新型传感器技术

第一篇：新型传感器技术

前

言

传感器工作原理的分类：

物理传感器应用的是物理效应

化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象

以其输出信号为标准可将传感器分为：

模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。

数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。

开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。

应用的材料观点出发可将传感器分成下列几类：

(1)按照其所用材料的类别分 金属 聚合物 陶瓷 混合物

(2)按材料的物理性质分  导体 绝缘体 半导体 磁性材料

(3)按材料的晶体结构分 单晶 多晶 非晶材料

按照其制造工艺，可以将传感器区分为：

集成传感器薄膜传感器厚膜传感器陶瓷传感器

集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的。通常还将用于初步处理被测信号的部分电路也集成在同一芯片上。

薄膜传感器则是通过沉积在介质衬底(基板)上的，相应敏感材料的薄膜形成的。使用混合工艺时，同样可将部分电路制造在此基板上。

厚膜传感器是利用相应材料的浆料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3制成的，然后进行热处理，使厚膜成形。

第1章 传感器敏感材料

1半导体硅材料

1.1 单晶硅：固态传感器的材料，优点：

优良的机械、物理性质，材质纯，内耗低、功耗小。机械品质因数高达106数量级，滞后和蠕变极小，机械稳定性好。

各向异性，具有很好的热导性，应变灵敏系数高。

1.2 多晶硅：是许多单晶的聚合物。晶粒的排列是无序的，不同的晶粒有不同的单晶取向，而每一晶粒内部具有单晶的特征。晶粒与晶粒之间的部位称为晶界，其对压阻效应的影响可通过控制掺杂浓度来降低。晶粒越大，压阻效应越大。

1.3 非晶体硅：在光电器件、传感器中应用。与晶体材料相比，非晶体硅具有：

（1）在可见光范围内具有高的光吸收系数。（2）淀积温度低（200-300ºC），可用多种材料作衬底，感受大面积淀积。（3）材料性能稳定，具有较高的机械强度。（4）具有高的塞贝克系数

（5）纯非晶硅没有压阻效应，利用微晶相与非晶相混合可产生压阻效应，灵敏系数高。（6）非晶硅的弹性模量和多晶硅一样，取决于制备和热处理，一般为（150—170）×103MPa。

可制成多种传感器，如光传感器，成象传感器，高灵敏度温度传感器，微波功率传感器，触觉传感器等。

1.4 硅蓝宝石：是在蓝宝石衬底上应用外延生长技术形成的硅薄膜。衬底是绝缘体，可实现元件之间的分离，且寄生电容小。

蠕变极小，优于单晶硅；耐辐射能力强；化学稳定性好，耐腐蚀性强。具有耐环境性强的优势。

2化合物半导体材料

先进的成象传感器材料。如碲镉汞、锑化铟、砷化镓等。开发长波段的应用。

无源探测的红外光敏技术，广泛应用。如红外夜视、火控、跟踪定位、精确制导

3石英敏感材料

3.1石英晶体 晶态sio2 特点：各向异性，具有压电特性；绝缘体；和单晶硅一样，具有优良的机械物理性质。

工作温度为２００℃－２５０℃

3.2 石英玻璃：非晶态SIO2，物理特性与方向无关。机械物理性能和化学性能极优。在７００ ℃－８００ ℃以前，弹性模量随温度的增高而增大，以后随温度的升高而下降。

最高使用温度为1100 ℃。适宜制造高精度传感器

4精密陶瓷材料

以化学合成的物质为原料，控制其中的组分比，经过精密的成型烧结，可制成适合传感器需要的多种精密陶瓷材料----功能陶瓷材料。

特点：耐热性，耐腐蚀性，多孔性，光电性，压电性等独特的性能。新开发陶瓷温度、气体、温度、光电、离子、加速度、陀螺等传感器 ZnO薄膜

作为压电体、光导体、光波导和半导体的多用途材料； 六角晶结构，各向异性体，有大的压电常数，大的声光、电光和非线性光学系数。淀积ZnO膜技术最广泛的方法是磁控溅射方法，可获得压电性能、光学性能优良，表面平坦而透明的致密薄膜层。6 铁电聚合物

