光纖傳感技術(shù)智慧樹(shù)知到課后章節(jié)答案2023年下上海電力大學(xué)

光纖傳感技術(shù)智慧樹(shù)知到課后章節(jié)答案2023年下上海電力大學(xué)上海電力大學(xué)

第一章測(cè)試

光纖傳感器的定義是用光作為敏感信息的載體，用光纖作為傳遞敏感信息的媒質(zhì)。

A:對(duì)B:錯(cuò)

答案:對(duì)

光纖傳感器易受電磁場(chǎng)干擾。光纖損耗小，可遠(yuǎn)距離測(cè)量，融傳感與通信與一體。

A:錯(cuò)B:對(duì)

答案:錯(cuò)

光纖為多層介質(zhì)結(jié)構(gòu)，從內(nèi)到外分別為纖芯、包層、涂覆層和護(hù)套。纖芯起到傳光的作用，單模光纖纖芯直徑一般為8-10um。

A:對(duì)B:錯(cuò)

答案:對(duì)

數(shù)值孔徑表示光纖接收的能力，數(shù)值孔徑越大，接收光線(xiàn)的能力越指弱，與光源的耦合效率越高。其取值的大小要兼顧光纖接收光的能力和對(duì)模式色散的影響。定義光纖孔徑角的正弦值與入射界面折射率的乘積為數(shù)值孔徑。

A:對(duì)B:錯(cuò)

答案:錯(cuò)

光纖的損耗分為吸收損耗、散射損耗和彎曲損耗。光纖的散射損耗包括瑞利散射，布里淵散射和拉曼散射損耗。其中瑞利散射為彈性散射，布里淵散射和拉曼散射為非彈性散射。

A:對(duì)B:錯(cuò)

答案:對(duì)

光隔離器功能是正向傳輸?shù)墓馔ㄟ^(guò)而隔離反向傳輸?shù)墓?，從而防止反射光影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

A:錯(cuò)B:對(duì)

答案:對(duì)

第二章測(cè)試

光纖傳感用光源要求首先是光源的體積小，便于與光纖耦合。光源工作時(shí)需要穩(wěn)定性好、噪聲小，能在室溫下連續(xù)長(zhǎng)期工作，光源要便于維護(hù)，使用方便。

A:錯(cuò)B:對(duì)

答案:對(duì)

光纖傳感用光源種類(lèi)包括相干光源，主要由半導(dǎo)體激光器LD、He-Ne激光器、固體激光器等。和非相干光源：包括LED、白熾光源等。

A:對(duì)B:錯(cuò)

答案:對(duì)

激光器的特性](1)激光的高亮度。(2).激光的方向性差。(3).激光的高單色性。(4).激光的高相干性等特點(diǎn)。按照增益介質(zhì)分為氣體激光器、固體激光器、液體激光器、半導(dǎo)體激光器等。

A:錯(cuò)B:對(duì)

答案:錯(cuò)

光纖傳感對(duì)光探測(cè)器的要求線(xiàn)性好、靈敏度高、響應(yīng)頻帶寬、響應(yīng)速度快、動(dòng)態(tài)特性好，性能穩(wěn)定、噪聲小。

A:對(duì)B:錯(cuò)

答案:對(duì)

光纖傳感器按光纖的作用分類(lèi)分功能型光纖傳感器。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，靈敏度高。非功能型傳感器：是利用其它敏感元件感受被測(cè)量的變化，光纖僅作為信息的傳輸介質(zhì)。

A:對(duì)B:錯(cuò)

答案:對(duì)

第三章測(cè)試

當(dāng)光源快速向你運(yùn)動(dòng)時(shí)，光的頻率會(huì)增加，表現(xiàn)為光的顏色紅移。

A:對(duì)B:錯(cuò)

答案:錯(cuò)

當(dāng)線(xiàn)偏振光沿磁場(chǎng)方向通過(guò)置于磁場(chǎng)中的磁光介質(zhì)時(shí)，其偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象稱(chēng)為磁致旋光效應(yīng)。

A:錯(cuò)B:對(duì)

答案:對(duì)

電光效應(yīng)是指某些各向同性的透明物質(zhì)在電場(chǎng)作用下顯示出光學(xué)各向異性，物質(zhì)的折射率因外加電場(chǎng)而發(fā)生變化的現(xiàn)象。分為一次電光效應(yīng)和二次電光效應(yīng)。

A:錯(cuò)B:對(duì)

答案:對(duì)

同一光源同一光路，兩束相向傳播光之間的光程差或相位差與其光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于慣性空間旋轉(zhuǎn)的角速度成正比的效應(yīng)為sagnac效應(yīng)。

A:對(duì)B:錯(cuò)

答案:對(duì)

