极管 C. 激光器 D. 光栅 二、填空题 1. 光电检测技术中，光电二极管是一种________器件，可以将光信号转换为电信号。 2. 光电检测技术中，光纤是一种________传输介质，可以实现光信号的传输。 3. 光电检测技术中，激光器是一种________器件，可以实现光信号的放大和调制。 4. 光电检测技术中，光栅是一种________器件，可以实现光信号的解调和检测。 5. 光电检测技术中，光电二极管的工作原理是利用光照射后产生的________效应。 三、简答题 1. 请简要介绍一下光电二极管的工作原理。 2. 光电检测技术中，光纤的主要特点是什么？ 3. 光电检测技术中，激光器的主要特点是什么？ 4. 光电检测技术中，光栅的主要作用是什么？
传感器期末考试复习
（填空题）1、按照传感机理，可将传感器分为结构型和物性型两种型式。2、传感器一般由敏感元件、转换元件和 测量电路三部分组成。3、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出变化量与输入变化量的比值。对线性传感器来说，其灵敏度是理想曲线的斜率4、将导体或半导体置于磁场中并通入电流，若电流方向与磁场方向正交，则在与磁场和电流两者都垂直的方向上会出现一个电势差，这种现象称为霍尔效应5、在应变式传感器的测量电路中为改善传感器的非线性误差和提高输出灵敏度常采用差动半桥或全桥电路。6、电涡流传感器是基于电涡流效应原理进行工作的，可以进行厚度测量、位移测量、振幅测量、转速测量和涡流探伤等应用。7、电阻应变片式传感器按制造材料可分为①金属导体材料和② 半导体材料。它们在受到外力作用时电阻发生变化，其中①的电阻变化主要是由形变形成的，而②的电阻变化主要是由压阻效应造成的，半导体材料传感器的灵敏度较大。 1、传感器一般由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成。 2、温度测量方法有接触式测温和非接触式测温两大类。 3、电涡流传感器是利用电涡流效应进行工作的，主要有低频透射式和高频反射式两种类型。 4、在半导体气敏传感器中，加热是为了有助于氧化反应进程，材料中加入催化剂是为了改善传感器的选择性。 5、光电效应分为内光电效应和外光电效应两大类。光敏二极管在电路中一般处于反向工作状态，没有光照时，暗电阻很大暗电流很小；当光照射在PN 结上时，形成的电流为光电流。 6、采用差动式结构的自感传感器利用铁心线圈的参数变化带动线圈的自感变化来进行测量；差动变压器是利用线圈间的互感变化进行测量的。 7、常用电容传感器的测量电路有耦合式电感电桥、双T 二极管交流电桥、脉冲调宽电路和运算放大器电路。 1、按照传感机理，可将传感器分为物性型和结构型两种型式。 2、传感器一般由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成。 3、传感器的输入输出特性指标可分为静态和动态指标两大类，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。 4、导电丝材的截面尺寸发生变化后其电阻会发生变化，用这一原理可制成的传感器称为电阻应变式式传感器，利用有料具有磁致伸缩效应可制成的压磁式传感器也可用以测量力，而压电式传感器则利用了一些具有离子型晶体电介质的压电效应，它敏感的最基本的物理量也是力。 5、热电式传感器中，能将温度变化转换为电阻变化的一类称为热电阻，而能将温度变化转换为电势的称为热电偶，其中热电偶式传感器在应用时需要做温度补偿(冷端补偿)。 6、旋转式编码器用以测量转轴的角位移，其中绝对编码器在任意位置都有固定的数字编码与位置对应，线数为360线的增量式编码器分辨力为1（角）度。 7、光电效应分为内光电效应和外光电效应两大类。 8、温度测量可分为接触式和非接触式两种方式。 （选择题）1、应变片温度效应产生的主要原因有（AB ）。A.敏感栅的热阻效B.