傳感器作業(yè)及習(xí)題

1、“傳感技術(shù)及應(yīng)用”作業(yè)與習(xí)題1、 緒論作業(yè)習(xí)題1.什么是傳感器？（傳感器定義）傳感器由哪幾個(gè)部分組成？分別起到什么作用？2.解釋下列名詞術(shù)語：敏感元件;2)傳感器; 3)信號調(diào)理器;4)變送器。討論習(xí)題1.什么是傳感器？常用的分類方法有哪兩種？思考題1. 傳感器特性在檢測系統(tǒng)中起到什么作用？2、 傳感器的一般特性作業(yè)習(xí)題判斷以下各題正確與否：1.傳感器是一種測量器件或裝置，它將被測量按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出，一般系統(tǒng)有輸入和輸出，所以均可看作傳感器。2.傳感器的靜態(tài)特性曲線表示法一般有方程表示法，曲線表示法，列表表示法三種，但是它們嚴(yán)格意義上是等效的。3.遲滯誤差、非線性誤差和重復(fù)性誤差都會(huì)給

2、測量結(jié)果帶來誤差，但它們都可用統(tǒng)計(jì)平均的辦法減少。4.傳感器的閾值，實(shí)際上就是傳感器在零點(diǎn)附近的分辨力。5.某位移傳感器的測量量程為1mm，分辨力為0.001 mm，這說明傳感器的靈敏度很高，其靈敏度為0.1 %。6.傳感器A采用最小二乘法擬合算得線性度為土0.6%，傳感器B采用端點(diǎn)直線法算得線性度為0.8%，則可以肯定傳感器A的線性度優(yōu)于傳感器B。7.無論何種傳感器，若要提高靈敏度必然會(huì)增加非線性誤差。8.幅頻特性優(yōu)良的傳感器，其動(dòng)態(tài)范圍大，故可以用于高精度測量。討論習(xí)題1.傳感器的性能參數(shù)反映了傳感器的什么關(guān)系？2.靜態(tài)參數(shù)有哪些？各種參數(shù)代表什么意義？3.動(dòng)態(tài)參數(shù)有那些？應(yīng)如何選擇？思考

3、題1.對于一階傳感器而言，傳感器的時(shí)間常數(shù)越小，工作頻域越寬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)越好。2.對于二階傳感器而言，可以通過減小傳感器運(yùn)動(dòng)部分質(zhì)量和增加彈性敏感元件的剛度來提高傳感器的固有頻率。3、 電阻式傳感器作業(yè)習(xí)題1什么是應(yīng)變效應(yīng)？什么是壓阻效應(yīng)？什么是橫向效應(yīng)？2. 說明電阻應(yīng)變片的組成和種類。電阻應(yīng)變片有哪些主要特性參數(shù)？3一個(gè)量程為10kN的應(yīng)變式測力傳感器，其彈性元件為薄壁圓筒軸向受力，外徑20mm,內(nèi)徑18mm,在其表面粘貼八各應(yīng)變片，四個(gè)沿周向粘貼，應(yīng)變片的電阻值均為120,靈敏度為2.0,波松比為0.3,材料彈性模量E=2.11011Pa。要求：繪出彈性元件貼片位置及全橋電路；計(jì)算傳感器在

4、滿量程時(shí)，各應(yīng)變片電阻變化；當(dāng)橋路的供電電壓為10V時(shí)，計(jì)算傳感器的輸出電壓。4.應(yīng)變片產(chǎn)生溫度誤差的原因及減小或補(bǔ)償溫度誤差的方法是什么？5.某次測定金屬絲電阻溫度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表t()17.820.937.748.258.8Rt ()3.5543.6873.8273.9694.105試正確繪制R-t關(guān)系并求出0時(shí)的電阻阻值。6.有一測量吊車起吊物質(zhì)量的拉力傳感器如圖(a)所示。電阻應(yīng)變片R1、R2、R3、R4貼在等軸截面上。已知等截面軸的截面積為0.00196m2，彈性模量，泊松比為0.3，R1、R2、R3、R4標(biāo)稱值均為120、靈敏度為2.0，它們組成全橋如圖(b)所示，橋路輸入電壓

