傳感器與檢測(cè)技術(shù)開卷簡(jiǎn)答題(已修改)
2025-04-05 06:56 本頁(yè)面
【正文】 光生伏特效應(yīng)如何產(chǎn)生？答：當(dāng)光照射到距表面很近的PN節(jié)時(shí)，如果光能足夠大，光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，電子就能從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，成為自由電子。 由于光生電子、空穴在擴(kuò)散過程中會(huì)分別于半導(dǎo)體中的空穴、電子復(fù)合，因此載流子的壽命與擴(kuò)散長(zhǎng)度有關(guān)。只有PN結(jié)距表面的厚度小于擴(kuò)散長(zhǎng)度，才能形成光電流產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)。 什么是壓電效應(yīng)？壓電傳感器有哪些？答：當(dāng)某些晶體沿一定方向伸長(zhǎng)或壓縮時(shí)，在其表面上會(huì)產(chǎn)生電荷，這種效應(yīng)成為壓電效應(yīng)。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。 當(dāng)吸附膜是絕緣材料、導(dǎo)電體或金屬氧化物半導(dǎo)體時(shí)，SAW氣敏傳感器的敏感機(jī)理？答：當(dāng)薄膜是絕緣材料時(shí),它吸附氣體引起密度的變化,進(jìn)而引起SAW延遲線振蕩器頻率的偏移。當(dāng)薄膜是導(dǎo)電體或金屬氧化物半導(dǎo)體膜時(shí),主要是由于導(dǎo)電率的變化引起SAW延遲線振蕩器頻率的偏移。 簡(jiǎn)說馬赫―澤德(Mach―Zehnder)干涉儀的工作原理。 簡(jiǎn)述光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn)？1. 具有很高的靈敏度2. 頻帶寬動(dòng)態(tài)范圍大3. 可根據(jù)實(shí)際情況做成各種形狀4. 可以用很相近的技術(shù)基礎(chǔ)構(gòu)成傳感不同物理量的傳感器，這些物理量包括聲場(chǎng)、磁場(chǎng)、壓力、溫度、加速度、轉(zhuǎn)動(dòng)、位移、液位、流量、電流、輻射等等。5. 便于與計(jì)算機(jī)和光纖傳輸系統(tǒng)相連，易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遙測(cè)和控制。6. 可用于高溫、高壓、強(qiáng)磁干擾、腐蝕等各種惡劣環(huán)境。7. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、耗能少。 相位跟蹤系統(tǒng)是由什么組成的并簡(jiǎn)述它的功能？相位跟蹤系統(tǒng)是由電路系統(tǒng)和光纖相位調(diào)制器組成的。1. 抵消任何不必要的大的低頻相位漂移，使干涉儀保持平衡，2. 提供保證干涉儀在正交狀態(tài)下工作的相移。 什么叫安時(shí)特性 流過熱敏電阻的電流與時(shí)間的關(guān)系，稱為安時(shí)特性 數(shù)值孔徑的定義 光從空氣入射到光纖輸入端面時(shí)，處在某一角錐內(nèi)的光線一旦進(jìn)入光纖，就將被截留在纖芯中，此光錐半角的正弦稱為數(shù)值孔徑 什么叫絕對(duì)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(zhì)量為絕對(duì)濕度 光纖優(yōu)點(diǎn)：1抗電磁干擾能力強(qiáng)2柔軟性好3光纖集傳感與信號(hào)傳輸與一體，利用它很容易構(gòu)成分布式傳感測(cè)量1 光纖分類：一功能型①光強(qiáng)度調(diào)制型②光相位調(diào)制型③光偏振態(tài)調(diào)制型二非功能型①光線位移傳感器②光纖溫度傳感器1 光導(dǎo)纖維為什么能夠?qū)Ч?？光?dǎo)纖維有哪些優(yōu)點(diǎn)？光纖式傳感器中光纖的主要優(yōu)點(diǎn)有哪些？答：光導(dǎo)纖維工作的基礎(chǔ)是光的全內(nèi)反射，當(dāng)射入的光線的入射角大于纖維包層間的臨界角時(shí)，就會(huì)在光纖的接口上產(chǎn)生全內(nèi)反射，并在光纖內(nèi)部以后的角度反復(fù)逐次反射，直至傳遞到另一端面。優(yōu)點(diǎn)： a具有優(yōu)良的傳旋光性能，傳導(dǎo)損耗小 b頻帶寬，可進(jìn)行超高速測(cè)量，靈敏度和線性度好 c能在惡劣的環(huán)境下工作，能進(jìn)行遠(yuǎn)距離信號(hào)的傳送功能型光纖傳感器其光纖不僅作為光傳播的波導(dǎo)，而且具有測(cè)量的功能。它可以利用外界物理因素改變光纖中光的強(qiáng)度、相位、偏振態(tài)或波長(zhǎng)，從而對(duì)外界因素進(jìn)行測(cè)量和數(shù)據(jù)傳輸。優(yōu)點(diǎn)：抗電磁干擾能力強(qiáng)；靈敏度高；幾何形狀具有多方面的適應(yīng)性，可以制成任意形狀的光纖傳感器，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(huán)境；而且具有與光纖遙測(cè)技術(shù)的內(nèi)在相容性。