敏感栅与试件的热膨胀失配C.敏感栅承受应力不同 D.敏感栅与试件材料不同2、当变极距式电容传感器两极板间的初始距离增加时，将导致传感器的（AD ）。A.灵敏度增加B.灵敏度减小C.非线性误差增加D.非线性误差减小3、反射式电涡流传感器的激励信号是（C ）。A.直流B.工频交流C.高频交流D.低频交流4、差动式传感器产生零位误差的原因有（AC ）。A.磁路不对称B.电源电压太高C.磁路工作于饱和状态 D.温度影响5、压电石英晶体表面上产生的电荷密度与（C ）。A.晶体厚度成正比B.晶体面积成反比C.作用在晶片上的压力成正比D.剩余极化强度成正比6、光敏二极管工作时，其上（B ）。A.加正向电压B.加反向电压 C.不需加电压D.加正向、反向电压都可以7、热电偶中产生热电动势的条件分别为（BC ）。A.两电极材料相同B.两电极材料不相同C.两电极的端点温度不同D.两电极的端点温度不相同8、Pt100中100是指（A ）。A.铂电阻在100oC 时的电阻值 B.铂电阻在常温25oC 时的电阻值C.铂电阻在0oC 时的电阻值 D.铂电阻的最高工作温度为100oC 9、霍尔效应中，霍尔电动势与（AC ）。A.激励电流成正比B.激励电流成反比C.磁感应强度成正比D.磁感应强度成反比10、湿度传感器按信号转换方式可以分为（ABC ）。A.电阻式 B.电容式C.频率式 D.磁电式 1、下列传感器中（ABD ）属于物性型传感器。A.扩散硅式压力传感器B.霍尔转速传感器C.感应同步器D.热电偶 2、霍尔效应中，霍尔电动势与（AC ） A ．激励电流成正比 B ．激励电流成反比 C ．磁感应强度成正比 D ．磁感应强度成反比3、压电式传感器是一种典型的有源传感器，它的工作原理是基于某些物质的（B ）A.压阻效应B.压电效应C.压磁效应D.电磁感应4、反映传感器在正反行程过程中输入与输出特性曲线不重合程度的指标为（D ）A ．重复性 B.零点漂移C.温度漂移D.回差（滞后）5、电容式传感器在结构上增设等位环，目的是为消除（A ）A.边缘效应B.寄生电容C.环境温度D.电磁干扰6、下列器件中，能完成转速检测任务的是（BCD ）。A.电容传感器B.磁电传感器C.电涡流传感器 D.光电元件7、基于外光电效应工作的器件有（AD ）。A.光电管 B.光电池 C.光敏电阻 D.光电倍增管8、n 位的二进制码盘具有（A ）种不同的编码。A.2n B.2n+1 C.2n -1D.2n+1 -19、莫尔条纹的三大特点是（ABC ）。A.运动的对应关系 B.误差平均作用 C.位移放大作用D.细分作用10、湿度传感器按信号转换方式可以分为（ABC ）。 A.电阻式B.电容式C.频率式D.磁电式 1、传感器的A 是指传感器的输出与输入之间的线性程度。A 线性度B 灵敏度C 迟滞D 重复性 2、按照传感器的 C ，可以分物理型、化学型、生物型等。A 构成原理B 能量转换情况C 工作机理D 物理原理 3、传感器无输入时，每隔一段时间进行读数，其输出偏离零值，即为B 。A 重复性B 零点漂移C 温度漂移D 迟滞 4、扩散型压阻式压力传感器的工作原理是基于半导体材料的 C 。A 应变效应B 霍尔效应C 压阻效应D 压电效应 5、当电容式传感器的电容值很小，却因环境温度较高等某些原因必须将测量电路与传感器分开时，可以采用 C 确保电容传感器正常工作。A 屏蔽技术B 接地技术C 驱动电缆技术D 集成技术 6、电感式传感器是利用线圈的BD 的变化实现非电量测量的一种装置。A 磁路磁阻B 自感C 电涡流D 互感 7、涡流的大小与导体ABCDE 等参数有关。A 电阻率ρB 磁导率μC 厚度tD 导体与线圈的距离xE 激励电流频率f 8、自感式传感器常见的有BCD 三种。A 变线圈匝数式B 螺管式C 变隙式D 变截面积式 9、光电传感器在检测与控制中应用非常广泛，它基本可以分为 AC 两类。A 模拟式传感器B 数字式传感器C 脉冲式传感器D 频率式传感器 10、光栅细分技术的方法很多，常用的有BCD 。