5、為2V，輸出電壓為1.0mV，求：等截面袖的縱向應(yīng)變及橫向應(yīng)變；重物m有多少噸？7.半橋測量時(shí)兩片不同受力狀態(tài)的電阻應(yīng)變片介入電橋時(shí)，應(yīng)放在鄰邊。8.橋路（差動(dòng)電橋）測量存在非線性誤差，是因?yàn)開。9.應(yīng)變式傳感器可用于溫度測量嗎？10.一阻值120的應(yīng)變式電阻傳感器靈敏系數(shù)，將該應(yīng)變片用阻值為12的導(dǎo)線連接到測量系統(tǒng)，求應(yīng)變片靈敏系數(shù)=1.82。11.設(shè)計(jì)一只測量線位移的精密線繞電位器，測量范圍010mm，分辨力為50m，靈敏度為2.7V/mm，電阻絲材料選用鉑銥金絲，其電阻率=3.1510-4.mm，當(dāng)電位器的負(fù)載電阻Rf=10k。求電位器的最大負(fù)載誤差。12.下圖是熱敏電阻溫度傳感器的線性

6、化電路，設(shè)TL、TH、TM分別為測溫的下限、上限和測溫范圍的中點(diǎn)，其對應(yīng)的熱敏電阻值已知為RL、RH、RM，為保證熱敏電阻輸出的線性，請推導(dǎo)串聯(lián)在熱敏電阻中的R的最佳值是多少？ 討論習(xí)題1試說明金屬應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的相同和不同之處。思考題1在傳感器測量電路中，直流電橋與交流電橋有什么不同，如何考慮應(yīng)用場合？用電阻應(yīng)變片組成的半橋、全橋電路與單橋相比有哪些改善？4、 電感式傳感器作業(yè)習(xí)題1.敘述變磁阻式傳感器的工作原理。2.說明差動(dòng)變壓器（螺線管式）傳感器的結(jié)構(gòu)形式與輸出特性。3.什么是零點(diǎn)殘余電壓，有哪些方法可以進(jìn)行殘余電壓補(bǔ)償？4.用差動(dòng)變壓器進(jìn)行位移測量時(shí)采用那種電路形式可以直接由輸出

7、電壓區(qū)別位移的大小和方向？5.什么是電渦流效應(yīng)？電渦流傳感器可以進(jìn)行哪些非電量參數(shù)測量？分別利用哪些物理量進(jìn)行檢測，由哪個(gè)電參量轉(zhuǎn)換進(jìn)行電量輸出的？6電感式傳感器有哪些種類？它們的工作原理是什么？7如圖所示一簡單電感式傳感器。尺寸已示于圖中。磁路取為中心磁路，不記漏磁，設(shè)鐵心及銜鐵的相對磁導(dǎo)率為104，空氣的相對磁導(dǎo)率為1，真空的磁導(dǎo)率為410-7Hm-1,試計(jì)算氣隙長度為零及為2mm時(shí)的電感量。圖中所注尺寸單位均為mm.8問振幅是5V，頻率是1000Hz的正弦波交流的有效值為多少？周期為多少？9.在膜厚傳感器上，厚度l 越大，線圈的自感系數(shù)是變大還是變小？10.將非電量的變化轉(zhuǎn)換成線圈_ (

8、或_)變化，這種測量裝置叫做電感式傳感器。該傳感器按轉(zhuǎn)換原理不同可分為_式或_式兩大類。11.判斷題：. 對變間隙的電容式傳感器而言即使采用差動(dòng)結(jié)構(gòu)也不能完全消除非線性誤差。. 差動(dòng)電感傳感器不能完全消除非線性誤差。. 電感式傳感器和渦流式傳感器都是通過電感量的變化檢測信號的，所以它們結(jié)構(gòu)和工作原理沒有任何不同。. 自感式電感傳感器改變空氣隙等效截面積類型變換器轉(zhuǎn)換關(guān)系為非線形的，改變空氣隙長度類型的為線形的。. 變壓器式電感傳感器多采用差動(dòng)結(jié)構(gòu)，并用線圈間互感M的大小確定被測非電量的數(shù)值。討論習(xí)題1.請簡述電渦流傳感器的工作原理，并舉出兩種傳感器的測量電路，說明電路的測量原理。調(diào)頻式電感傳感