是指含有铁电晶体组织的特殊高分子聚合物，如聚氯乙烯、聚偏二佛乙烯（PVF2)。

PVF2优良，具有压电、热释电特性。

应用在电-声和机-电传感器，如声频、超声波等。非晶态磁性合金

结构为长程无序，短程有序；

在旋转磁场中的各个方向的相对磁导率较高；

电阻率高，在交变磁场作用下，涡流损耗小，响应快，高频特性好； 磁致伸缩效应大；

机械强度高，高达2000-3500MPa。

根据传感器的具体特性要求确定这类材料的组分和形状。

8形状记忆合金

新的传感器材料，具有热弹性和超弹性；

过程：把某种记忆合金在高温下定形后，若冷却到低温产生形变，只要温度稍微升高就可以使形变迅速消失，并回到高温下所具有的形状。代表性材料有：NiTi ,CuZnAl,CuAlNi。复合材料

原子合成法通过控制材料的特性可以合成理想传感器材料;晶体合成法:多层结构,材料的混合在原子级上进行控制,合成的材料也叫人造晶格或超晶格;超晶格结构具有全新的材料特性;超晶格结构可随意控制物理常数,具有很大的发展前景。

硅材料的质量轻,密度为不锈钢的1/3,而弯曲强度为不锈钢得3.5倍,具有高强度比和高密度比;热导性为不锈钢7倍,而热膨胀系数不到不锈钢的1/7;

第2章 微机械加工技术

分为三类：硅微机械加工技术、超精密机械加工技术和X射线深层光刻电铸成型（LIGA)技术。

2.1硅微机械加工技术 硅微机械加工技术是硅集成电路工艺的扩展技术。主要用于制造以硅材料为基底、层与层之间有很大差别的三维微结构，包括膜片、悬臂梁、探针等微结构与特殊薄膜和高性能的电路相结合，成功制造出固态传感器 1.刻蚀技术

（１）体型结构腐蚀加工

腐蚀加工是形成微型传感器结构的关键技术，分为化学腐蚀（湿法）和离子刻蚀（干法）两种。

（2）表面腐蚀加工---牺牲层技术 利用硅表面微机械加工技术，开发、研制出尺寸小的悬式结构 工艺过程:

通过淀积法（溅射、蒸发）

在Si基片表面上生成SiO2牺牲层(微米级)

根据要求的形状刻蚀一部分SiO2

再剩下的SiO2层上通过淀积生成Si层

用刻蚀法刻蚀淀积的Si层

溶解SiO2牺牲层,获得与Si基片略连接或完全分离的悬臂式结构 2.薄膜技术

多晶硅膜、二氧化硅膜、金属膜等作为微型传感器结构的复合材料。制作方法：物理气相淀积和化学气相淀积。物理气相淀积是利用蒸镀和溅射。

化学气相淀积是让气体与衬底材料在加热的表面进行化学反应，使另一种物质在表面上形成膜。

(1)真空蒸镀：用蒸发铝和金的方法来获得电极的欧姆接触区，可直接制造敏感元件的薄膜。

(2)溅射成膜工艺,最流行工艺,设备较复杂,成膜速度慢,但形成的膜牢固,制出高熔点的金属膜和化合物膜,且化学成分不变。溅射方式有射频溅射、直流溅射和反应溅射等，射频溅射应用广泛。(3)化学气相淀积(CVD)：是使含有待淀积物质的化合物升华成气体，与另一种气体化合物在一个反应室中进行反应，生成固态的淀积物质，使之淀积在基底上而生成薄膜。

(4)等离子化学气相淀积(PECVD):在温度３５０－４００ ℃利用等离子体的活性。

过程：在反应过程中，为了产生等离子体，可加上直流或射频高电压，反应室通入一定量气体，使之发光放电，反应室内的气体将被电离而等离子化。3.固相键合工艺

把两个固态部件直接键合在一起的加工工艺，也就是把微机械部件装配在一起的一种技术。

典型例子就是硅－玻璃或金属－玻璃间的静电键合。

过程：把表面抛光的硅和热膨胀系数相近的玻璃紧密接触，在４００℃高温下，接上硅为正、玻璃为负的直流电压（５００－１５００伏）；在静电力作用下，使硅与玻璃在界面处接近到分子级的距离而形成牢固的、永久性的分子键合