在一個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，若某種介質(zhì)對(duì)于通過(guò)它的各種波長(zhǎng)的光波性都能幾乎均勻的吸收，即吸收系數(shù)與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，則稱(chēng)為選擇性吸收。

A:錯(cuò)B:對(duì)

答案:錯(cuò)

第四章測(cè)試

光調(diào)制是將信息加到載波光波上，使載波光波的某一參數(shù)隨外加信號(hào)變化而變化，這些參數(shù)包括光波的強(qiáng)度、相位、頻率、偏振和波長(zhǎng)等。

A:錯(cuò)B:對(duì)

答案:對(duì)

強(qiáng)度調(diào)制的定義為利用被測(cè)量直接或間接地改變光纖中傳輸光的強(qiáng)度，再通過(guò)測(cè)量光強(qiáng)的變化檢測(cè)出被測(cè)量的方法。分別為反射式強(qiáng)度調(diào)制、透射式強(qiáng)度調(diào)制、折射率強(qiáng)度調(diào)制、光模式強(qiáng)度調(diào)制、光吸收系數(shù)強(qiáng)度調(diào)制。

A:錯(cuò)B:對(duì)

答案:對(duì)

反射式強(qiáng)度調(diào)制：輸入光纖將光源的光射向被測(cè)物體表面，再?gòu)谋粶y(cè)面反射到另一根輸出光纖中，其光強(qiáng)的大小與被測(cè)表面與光纖間的距離d無(wú)關(guān)。

A:對(duì)B:錯(cuò)

答案:對(duì)

反射式強(qiáng)度調(diào)制光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn)：原理簡(jiǎn)單，體積小，性能可靠、設(shè)計(jì)靈活、加個(gè)低廉、帶寬高、頻率響應(yīng)快等，在要求成本和采樣速率的高精度、非接觸式測(cè)量領(lǐng)域更具吸引力，應(yīng)用范圍廣，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于位移、振動(dòng)、壓力、應(yīng)那邊、表面粗糙度、溫度等物理量的測(cè)量。

A:對(duì)B:錯(cuò)

答案:對(duì)

相位調(diào)制定義是利用外界因素改變光纖中光波的相位，通過(guò)檢測(cè)相位變化來(lái)測(cè)量被測(cè)量的方法。

A:錯(cuò)B:對(duì)

答案:對(duì)

應(yīng)力應(yīng)變效應(yīng)是指當(dāng)光纖受到縱向（即軸向）的機(jī)械應(yīng)力的作用使，光纖的長(zhǎng)度、芯徑以及纖芯折射率都將發(fā)生變化，這些變化將導(dǎo)致光纖中光波波長(zhǎng)的變化。

A:錯(cuò)B:對(duì)

答案:錯(cuò)

光纖干涉儀與傳統(tǒng)的分立元件干涉儀相比不容易準(zhǔn)直，測(cè)量的動(dòng)態(tài)范圍大。

A:錯(cuò)B:對(duì)

答案:錯(cuò)

偏振調(diào)制的定義為利用外界物理量改變光的偏振特性，通過(guò)檢測(cè)光偏振態(tài)的變化來(lái)檢測(cè)物理量的調(diào)制技術(shù)。偏振態(tài)調(diào)制型光纖傳感器通常基于電光、磁光和彈光效應(yīng)。最為典型的偏振態(tài)調(diào)制效應(yīng)有光的吸收效應(yīng)。

A:對(duì)B:錯(cuò)

答案:錯(cuò)

第五章測(cè)試

分布式光纖傳感器有以下優(yōu)點(diǎn)：一是空間范圍大；二是傳感和傳光為同一根光纖，傳感部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是性?xún)r(jià)比高。

A:錯(cuò)B:對(duì)

答案:對(duì)

分布式光纖傳感器包括三個(gè)特征參量。第一個(gè)特征參量為空間分辨率，空間分辨率是分布式光纖傳感器所能分辨的最小空間距離。第二個(gè)特征參量是時(shí)間分辨率：時(shí)間分辨率是指分布式光纖傳感器對(duì)被測(cè)量達(dá)到被測(cè)的分辨率所需的時(shí)間，它表示分布式光纖傳感器實(shí)現(xiàn)測(cè)量實(shí)時(shí)性。第三個(gè)特征參量為被測(cè)量分辨率：指分布式光纖傳感器對(duì)被測(cè)量能正確測(cè)量的程度。

A:錯(cuò)B:對(duì)

答案:對(duì)

分布式光纖傳感技術(shù)根據(jù)傳感的原理分類(lèi)主要有三種:分別為基于瑞利散射的振動(dòng)敏感型光纖傳感技術(shù)，基于拉曼散射的溫度敏感性光纖傳感技術(shù)，以及基于光纖布拉格光柵的應(yīng)變、溫度敏感型光纖傳感技術(shù)。

A:對(duì)B:錯(cuò)

答案:錯(cuò)