9、器轉(zhuǎn)換電路由于輸出信號是脈沖信號，因此抗干擾能力強(qiáng)，易于數(shù)字化和遠(yuǎn)距離傳輸信號。2.分析電感傳感器出現(xiàn)非線性的原因，并說明如何改善？思考題1差動(dòng)電感結(jié)構(gòu)有什么優(yōu)點(diǎn)，采用什么電路可有線形輸出？2簡述電渦流效應(yīng)及構(gòu)成電渦流傳感器的可能的應(yīng)用場合。5、 電容式傳感器作業(yè)習(xí)題1.電容傳感器有哪些類型？2.敘述電容傳感器的工作原理，輸出特性。3.電容傳感器的測量電路有哪些？敘述二極管雙T型交流電橋工作原理。4差動(dòng)式電容測厚傳感器系統(tǒng)的工作原理？5推導(dǎo)差動(dòng)式電容傳感器的靈敏度，并與單極式電容傳感器相比較。6試推導(dǎo)變電介質(zhì)電容式位移傳感器的特性方程C=f(x)。設(shè)真空的介電系數(shù)為0, 21 ，以及極板寬度為

10、W。7. 在上題中，設(shè)=d=1mm，極板為正方形（邊長50mm）。1 =1,2=4試在x=0到50mm范圍內(nèi)，輸出磁位移傳感器的特性曲線，并給以適當(dāng)說明。8. 簡述電容式傳感器用差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路的工作原理及特點(diǎn)。9.電容傳感器有哪三種類型，試從輸入輸出關(guān)系的角度說明各自的特點(diǎn)，對于非線性類型采用什么方法來改善？10.由于電容傳感器的初始電容_，因此，該傳感器的關(guān)鍵問題是_的影響極其嚴(yán)重，這不僅會(huì)造成傳輸效率_，靈敏度_，而且會(huì)產(chǎn)生很大的_。11.變面積電容式傳感器如圖(a)所示，BC形成恒定電容CF，絕緣導(dǎo)桿D伸入圓柱極板A中使得AC電容CX變化，運(yùn)算放大器如圖(b)所示，求：導(dǎo)桿D每伸入1m

11、m引起的電容變化量； Ui=6V時(shí)，求Uo。（） (a) (b)12.電容傳感器外圓半徑R=8mm,內(nèi)圓柱外半徑r=7.25mm,外圓筒與內(nèi)圓筒覆蓋部分長度l=16mm,計(jì)算電容傳感器電容量=_，當(dāng)移動(dòng)0.5mm時(shí)的電容變化量_。13.對變間隙的電容式傳感器而言即使采用差動(dòng)結(jié)構(gòu)也不能完全消除非線性誤差嗎？14.電容傳感器有哪三種類型，試從輸入輸出關(guān)系的角度說明各自的特點(diǎn)，對于非線性類型采用什么方法來改善？討論習(xí)題1根據(jù)電容傳感器的工作原理說明它的分類，電容傳感器能夠測量哪些物理參量？2.如果電容傳感器的電纜丟失了，更換另一根電纜后，可以不必對測量系統(tǒng)重新進(jìn)行標(biāo)定，也可直接使用。思考題1.為什么