A 间接细分B 直接细分C 电阻电桥细分法 D 电阻链细分法 （分析与计算）1.简述传感器的定义、种类、组成、工作特性、标定方法等[定义：能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和装置。组成：敏感元件、转换元件、转换电路。种类：工作机理：物理型、化学型、生物型等；构成原理：结构型，物性型等；能量转换：能量控制型、能量转换型；物理原理：电参量式传感器、磁电式传感器等。工作特性：静态特性与动态特性。静态特性：线性度，灵敏度，迟滞，重复性，零点漂移，温度漂移；动态特性：瞬态响应特性；频率响应特性等。标定方法：静态标定和动态标定。静态标定: 目的是确定传感器的静态特性指标，如线性度、灵敏度、滞后和重复性等；动态标定:目的是确定传感器的动态特性参数，如频率响应、时间常数、固有频率和阻尼比等。] 2.何为准确度、精密度、精确度?并阐述其与系统误差和随机误差的关系。[准确度:反映测量结果中系统误差的影响程度。精密度:反映测量结果中随机误差的影响程度。精确度:反映测量结果中系统误差和随机误差综合的的影响程度,其定量特征可用测量的不确定度表示。] 3.检定2.5级（即引用误差为2.5%），量程为100V 的电压表，发现50V 刻度点的示值误差2V 为最大误差，问该电压表是否合格？[取个最大误差，跟在题中刻度点没关系。精度=（测量值－真实值）/量程*100%也就是检定的等级。那么2/100*100%＝2.0%，是符合此表精度等级的。所以合格。] 4. 5.测量某物质铁的含量为：1.52、1.46、1.61、1.54、1.55、1.49、1.68、1.46、1.83、1.5、1.56（单位略），试用3σ准则检查测量值中是否有坏值？ 172 15636411..i x x n = = =∑2 01202545456().x x -=∑ 2 1 01045573 ().n i i x x n σ =-==∑183156364026636 0266363....σ -=<根据3σ准则，测量数据没有坏值。
传感器期末复习题2
一、填空题（每题3分） 1、传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。 3、半 为压阻效应。 4、金属丝应变片和半导体应变片比较其相同点是受到压力时应变，从而导致材料的电阻发生变化。 5、金属丝应变片和半导体应变片比较其不同点是灵敏度金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。 7、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。 8、应变式传感器是利用电阻应变片将应变/变形转换为电阻变化的传感器。 9、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。 14、要把微小应变引起的微小电阻变化精确地测量出来，需采用特别设计的测量电路，通常采用电桥电路。 16、变极距型电容传感器做成差动结构后，灵敏度提高原来的 2 倍。 22、电涡流传感器可用于位移测量、振幅测量、转速测量和无损探伤。 26、电涡流传感器从测量原理来分，可以分为高频扫射式和低频透射两大类。 28、也可等效为一个与电容相串联的电压源。 33、热电动势来源于两个方面，一部分由两种导体的接触电势构成，另一部分是单一导体的温差电势。 34补偿导线法常用作热电偶的冷端温度补偿它的理论依据是中间导体律。 35、常用的热电式传感元件有热电偶和热敏电阻。 36、热电偶是将温度变化转换为电动势变化的测温元件，热电阻和热敏电阻是将温度转换为电动势变化的测温元件。 38、热电阻最常用的材料是铂和铜，工业上被广泛用来测量中低温区的
