傳感與檢測(cè)技術(shù)測(cè)試題3標(biāo)答

1、傳感與檢測(cè)技術(shù)測(cè)試題3-標(biāo)答姓名 專業(yè)班級(jí)、學(xué)號(hào) 考試形式 開卷 （閉卷、開卷)題號(hào)一二三四五六七八九十總分題分1516153222100得分備注: 學(xué)生須在試題紙上答題(含填空題、選擇題等客觀題)一、填空題（每空1分，共15分）1霍爾傳感器的理論基礎(chǔ)是 霍爾效應(yīng) ，霍爾電壓UH與控制電流I成 正比 ，霍爾電壓UH與磁感強(qiáng)度B成 正比 。2光電傳感器的理論基礎(chǔ)是光電效應(yīng)。光電效應(yīng)依其表現(xiàn)的不同，通?？煞譃?光電導(dǎo)效應(yīng) 、 光生伏特效應(yīng)、 光電發(fā)射效應(yīng) 三類3鍺光敏器件最敏感的光波長(zhǎng)為 1500nm ，硅光敏器件最敏感的光波長(zhǎng)為 800nm 。4光柵常數(shù)W指的是 亮條與暗條寬之和(光柵的柵距)

2、，莫爾條紋的間距BH與光柵常數(shù)W成 正比 ，與兩光柵尺柵條之間的夾角成 反比 。5CCD圖像傳感器的基本單元是一個(gè) MOS電容器 。6光纖傳感器是以 光 作為信息的載體，光纖是由 絕緣 材料制作成的，因而光纖是 不 導(dǎo)電的。二、單項(xiàng)選擇題（從下列各題三個(gè)備選答案中選出一個(gè)正確答案，并將正確答案的代號(hào)填寫到題后的括號(hào)內(nèi)。每小題4分，共16分）1霍爾元件霍爾效應(yīng)的建立時(shí)間極短，因而霍爾元件可用來制作A電流計(jì)；B高斯計(jì) ；C霍爾開關(guān)。（ C ）2磁敏二極管在正偏壓下，正向磁場(chǎng)H+可使通過磁敏二極管的偏流A增大；B減小；C不變。（ B ）3光敏晶體管是典型的A光電導(dǎo)效應(yīng)器件；B光生伏特效應(yīng)器件；C光電

3、發(fā)射效應(yīng)器件。（ B ）4光纖的數(shù)值孔徑NA表示當(dāng)光從空氣中入射到纖芯端面時(shí)，能在纖芯中形成全反射傳輸?shù)淖畲驛入射光錐半角之正弦；B入射光錐半角之余弦；C入射光錐之全角。（ A ）三、簡(jiǎn)答題（回答簡(jiǎn)明扼要，不必論述。每小題5分，共15分）1霍爾傳感器的主要用途是：高斯計(jì)、電流計(jì)、轉(zhuǎn)速計(jì)、霍爾開關(guān)2莫爾條紋的放大作用指的是：莫爾條紋的間距BH對(duì)光柵常數(shù)W的放大作用3光纖傳感器與其它傳感器相比，具有的固有優(yōu)點(diǎn)是：電絕緣、傳輸損耗低、柔性極好、環(huán)境適應(yīng)性好四、論述題（觀點(diǎn)正確、論述簡(jiǎn)明、圖示清晰。每小題8分，共32分）1試分析霍爾傳感器的霍爾效應(yīng)？如左圖所示（2分），在半導(dǎo)體薄片上垂直施加磁場(chǎng)B，在

4、薄片兩短邊b方向通入控制電流I（2分）；載流子在磁場(chǎng)洛倫茲力FL的作用下向一側(cè)運(yùn)動(dòng)，致使在霍爾元件的兩長(zhǎng)邊L方向積累起等量的正、負(fù)電荷，形成霍爾電場(chǎng)，這種現(xiàn)象稱之為霍爾效應(yīng)（4分）。2試分析光敏電阻的光電效應(yīng)？光敏電阻是典型的光電導(dǎo)效應(yīng)器件。如左圖所示，無光照時(shí)，其阻值很高（2分）；有光照時(shí)，其共價(jià)鍵中的價(jià)電子吸收光子能量，由價(jià)帶穿越禁帶到達(dá)導(dǎo)帶，成為光生自由電子，使得半導(dǎo)體中自由電子空穴對(duì)增加，導(dǎo)電率提高，電阻值下降，光照越強(qiáng)阻值越低（4分）；光照停止，失去光子能量的光生自由電子又重新迭落回價(jià)帶與空穴復(fù)合，自由電子空穴對(duì)減少，又恢復(fù)高阻狀態(tài)（2分）。3試分析光在階躍光纖中的傳輸？ 能在光纖中

5、傳輸?shù)墓饩€是那些滿足全反射條件的光線，如左所示（2分），只要當(dāng)端面軸向入射角QiQm，即可確保界面入射角m（4分），就可以使光線在纖芯中以全反射的方式沿纖芯軸線傳輸（2分），。4試分析光纖微彎調(diào)制是怎樣實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)度調(diào)制的？光纖微彎調(diào)制原理如下圖所示（2分），當(dāng)光纖發(fā)生彎曲時(shí)，將引起界面入射角發(fā)生變化，若當(dāng)m時(shí)，入射到界面的光將發(fā)生折射而形成輻射模，致使纖芯中傳導(dǎo)模強(qiáng)度減?。?分）；光纖微彎程度增加，形成的輻射模越多，相應(yīng)地纖芯中的傳導(dǎo)模越小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)傳導(dǎo)光波強(qiáng)度的調(diào)制（3分）。 五、分析題（原理正確、論述簡(jiǎn)明、圖示清晰。每小題11分，共22分）1試作圖說明霍爾傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速的方法和原理？如圖左所示（4分），將霍爾元件移置旋轉(zhuǎn)盤下邊，讓轉(zhuǎn)盤上小磁鐵形成的磁力線垂直穿過霍爾元件（1分）；當(dāng)控制電流I一定時(shí)，霍爾輸出電壓UH決定于小磁鐵的磁場(chǎng)（2分）。由于小磁鐵固定在旋轉(zhuǎn)盤上，當(dāng)旋轉(zhuǎn)盤隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾元件上獲得周期變化的磁脈沖，因而產(chǎn)生相應(yīng)的霍爾脈沖電壓，此脈沖電壓?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的個(gè)數(shù)，正比于轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的檢測(cè)（3分）；轉(zhuǎn)盤上磁鐵對(duì)數(shù)越多，傳感器測(cè)速的分辨率越高（1分）。 2試作圖說明光電傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速的方法和原理？光電轉(zhuǎn)速計(jì)原理如右圖所示（4分），當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光源發(fā)出的光經(jīng)透鏡聚焦后，穿過透光孔照射