12、電感式和電容式傳感器的結(jié)構(gòu)多采用差動(dòng)形式，差動(dòng)結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)是什么？2總結(jié)電容式傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)，主要應(yīng)用場合以及使用中應(yīng)注意的問題。6、 磁電式傳感器作業(yè)習(xí)題1.為什么說磁電感應(yīng)式傳感器是一種有源傳感器？2.變磁阻式傳感器有哪幾種結(jié)構(gòu)形式？可以檢測哪些非電量？3.什么是霍爾效應(yīng)？霍爾電勢的大小與方向和哪些因素有關(guān)？影響霍爾電勢的因素有哪些？4.集成霍爾器件有哪幾種類型？試畫出其輸出特性曲線。5.有一測量轉(zhuǎn)速裝置，調(diào)制盤上有100對永久磁極，N、S極交替放置，調(diào)制盤由轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，在磁極上方固定一個(gè)霍爾元件，每通過一對磁極霍爾元件產(chǎn)生一個(gè)方脈沖送到計(jì)數(shù)器。假定t=5min采樣時(shí)間內(nèi)，計(jì)數(shù)器收到N

13、=15萬個(gè)脈沖，求轉(zhuǎn)速n=？轉(zhuǎn)/分。6.磁敏元件有哪些？（磁敏電阻、磁敏二極管、磁敏晶體管）什么是磁阻效應(yīng)？簡述磁敏二極管、晶體管工作原理。7.磁敏電阻與磁敏晶體管有哪些不同？與霍爾元件在本質(zhì)上的區(qū)別是什么？8試證明霍爾式位移傳感器的輸出與位移成正比。9.磁電式傳感器通常用于測量速度，這是由于它的質(zhì)量塊的位移與速度成正比。10.簡答：寫出霍爾電壓的表達(dá)式，并給出消除不等位電勢的方法。11.當(dāng)控制磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，控制電流為額定值時(shí)，霍爾電極間的空載電勢稱為不等位電勢（或零位電勢）。12.如何采用恒流源和輸入并聯(lián)電阻對霍爾元件進(jìn)行溫度補(bǔ)償，求出并聯(lián)電阻。（設(shè)溫度時(shí)，霍爾元件的靈敏度系數(shù)為，輸入電阻

14、為，溫度上升到 時(shí)，它們分別為、。，其中為霍爾元件靈敏度系數(shù)；為元件的輸入電阻溫度系數(shù)。（假設(shè)不隨溫度變化）?；魻柶捎煤懔髟垂╇?，為補(bǔ)償溫度誤差，采用在輸入回路并聯(lián)電阻，如下圖示，若已知霍爾元件靈敏度溫度系數(shù)為，霍爾元件輸入電阻溫度系數(shù)為，溫度t0時(shí)的輸入電阻為Ri0，請推導(dǎo)并聯(lián)的電阻RP的大小。13.霍爾元件用于測量磁場，它通常不用金屬而由磁性半導(dǎo)體材料如鍺、砷化銦等制成。14.不管霍爾效應(yīng)還是磁阻效應(yīng)都是洛倫磁力作用的結(jié)果。15.簡述霍爾傳感器測量磁場的原理。16.霍爾片采用恒壓源供電，為補(bǔ)償溫度誤差，采用在輸入回路串聯(lián)電阻RP，如下圖示，若已知霍爾元件靈敏度溫度系數(shù)為，霍爾元件輸入電阻

15、溫度系數(shù)為，溫度t0時(shí)的輸入電阻為Ri0，請推導(dǎo)并聯(lián)的電阻RP的大小。IHRPVVH 討論習(xí)題1. 霍爾元件能夠測量哪些物理參數(shù)？霍爾元件的不等位電勢的概念是什么？溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N？2磁電式傳感器與電感式傳感器有哪些不同？3. 簡述霍爾效應(yīng)及構(gòu)成以及霍爾傳感器可能的應(yīng)用場合。思考題1.磁電式傳感器是速度傳感器，它如何通過測量電路獲得相對應(yīng)的位移和加速度信號？2.發(fā)電機(jī)是利用導(dǎo)線在永久磁鐵的磁場中作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而發(fā)電的。無論負(fù)載怎樣消耗這個(gè)電能，永久磁鐵不會(huì)變?nèi)?，這是什么道理？7、 壓電式傳感器作業(yè)習(xí)題1. 判斷題：1）沿機(jī)械軸（Y-Y）方向施加作用力時(shí)，產(chǎn)生的電荷量與壓電晶片的幾何尺寸有關(guān)。