温度，在测量温度要求不高且温度较低的场合，铜热电阻得到了广泛应用。 40、霍尔效应是指垂直于电流方向加上磁场，由于载流子受到洛伦磁力的作用，则在平行于电流和磁场的两端的现象。 41、制作霍尔元件应采用的材料是 N型半导体，因为半导体材料能使截流子的迁移率与电阻率的乘积最大，而使两个端面出现电势差最大。 43、按照工作原理的不同，可将光电式传感器分为光电效应传感器、红外热释电传感器、固体图像传感器和光纤传感器。 45、光电传感器的理论基础是光电效应。 46、用石英晶体制作的压电式传感器中，晶面上产生的电荷与作用在晶面上的压强成正比，而与晶片几何尺寸和面积无关。 48．电阻应变片是将被测试件上的应变转换成电阻的传感元件。 52、物质的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类。 53、压电式传感器的工作原理是以晶体的压电效应为理论依据。 56、霍尔电势与半导体薄片的厚度成反比。 59、红外测温仪是利用热辐射体在红外波段波段的辐射通量来测量温度的。 67 感器。 76、热电偶回路产生的电势由接触电动势电势和温差电势两部分组成。 77、光电管是利用外光电效应制成的光电元件。 82、光电效应通常分为外光电效应、内光电和光生伏特效应。 90、 二、选择题 (每题2分，15题共30分） 1、金属丝应变片在测量构件的应变时，电阻的相对变化主要由 ( B ) 来决定的。 A、贴片位置的温度变化 B、电阻丝几何尺寸的变化
传感器及检测技术期末复习
看前注意：红色为老师上课提到的，可能不全。蓝色仅作参考，黄色加亮是期末A卷考过的，补考不一定会考。 一．简答整理： 【11】气敏传感器使用前为什么要预热？（10’）【问答Q：气敏传感器为什么工作在高温？】 1.烧去附着在敏感元件上的尘埃、油雾。 2.加速气体的吸附，提高其灵敏度与响应速度。 【7】磁电式传感器与电感式传感器的异同？（10’） 电磁感应的磁电式感应器与电感式传感器相似点是都有线圈，不同点是基于电磁感应的磁电式传感器有永磁体，而电感式的磁路中没有永磁体，因此两者原理和应用上有不同。磁电感应式传感器是有源传感器。 【10】医学临床用B超的工作原理？（10’）【填空Q：B超使用的传感器？（超声波传感器）】 超声波向一定方向传播时可以穿透物体，若碰到障碍物会产生回声，且不同障碍物产生回声不同，人们通过仪器将这种回声收集并显示在屏幕上，可用于了解物体部结构。 【1】解释什么是传感器?传感器的基本组成包括哪两大部分?这两大部分各自起什么作用?【问答Q：我国国标（GB/T7665-2005）定义传感器？】 传感器是能感受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。传感器的基本组成包括敏感元件和转换元件两部分。
敏感元件是传感器中能直接感受(或响应)被测信息(非电量)的元件,起检测作用。 转换元件则是指传感器中能将敏感元件的感受(或响应)信息转换为电信号的部分,起转换作用。 【1】传感器技术的发展趋势？ 1.提高与改善技术性能。（途径：差动技术、平均技术、补偿与修正技术、屏蔽隔离与干扰抑制、稳定性处理） 2.开展基础理论研究。 3.集成化。 4.智能化。 5.网络化。 6.微型化。 【4】零点残余电压的产生原因？ 1.传感器的两个二次绕组几何尺寸和线圈电气参数不对称，导致其产生的感应电动势不一样，构成零点残余电压的基波。 2.由于磁性材料磁化曲线的非线性，产生了零点残余电压的高次谐波。 3.励磁电压本身含高次谐波。 【4】零点残余电压的消除方法？ 1.尽可能保证传感器的几何尺寸、线圈电气参数和磁路的对称。 2.采用适当的测量电路，如差动整流电路。
传感器检测技术及应用期末考试试题