1 簡(jiǎn)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(cè)的物理擾動(dòng)與光纖連接的光纖敏感元件相互作用，直接調(diào)制光強(qiáng)。相位型傳感器的原理：在一段單模光纖中傳輸?shù)南喔晒?，因待測(cè)物理場(chǎng)的作用，產(chǎn)生相位調(diào)制。1 簡(jiǎn)述半導(dǎo)體氣敏器件的分類和它們的代表性被測(cè)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(cè)氣體為可燃性氣體；2）體電阻控制型，其代表性被測(cè)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(cè)氣體為硫醇；2）二級(jí)管整流特性，其代表性被測(cè)氣體為氫氣、一氧化碳、乙醇3）晶體管特性，其代表性被測(cè)氣體為氫氣和硫化氫。1 簡(jiǎn)述光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn)。1）與其他傳感器相比，它具有很高的靈敏度2）頻帶寬動(dòng)態(tài)范圍大3）可根據(jù)實(shí)際需要做成各種形狀4）可以用很相近的技術(shù)基礎(chǔ)構(gòu)成傳感不同物理量的傳感器，這些物理量包括聲場(chǎng)、磁場(chǎng)、壓力、溫度、加速度、轉(zhuǎn)動(dòng)（陀螺）、位移、液位、流量、電流、輻射等等5）便于與計(jì)算機(jī)和光纖傳輸系統(tǒng)相連，易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遙測(cè)和控制6）可用于高溫、高壓、強(qiáng)電磁干擾、腐蝕等各種惡劣環(huán)境7）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、耗能少1 什么是紅限頻率？答：光電效應(yīng)能否產(chǎn)生，取決于光子的能量是否大于該物質(zhì)表面的電子逸出功。這意味著每一種物質(zhì)都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的光頻閾值。1 電阻應(yīng)變計(jì)產(chǎn)生溫度誤差的原因是？答：（1） 敏感柵金屬絲電阻本身隨溫度發(fā)生變化。（2） 試件材料與應(yīng)變絲材料的線膨脹系數(shù)不一，使應(yīng)變絲產(chǎn)生附加變形而造成的電阻變化。1 什么叫線性度？其定義為: 傳感器的輸出—輸入校準(zhǔn)曲線與理論擬合直線之間的最大偏差與傳感器滿量程輸出之比, 稱為該傳感器的“非線性誤差”或稱“線性度”, 也稱“非線性度”。 通常用相對(duì)誤差表示其大小: 1 簡(jiǎn)說光電倍增管的工作原理。答。利用二次電子釋放效應(yīng)，將光電流在管內(nèi)部進(jìn)行放大。所謂二次電子釋放效應(yīng)是指高速電子撞擊固體表面，再發(fā)射出二次電子的現(xiàn)象。 簡(jiǎn)述溫度補(bǔ)償方法有哪些？: (1)電橋補(bǔ)償法。 (2)輔助測(cè)溫元件微型計(jì)算機(jī)補(bǔ)償法。 (3)應(yīng)變計(jì)自補(bǔ)償法。 (4)熱敏電阻補(bǔ)償法。 2 電阻應(yīng)變計(jì)產(chǎn)生溫度誤差的原因是？答：（1） 敏感柵金屬絲電阻本身隨溫度發(fā)生變化。（2） 試件材料與應(yīng)變絲材料的線膨脹系數(shù)不一，使應(yīng)變絲產(chǎn)生附加變形而造成的電阻變化。2 簡(jiǎn)說光電倍增管的工作原理。答：利用二次電子釋放效應(yīng)，將光電流在管內(nèi)部進(jìn)行放大。所謂二次電子釋放效應(yīng)是指高速電子撞擊固體表面，再發(fā)射出二次電子的現(xiàn)象。2 光纖傳感器所具有的特點(diǎn)？A. 與其它的傳感器相比，它具有很高的靈敏度。B. 頻帶寬動(dòng)態(tài)范圍大。C. 可根據(jù)實(shí)際需要做成各種形狀。D. 可以用很相近的技術(shù)基礎(chǔ)構(gòu)成傳感不同物理量的傳感器。E. 便于與計(jì)算機(jī)和光纖傳輸系統(tǒng)相連，易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遙測(cè)和控制F. 可用于高溫、高壓、強(qiáng)電磁波干擾、腐蝕等各種惡劣環(huán)境。G. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、耗能少。2 溫度傳感器從使用上分為什么？各自有何不同。溫度傳感器從使用上大致分文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(cè)對(duì)象接觸，后者是使溫度傳感器與待測(cè)對(duì)象離開一定距離，檢測(cè)從待測(cè)對(duì)象放射出的紅外線，從而達(dá)到測(cè)溫的目的。2 簡(jiǎn)單簡(jiǎn)述下聲波傳感器簡(jiǎn)寫SAW，是一種能量集中于媒質(zhì)表面、沿表面?zhèn)鞑?、其振?
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