16、2）壓電式傳感器如果使用電荷放大器作為前置放大器，在一定條件下，傳感器的靈敏度與電纜長度無關(guān)。3）電荷放大器是將傳感器輸出的電荷進(jìn)行放大的前置放大器，由于它可以使用較長的電纜，因而得到廣泛應(yīng)用。4）石英晶體和壓電陶瓷均呈壓電現(xiàn)象，壓電機(jī)理也一樣，但后者的壓電常數(shù)要大的多。5）在壓電式傳感器的測量線路中，電荷放大器的低頻特性要比電壓放大器的好的多。6）壓電晶體有三個(gè)互相垂直的軸，分別為X軸（電軸）、Y軸（力軸）、Z軸（光軸），當(dāng)沿某一軸的方向施加外作用力時(shí)，會(huì)在另外兩個(gè)軸的表面出現(xiàn)電荷。2.什么是正壓電效應(yīng)？什么是逆壓電效應(yīng)？壓電效應(yīng)有哪些種類？壓電傳感器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)是什么？能否用壓電傳感器

17、測量靜態(tài)壓力？3.石英晶體X、Y、Z軸的名稱是什么？有哪些特征？4.說明電壓放大器與電荷放大器的優(yōu)缺點(diǎn)，各自要解決什么問題？5.用石英晶體加速度計(jì)及電荷放大器測量機(jī)器振動(dòng)，已知，加速度計(jì)靈敏度為5pc/g;電荷放大器靈敏度為50mv/p，最大加速度時(shí)輸出幅值2v，試求機(jī)器振動(dòng)加速度。6超聲波傳感器利用壓電材料制成發(fā)射器和接收器，說明它們各利用哪種壓電效應(yīng)？7簡述壓電式加速傳感器的工作原理？8. 一個(gè)等效電容為450pF的壓電式水聽器與同相放大器相連，試確定為獲得100的增益及在5Hz處增益誤差小于10%的電路無源元件之值。9.有一個(gè)振動(dòng)頻率為10K的被測體需要測量其振動(dòng)參數(shù)，應(yīng)選用壓電式傳感器

18、進(jìn)行測量。10.石英晶體的壓電效應(yīng)有何特點(diǎn)？已知石英晶體壓電片上的極性如圖（a）所示，試標(biāo)出圖（b）、（c）、（d）所示的石英晶體壓電片上電荷的極性，并結(jié)合圖說明什么叫縱向壓電效應(yīng)？什么叫橫向壓電效應(yīng)？xFxFxyxFx+Fxy（a）x方向受壓力 （b）x方向受拉力xFyFyyxFyFyy（c）y方向受壓力 （d）y方向受拉力11.壓電傳感器配用電路常采用電荷放大器，問：根據(jù)壓電材料的等效模型推導(dǎo)電荷放大器輸出電壓與電荷的關(guān)系；說明電荷放大器有何特點(diǎn)。討論習(xí)題1電荷放大器所要解決的核心問題是什么？試推導(dǎo)其輸入輸出關(guān)系。2.簡述壓電陶瓷特性，作為壓電元件比較他與石英晶體有哪些特點(diǎn)？思考題1.為什

19、么壓電傳感器通常都用來測量動(dòng)態(tài)或瞬態(tài)參量？2.設(shè)計(jì)壓電式傳感器檢測電路的基本考慮點(diǎn)是什么？為什么？8、 熱電式傳感器作業(yè)習(xí)題1.判斷題：a) 熱電偶使用時(shí)，常配用冷端延長線，延長線可以采用任何一種金屬材料制造。b) 把N支相同型號的熱電偶依次將正、負(fù)極連接，則串聯(lián)線路的相對誤差會(huì)減少。c) 兩種金屬相接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生接觸電勢，兩種半導(dǎo)體也會(huì)產(chǎn)生接觸電勢，但金屬和半導(dǎo)體間不會(huì)產(chǎn)生接觸電勢。d) 熱電偶傳感器的中間導(dǎo)體定律保證了接入熱電偶回路中的第三甚至第四種導(dǎo)體只要它們幾端的溫度相同就一定不會(huì)影響回路的總電勢。e) 熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線法與零度恒溫法一樣，可完全消除冷端溫度變化帶來的測溫誤差。f) 熱電