传感器检测技术及应用期末考试试题 《自动检测技术》复习题．．．．．．．．．．． 一、填空题： 1.自动检测系统分为开环系统和闭环系统，气象观测系统属于开环系统，炉温自动系统属于闭环系统。 2.有人把计算机比喻为一个人的大脑，传感器则是人的感官。 3.对仪表读数不需经过任何运算就能直接得到测量的结果，就叫直接测量。对被测物理量必须经过方程组才能得到最后结果，就叫间接测量。 4.传感器命名：主题词加四级修饰语构成，第一级修饰语是指被测量；第三级修饰语是指特征描述；第四级修饰语是指主要技术指标。年12月1日国家批准实施的GB/T14479-93《传感器图用图形符号》已与国际接轨。按照它的规定，传感器图用图形符号符号要素正方形和等边三角形组成，其中要素正方形表示转换元件。等边三角形表示敏感元件。 6.我国电工仪表的准确度等级S就是按满度相对误差γm分级的；按大小依次分成,,,,,。例如某电表S=即表明它的准确度等级为3级，也就是它的满度误差不超过±%，即|γm|≤，或习惯上写成γm=±。为了减小测量中的示值，在
进行量程选择时应尽可能使示值接近满度值，一般以示值不小于满度值的2/3为宜。 7.某级电流表，满度值A=100μA，求测量值分别为x1=100μA时的示值相对误差为±1%。x2=80μA时的示值相对误差为±%；x3=20μA时的示值相对误差为±0,5%。 9.家用电器的温度检测中，空调器属于湿度传感器，电冰箱属于温度传感器。 10.热敏电阻按其性能分为正温度系数，负温度系数 临界温度系数三种，电机的过热保护属PTC保护，晶体管保护属NTC保护。 11.电容式传感器有三种基本类型，即变极距型、变面积型和变介电常数型。 12按误差产生的特性可将误差分为绝对误差和相对误差。级电工仪表的引用误差的最大值不超过±%.。 14.标称值为102μf，容许误差为±5%的电容，其实际值范围是 15.测量100℃的温度用级温度计可能产生的绝对误差+-，示值相对误差 16.温包、毛细管和压力敏感元件组成的是压力式温度计。 17.热敏电阻按性能分为临界温度热敏电阻、PTC热敏电阻和nTC热敏电阻。 18.辐射测温方法分辐射法、和。 19.电容式传感器的
自动检测技术期末复习题
自动检测技术期末复习题 一、判断题 1.在实际测量中，只要采用高准确度仪表，测量结果与被测量的真值之间就不会存在偏差。2 2.在相同的测量条件下，对同一被测量进行多次测量时，显著偏离测量结果的误差，称为随机误差。2 3相对误差是指被测量的绝双对误差与其真值的比植百分比，可表示为1 4.灵敏度表示弹性敏感元件在单位力作用下产生变形的大小2 5,电容式传感器的测量电路有二极管式、三极管式、晶闸管式、MOS管式四种2 6.弹簧管把被测力转换为管端部的位移，其灵敏度取决于材料的弹性模量和他的几何尺寸1 7.电阻应变式传感器是根据电磁原理，通过电磁敏感元件将机械结构的转变为立转换为电压的元件2 8.热电偶回路的四个定律包括均质导体定律、中间导体定律。中间温度定律和标准电极定律1 9.压电式传感器是以某些晶体受力后在其内部产生电磁效应为原理的。2 10.容栅传感器是在变面积型电容传感器的基础上发展起来的一中心型传感器1 11.红外传感器是利用物体产生热电势的特性来实现自动检测的传感器2 12.共模干扰又称横向干扰、异相干扰等，它是指检测装置两个输入端对地共有的干扰电压2 13. 共模干找又称横向干扰、异相干扰等，它是指检测装置两个输入周对地共有的干扰电压2 14.当检测装置的信号测量电路及信号源在两端接地时，很容易形成环路电流，引起干扰，这时就需要采用隔离的方法。1 15.检测装置的内部干扰是由其内部的各种电子元器件引起的，包括固定干扰和过渡干扰1 16.感应同步器是一种根据电磁感应原理，利用两个平面型电路绕组，其互感随位置而变化的原理工作的位移传感器1 17.激光传感器可将输入他的一定形式的能量（光能热能等）转换成一定波长的光形式发射出来。1 18.为了实现信号的远距离传送，经常将电压信号转换成5～10mA或0～20mA，的流量信号，以减少干扰的影响和长线电压传输的信号损失。2 19.电磁耦合又称为容性耦合，当两个电路之间有互感存在时，一个电路的电流变化，就会通过磁交链影响到另一个路2 20.气敏电阻是一种半导体敏感器件，它是利用气体的吸附而使半导体本身的PN结发生变化这一机理来进行检测的2 21.