布里淵散射的光纖傳感技術(shù)用于溫度和應(yīng)變測(cè)量的原理。

A:錯(cuò)B:對(duì)

答案:對(duì)

B-OTDR優(yōu)點(diǎn)：a.可以連續(xù)分布式測(cè)量溫度和應(yīng)變，b.高的溫度和應(yīng)變分辨率，c.高空間分辨率，d.超長(zhǎng)傳感范圍，超過(guò)80公里，e同一根光纖既可用于傳感，也可用于通信。

A:對(duì)B:錯(cuò)

答案:對(duì)

分布式拉曼溫度光纖傳感器原理是光纖中自發(fā)拉曼散射的斯托克斯光與溫度緊密相關(guān)。采用反斯托克斯與斯托克斯比值的分布式光纖溫度測(cè)量，其結(jié)果消除了光源波動(dòng)、光纖彎曲等因素的影響。

A:對(duì)B:錯(cuò)

答案:錯(cuò)

第六章測(cè)試

光纖光柵的定義為折射率呈周期性變化的光無(wú)源器件。按周期大小分為短周期光纖光柵和傾斜光纖光柵。

A:錯(cuò)B:對(duì)

答案:錯(cuò)

成柵所用紫外光源采用準(zhǔn)分子激光器、倍頻染料激光器和倍頻氬離子激光器等紫外光源。普通光纖的紫外光敏性有限，不能寫(xiě)出高反射率的光柵，可以采用載氫和摻雜的方法提高光敏性。

A:對(duì)B:錯(cuò)

答案:對(duì)

光纖布拉格光柵方法包括雙光束橫向干涉法、振幅掩膜法、飛秒激光刻寫(xiě)法等。長(zhǎng)周期光纖光柵的寫(xiě)入方法包括振幅掩模法、熔融拉錐法和微透鏡陣列寫(xiě)入法等。

A:對(duì)B:錯(cuò)

答案:錯(cuò)

光纖布拉格光柵傳感器波長(zhǎng)指光纖布拉格光柵反射譜尖峰的中心波長(zhǎng)。峰值波長(zhǎng)隨著應(yīng)變和溫度的改變而改變。

A:錯(cuò)B:對(duì)

答案:對(duì)

光纖布拉格光柵的反射率越高，返回到測(cè)量系統(tǒng)的光功率就越小，相應(yīng)的測(cè)量距離就越短。如果反射率越小，噪聲對(duì)其影響就越大。推薦反射率大于90%。

A:對(duì)B:錯(cuò)

答案:錯(cuò)

光纖布拉格光柵邊模抑制比指的是光纖布拉格光柵主峰的反射率與最高的次峰反射率的比值。

A:對(duì)B:錯(cuò)

答案:對(duì)

光纖光柵解調(diào)方法包括光譜分析法、匹配光柵濾波法、法布里-泊羅腔法、非平衡馬赫一曾德干涉法、邁克爾遜干涉法、可調(diào)諧窄帶光源法等。

A:對(duì)B:錯(cuò)

答案:對(duì)

FBG封裝設(shè)計(jì)一方面是為了對(duì)光纖進(jìn)行保護(hù)，能夠保持穩(wěn)定的性能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期的測(cè)量，另一方面則是為了改變光纖光柵對(duì)待測(cè)物理參量的靈敏度，根據(jù)實(shí)際測(cè)試要求，對(duì)傳感器進(jìn)行增敏或者降敏，更適應(yīng)實(shí)際測(cè)量環(huán)境的需求。

A:錯(cuò)B:對(duì)

答案:對(duì)

第七章測(cè)試

由于外界環(huán)境的變化對(duì)共振吸收峰的位置會(huì)有影響，因此在光纖SPR傳感器中，可以通過(guò)監(jiān)測(cè)傳感器共振峰位置的改變量對(duì)外界環(huán)境的變化量進(jìn)行測(cè)量。

A:對(duì)B:錯(cuò)

答案:對(duì)

光纖SPR傳感器分為在線(xiàn)傳輸式和終端反射式兩種。在線(xiàn)傳輸式將光纖中間一段包層去掉或者使包層直徑增大，將金屬涂覆在這段光纖中，入射光在全反射作用下經(jīng)纖芯傳播，在倏逝波的作用下激發(fā)金屬中的自由電子產(chǎn)生表面等離子體波，通過(guò)監(jiān)測(cè)從光纖另一端傳輸?shù)姆瓷涔獾淖兓芯客饨绛h(huán)境的變化。

A:錯(cuò)B:對(duì)

答案:錯(cuò)

光纖熒光溫度傳感系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由溫敏熒光物質(zhì)材料、熒光探頭，激勵(lì)光源、耦合器件和信號(hào)采集檢測(cè)單元組成。

A:對(duì)B:錯(cuò)

答案:對(duì)