20、偶的工作機(jī)理是導(dǎo)體的熱電效應(yīng)。而熱電勢的產(chǎn)生必須具備兩個(gè)條件，即兩種導(dǎo)體材質(zhì)不同且兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的溫度不同。2.已知銅熱電阻Cu100的百度電阻比W(100)=1.42，當(dāng)用此熱電阻測量50溫度時(shí)，其電阻值為_歐；若測溫時(shí)的電阻值為83歐，則被測溫度是_（保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）3. 敘述并證明熱電偶參考電極定律，其中k為玻爾茲曼常數(shù)；e為電子電荷量；nA、nB、 nC分別為材料A、B、C的自由電子密度；、分別為材料A、B、C的湯姆遜系數(shù)。且已知在某特定條件下材料A與鉑配對的熱電勢為13.967mV，材料B與鉑配對的熱電勢是8.345mV，求出在此特定條件下，材料A與材料B配對后的熱電勢。(材料A在前，材

21、料B在后)TCT0TABT0TA4.將一靈敏度為0.08 mV/的熱電偶與電壓表相連接，電壓表接線端是50，若電位計(jì)上讀數(shù)是60mV，熱電偶的熱端溫度是_。5.用兩個(gè)AD590測量兩點(diǎn)溫度差的電路如圖所示，設(shè)1# 和2# AD590處的溫度分別為t1（）和t2（）。圖中電位器R2用于調(diào)零，電位器R4用于調(diào)整運(yùn)放LF355的增益。試求出輸出電壓Vo與溫差t1-t2的關(guān)系。6.下圖是熱敏電阻的伏安特性曲線，1）請對曲線進(jìn)行分析；2）用該熱敏電阻測量溫度時(shí)，應(yīng)該利用曲線的哪一段，說明原因；3）用該熱敏電阻測量風(fēng)速或流量時(shí)，應(yīng)該利用曲線的哪一段，說明原因。7集成溫度傳感器的測溫原理，有何特點(diǎn)？8如果需

22、要測量1000和20溫度時(shí)，分別宜采用哪種類型的溫度傳感器？9什么叫熱電動(dòng)勢、接觸電動(dòng)勢和溫差電動(dòng)勢？說明熱電偶測溫原理及其工作定律的應(yīng)用。分析熱電偶測溫的誤差因素，并說明減小誤差的方法。10試述熱電偶測溫的基本原理和基本定理。11試解釋負(fù)電阻溫度系數(shù)熱敏電阻的伏安特性并說明其用途。12使用k型熱電偶，基準(zhǔn)接點(diǎn)為0、測量接點(diǎn)為30和900時(shí)，溫差電動(dòng)勢分別為1.203mV和37.326mV。當(dāng)基準(zhǔn)接點(diǎn)為30。C，測溫接點(diǎn)為900時(shí)的溫差電動(dòng)勢為多少？13. 0時(shí)鉑金熱電阻的阻值為100。按下圖所示進(jìn)行溫度測量。R1=100,R2=200,R3=300時(shí)橋路達(dá)到平衡。此時(shí)溫度為多少？假設(shè)鉑金電阻

23、的溫度系數(shù)為0.003851-1，電阻與溫度成線性關(guān)系，另外導(dǎo)線的電阻可忽略不計(jì)。140時(shí)的電阻為100的鉑金熱電阻。300時(shí)的阻值按下面兩種方法計(jì)算，其結(jié)果之差換算成溫度差是多少？15.電阻用溫度的一次方程表示，RT=R0（1+At+Bt2）式中B=0，A=0.003851-1。（此時(shí)100時(shí)的電阻值為138.51）電阻值與溫度為二次函數(shù)關(guān)系。用一次方程近似時(shí)，溫度誤差為多少？討論習(xí)題1熱電阻傳感器主要分為幾種類型？它們應(yīng)用在什么不同場合？半導(dǎo)體熱敏電阻的主要優(yōu)缺點(diǎn)是什么？在電路中是怎樣克服的？2試比較電阻溫度計(jì)與熱電偶溫度計(jì)的異同點(diǎn)。思考題1要測1000。C左右的高溫，用什么類型的熱電偶好