理论和实践均已证明，断开热电偶的任何一个极，用第三种导体引入测量仪表，其总电动势是不变的1 22.在两个电路间加入隔离变压器以切断地回路，可实现前后电路的隔离，两个电路接地点就不会产生共模干扰。1 23.检测装置的内部干扰是由其内部的各种电子元器件引起的，包括固定干扰和过液干扰。1 24.光敏三极管在低照度入射光下工作时，或者希望得到较大的输出功率时，可以配以电容滤波器。2 填空题 1.坏值剔除后，正确的测量结果中不包含粗大误差，此时，要分析处理的误差只有＿系统＿误差和随机误差 两种 2.导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变时，其电阻值也应发生变化的物理现象称为＿电阻应变＿效 应 3.单体硅材料在受力作用后，其电阻率随作用力而变化，这种物理现象称为＿压阻＿效应 4.典型的差动式电容压力传感器是由金属活动膜片与电镀有金属膜的玻璃圆片固定电极＿＿组成 5.压电式传感器在受外力作用时，在两个电极表面将要聚集电荷，且＿电荷量＿相等极性相反 6.光电元件是光电传感器中最重要的部件，常见的有＿真空管电元件＿和半导体光电元件两大类 7.计量光栅指的是测量＿位移＿的光栅，多用于直线位移和角位移的测量 8.光电效应分为三类，第二类是内光电效应，相应的器件有光敏电阻和＿光敏晶体管＿ 9.电阻应变片接入电桥电路通常有这种接法，如果电桥两个臂接入应变片称为＿双臂＿工作电桥 10.电阻应变片接入电桥电路通常有这种接法，如果四个臂都接入应变片称为＿全桥形式＿ 11.电容式传感器可分为三种类型，变面积式、变间隙式、＿变介电常数＿式 12.常见干扰耦合方式主要有＿静电＿耦合、电磁耦合、共阻抗耦合和漏电流耦合
《传感器与检测技术》期末复习试题2套含答案.docx
学期《传感器与检测技术》试卷(A) 一判断对错(每题2分，共30分) 1. ()数据采集卡的主要功能是将模拟量信号和计算机的数字量信号进行相互转换。 2. ( ) RS232是一种标准化的并行口。 3. ()虚拟仪器一般采用专门化的处理机进行后续电路处理。 4. ()在1000度以上的高温下，应该选用热电阻进行温度测量。 5. ()压力检测一般检测的固体所受压力。 6. ()电阻应变片中，电阻丝的材料一般选用蓝宝石。 7. ()激光位移传感器的检测主要反映在图像传感器中。 8. ()电容式位移传感器的主要特点是稳定程度高。 9. ()频率超过20KHZ的声波称为超声波。 10. () 光栅位移传感器主要由标尺光栅，指示光栅、光路系统和磁敏元件组成。 11. () 磁栅尺的转换原理与摄像机的原理基本相同。 12. () 位移检测分为线位移和角位移两种。 13. () 光电二极管具有双向导通性质。 14. () 温度传感器的量程范围为100°C，若相对百分误差为0.5%，最大误差不超过 0.5C。 15. () 信号的时域描述和频域描述可以通过傅里叶变换相互转换。 二单项选择(每题2分，共20分) 1. () 一般情况下，采用频率域进行信号描述的合适场合是:
对声音进行分析B,对温度进行分析 180度 270度 ()如右图所示为光栅尺内部结构示意，动尺与定尺栅线应韦 A, 超过9。度的角度 B,很小的角度 C,超过180度的角度 D,完全平行 6. ()如右图所示激光位移传感器测量厚度差，采用图示的传感， 测量姿态原因为： C,对压力进行分析 D,对位移进行分析 2. ()采用光电耦合器件进行信号传输的优点是： A, 增加信号的敏感性 B, 转换电压信号为电流信号 C, 避免强电电路对一般弱电信号的干扰作用 D, 使得电路复杂，没有什么优越性 3. ()测量电路所需要的电流是2A,电压是12V,则需要开关电源的功率是: A, 48W B, 100W C, 24W D, 50W 4. ()右图所示为感应同步器原理，滑尺的两个感应线圈相位差应该是： [mniuinmui b 1/4T T <- I 凹凹
光电成像原理与技术答案
光电成像原理与技术答案 【篇一：光电成像原理与技术总复习】 t>一、重要术语 光电成像技术、像管、变像管、像增强器、摄像管（器）、明适（响）应、暗适（响）应、人眼的绝对视觉阈、人眼的阈值对比度、人眼的光谱灵敏度（光谱光视效率）、人眼的分辨率、图像的信噪比、凝视、凝视中心、瞥见时间、瞥见孔径、辐射度量、辐射功率、辐射强度、辐亮度、辐照度、辐射出照度、光度量、光能、光能密度、光通量、光亮度、光出射度，照度，发光强度，光亮度；坎（凯）德拉、流明、勒克司、视见函数、朗伯辐射体、气溶胶粒子、云、雾、霾、霭、大气消光、大气散射、大气吸收、大气能见度 （能见距离）、大气透明度、电子透镜、光电子图像、亮度增益、 等效背景照度、畸变、像管分辨力（率）、正（负）电子亲（素） 和势、负电子亲和势、光电发射的极限、电流密度、mcp的饱和电 流密度、荧光、磷光、表面态、微光夜视仪、照明系统的光强分布、成像系统的极限分辨力、选通技术、靶、惰性（上升惰性、衰减惰性）、摄像管的分辨力、动态范围、靶网、居里温度、热释电靶的 单畴化、ccd的开启电压、ccd的转移效率、界面态“胖0”工作模式、光注入、电注入。 二、几个重要的效应 1. 光电转换效应（内/外） 2. 热释电能转换效率（应） 3. 三环效应 4. mcp的电阻效应/充电效应 三、几个重要定律 1. 朗伯余弦 2. 基尔霍夫 3. 黑体辐射（共4个） 4. 波盖尔 1 5. 斯托列托夫 6. 爱因斯坦 四、重要结构及其工作原理、特点 1. 直视型光电成像器件的基本结构、工作原理
2. 非直视型（电视型）光电成像器件的基本结构、工作原理 3. 人眼的结构及其图像形成过程 4. 大气层的基本构成、结构特点 5. 像管的结构及其成像的物理过程 6. 光阴极实现辐射图像光电转换的物理过程（光电发射过程） 7. 电子光学系统的基本结构及其成像过程 8. 荧光屏的结构及其发光过程 9. 光谱纤维面板的结构及其成像原理 10. 微通道板（mcp的结构及其电子图像的倍增原理） 11. 主动红外成像系统结构及其成像过程 12. 夜视成像系统结构及其成像过程 13. 摄像管的结构及其工作原理 14. 光电导摄像管的结构及其工作原理 15. 热释电摄像管的结构及其工作原理 16. 电子枪的结构及其工作原理 17. mos电容器的结构及其电荷存储原理、 18. ccd的结构及其电荷传输原理 19. 埋沟ccd（bccd）的结构及其工作原理 2 20. 线阵ccd的结构及其成像原理 五、关键器件、系统的性能参数 1. 表征光电成像器件的性能参数 2. 大气辐射传输过程中，影响光电成像系统的因素 3. 表征像管的性能参数 4. 表征mcp的性能参数 5. 微光成像系统的性能影响因素 6. 摄像管的主要性能参数 7. 热释电靶的主要性能参数 8. 表征ccd的物理性能参数 六、其他 1. 辐射源的辐射能量所集中的波段 2. mcp的自饱和特性 3. 像管的直流高压电源的要求 4. 受激辐射可见光的条件 5. 计算第三章、第四章
广西大学传感器与检测技术期末考试复习题库
传感器与检测技术期末考试复习题库 一.单选题（共68题） 1、按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（） A、光电式传感器 B、电容式传感器 C、压电式传感器 D、磁电式传感器 正确答案： A 2、测量范围大的电容式位移传感器的类型为（） A、变极板面积型 B、变极距型 C、变介质型 D、容栅型 正确答案： D 3、用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。 A、传递函数 B、互相关函数 C、互谱密度函数 D、相干函数 正确答案： D 4、对于输出信号变化范围一定的检测装置，其灵敏度越高，量程。 A、越大； B、越小； C、不变。 正确答案： B 5、用三台压力计分别对某个压力为120KPa的容器压力进行等精度测量，三台压力计测量所得数据如下，其中准确度最高的是 C A、120.91，120.92，120.88，120.89，120.90，120.90 B、120.61，120.42，119.63，119.40，120.18，119.98、