24、？要測1500。C左右的高溫呢？2熱電偶冷端溫度對熱電偶的熱電勢有什么影響？為消除冷端溫度影響可采用哪些措施？9、 光電式傳感器作業(yè)習(xí)題1.判斷題：1）光柵利用莫爾條紋可以測量長度、角度和進(jìn)行光譜分析。2）功能型光纖傳感器是利用光纖的敏感特性進(jìn)行測量，比如光纖液位傳感器。3）光敏二極管和磁敏二極管使用時(shí)與光電池不同，二者均在反向偏置下工作。4）硫化鎘光敏電阻和硫化鉛光敏電阻的尺寸一樣時(shí)可相互替代。5）光電池和光敏二極管都是建立在內(nèi)光電效應(yīng)基礎(chǔ)上，工作電路也一樣。6）通常外光電效應(yīng)有紅限頻率，而內(nèi)光電效應(yīng)無紅限頻率。.由于光敏電阻的光照特性是非線性的，因此不宜用做測量元件。但由于光敏電阻的響應(yīng)時(shí)

25、間很短，因此可以用做高速光電開關(guān)。7）光纖是利用光的折射原理工作的，光纖由纖芯和包層構(gòu)成，且纖芯的折射率小于包層的折射率。8）由于光電池的開路輸出電壓與光強(qiáng)成正比，因此可以用于測量光強(qiáng)。9）CCD圖像傳感器是由電荷耦合器件CCD與光敏二極管陣列集成為一體的具有自掃描功能的固態(tài)傳感器。10）由于光敏電阻的光照特性是非線性的，因此不宜用做測量元件。但由于光敏電阻的響應(yīng)時(shí)間很短，因此可以用做高速光電開關(guān)。11）光纖是利用光的折射原理工作的，光纖由纖芯和包層構(gòu)成，且纖芯的折射率小于包層的折射率。12）由于光電池的開路輸出電壓與光強(qiáng)成正比，因此可以用于測量光強(qiáng)。13） CCD圖像傳感器是由電荷耦合器件C

26、CD與光敏二極管陣列集成為一體的具有自掃描功能的固態(tài)傳感器。14）光導(dǎo)管是內(nèi)光電效應(yīng)的典型代表器件。2.什么是外光電效應(yīng)？內(nèi)光電效應(yīng)？光生伏特效應(yīng)？光電導(dǎo)效應(yīng)？3.光電器件中的光照特性、光譜特性分別描述的是光電器件的什么性能？4.試述光敏電阻、光敏晶體管、光電池的器件結(jié)構(gòu)和工作原理。5.敘述電荷耦合器件（CCD）的結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)電荷與轉(zhuǎn)移電荷的工作過程。6.光纖傳感器在位移測量中有哪些特點(diǎn)？反射光的光強(qiáng)弱對測量有哪些影響？7.求光纖n1=1.46， n2=1.45的NA值；外部n0=1時(shí)，求最大入射角=？。8.在用光開關(guān)檢測物體的系統(tǒng)中，由受光器的受光次數(shù)，可計(jì)算通過輸送帶上物體的個(gè)數(shù)，那么，用輸送帶搬運(yùn)兩種高度的物體時(shí)，畫出能分別計(jì)算兩種高度的物體個(gè)數(shù)的系統(tǒng)組成圖。9圖示為光纖傳光示意圖，若空氣的光折射率為n0，要使光纖的入射光在光纖纖芯內(nèi)全反射，則q0至多為多少？寫出推導(dǎo)過程。并表述數(shù)值孔徑的意義。n1n2q1j110下圖為CCD讀出移位寄存器結(jié)構(gòu)原理圖和三個(gè)電極f1、f2、f3上所施加的脈沖波形。請根據(jù)t1t4各時(shí)刻波形