C、120.01，120.02，119.98，119.99，120.02，119.95、 正确答案： C 6、采用对称测量法测量，可以减小或消除（）的影响 A、随机误差 B、恒值系统误差 C、线性变化系统误差 正确答案： C 7、 在同一测量条件下，对同一被测量作多次重复测量，每次测量所得的测得值都不一致，由此产生的误差是。 A、随机误差； B、系统误差； C、粗大误差。 正确答案： A 8、用三台压力计分别对某个压力为120KPa的容器压力进行等精度测量，三台压力计测量所得数据如下，其中精密度最高的是（） A、120.91，120.92，120.88，120.89，120.90，120.90 B、120.61，120.42，119.63，119.40，120.18，119.9、 C、120.01，120.02，119.98，119.99，120.02，119.95、 正确答案： A 9、一阶系统的动态特性参数是。 A、固有频率 B、阻尼比 C、时间常数 D、灵敏度 正确答案： C 10、影响压电式加速度传感器低频响应能力的是 A、电缆的安装与固定方式 B、电缆的长度
传感器期末复习题及答案
传感器复习题 1变间隙式电容传感器的非线性误差与极板间初始距离d0之间是（ B ）。 A 正比关系 B 反比关系 C 无关系 2、下列不属于电容式传感器测量电路的是（ D） A．调频测量电路 B．运算放大器电路 C．脉冲宽度调制电路 D．相敏检波电路 3、霍尔元件不等位电势产生的主要原因不包括（ C ） A．霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位上 B．半导体材料不均匀造成电阻率不均匀或几何尺寸不均匀 C．周围环境温度变化 D．激励电极接触不良造成激励电流不均匀分配 4、下面不属于不等位电势U0产生原因的是（ C ）。 A、霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位面上； B、半导体材料不均匀造成了电阻率不均匀或几何尺寸不均匀； C、元件由金属或绝缘体构成； D、激励电极接触不良造成激励电流不均匀分布等。 5、关于霍尔传感器说法不正确的是（ A ） A、霍尔片越厚，霍尔传感器输出灵敏度越大 B、霍尔片越薄，霍尔传感器输出灵敏度越大 C、霍尔传感器可以作测量元件 D、霍尔传感器可以作开关元件 6、两个压电元件相串联与单片时相比说法正确的是（ B ） A. 串联时输出电压不变，电荷量与单片时相同 B. 串联时输出电压增大一倍，电荷量与单片时相同 C. 串联时电荷量增大一倍，电容量不变 D. 串联时电荷量增大一倍，电容量为单片时的一半 7、用于厚度测量的压电陶瓷器件利用了（ C ）原理。 A. 磁阻效应 B. 压阻效应 C. 正压电效应 D. 逆压电效应 8、在运算放大器放大倍数很大时，压电传感器输入电路中的电荷放大器的输出电压与 （ A ）成正比。 A．输入电荷 B.反馈电容 C．电缆电容 D.放大倍数 9、石英晶体在沿电轴X方向的力作用下会（ D ） A．不产生压电效应 B. 产生逆向压电效应 C. 产生横向压电效应 D．产生纵向压电效应 10、关于压电式传感器中压电元件的连接，以下说法正确的是（ A ） A．与单片相比，并联时电荷量增加1倍、电容量增加1倍、输出电压不变 B. 与单片相比，串联时电荷量增加1倍、电容量增加1倍、输出电压增大1倍 C．与单片相比，并联时电荷量不变、电容量减半、输出电压增大1倍 D. 与单片相比，串联时电荷量不变、电容量减半、输出电压不变 11．下列光电器件中，基于光电导效应工作的是（ B ） A．光电管 B．光敏电阻 C．光电倍增管 D．光电池