2.2 传感器用石英、陶瓷、高分子聚合物和金属材料为基底时，用到超精密机械加工技术，如激光精密加工等。

2.3X射线深层光刻电铸成型技术

是深层同步辐射X射线光刻与电铸工艺相结合的制造技术。与牺牲层技术结合可制造出微型悬式结构。

工艺过程如下：

在硅基片上溅射牺牲层

用紫外光通过掩膜照射牺牲层，制作平面图形

在牺牲层上涂一层钛、镍组成的薄膜作为电铸的金属基底 在金属基底上淀积光致抗蚀剂层，覆盖掩膜

利用深层同步辐射X射线光刻技术对光致抗蚀剂层进行曝光 用化学蚀刻法蚀刻光致抗蚀剂层，制成电铸用的初级模板

在金属基底上，以初级模板为模型进行电铸，形成了与模板形状互为凹凸的三维结构

用化学溶剂溶解掉初级模板、金属基底和牺牲层，获得悬式结构

第3章 传感器的建模

3.1原因和过程

建立传感器的模型,在原理分析、结构设计、样机研制中有重要作用。

建模过程：（1）根据本质特征建立传感器的物理模型；（2）建立传感器的数学模型；（3）求解数学模型。

建模的方法：主要有能量法、概率法、状态法等

3.2受轴向力两端固支梁

建模步骤：１）几何方程；

２）物理方程；

３）弹性势能、弹性方程（对体积）；

４）动能；

５）梁上的任一点横截面处的初始应力；

６）由初始应力引起的初始弹性势能；

７）建立总的弹性势能；

８）建立泛函；

９）利用泛函原理；

１０）求解微分方程。

3.3改进悬臂梁

改进型悬臂梁的特征是：

在载荷F的作用下，梁的根部区域和端部区域的应力状态是相反的； 梁的根部受力情况优于典型悬臂梁，测力范围增大； 梁上布置测力元件优于典型悬臂梁。

第4章 硅电容式集成传感器

灵敏度高，稳定性好，量程宽

平行板式

C=ε0εA/d 通过改变极板间距d ,极板相对面积A（或长度L）和介电常数ε，可以使电容器的电容发生变化。

基于阻抗测量技术的电容信号检测，其测量线路有：（１）交流电桥式；（２）充放电式；（３）调频式；（４）谐振式。

硅电容式集成压力传感器的接口电路

1.开关-电容接口电路：由差动积分器和循环运行的A/D变换器组成。电路的工作过程：复位、检测、换算和转换。2.电容—频率变换电路

采用电容—频率变换电路，可将电容输出的电压变换为频率 信号输出。可直接接入计算机。

第5章 谐振式传感器

由ERD组成的电—机—电谐振子环节，是谐振式传感器的核心。适当地选择激励和拾振手段，构成一个理想的ERD，对设计谐振式传感器至关重要。由ERDA组成的闭环自激环节，是构成谐振式传感器的条件。

由RDO(C)组成的信号检测、输出环节，是实现检测被测量的手段。

每周平均储存的能量Q每周由阻尼损耗的能量值反映了谐振子振动中阻尼比的大小及消耗能量快慢的程度。同时也反映了幅频特性曲线谐振峰的陡峭的程度，即谐振敏感元件选频能力的强弱。

双激单拾

单激双拾

稳定的自激振荡：

1、幅度平衡条件|AF|=1

2、相位平衡条件φA+φF=(2n+1)π（n=0,1,2,3···）

采用电磁方式作为激励、拾振手段最突出的优点是与壳体无接触，但也有一些不足。如电磁转换效率低，激励信号中需引入较大的直流分量，磁性材料的长期稳定性差，易于产生电磁耦合等。

第6章 声表面波传感器

特点：高精度；与微处理器连接，简单；可批量生产等。纵波是质点的振动方向与传播方向同轴的波

横波 质点的振动方向与波的传播方向垂直

声表面波的衰减

波束偏离和衍射效应引起的． 原因：

材料固有的衰减；

材料表面粗糙引起散射； 向外辐射声波．

叉指换能器

功能是激励瑞利表面波（１）基本特性：

基本结构：叉指电极、叉指周期、换能器孔径。物理过程：压电效应和逆压电效应。

基本性能：频率高、对称性、带宽取决于指对数、互易性、内加权、制造简单，重复性、一致性好。

第7章 薄膜传感器

薄膜与传感器特性的关系: 1)选择性;2)可靠性;3)响应时间;4)分辨率;5)其它特性

厚膜与薄膜：区别不在于膜的厚度，而是制备工艺的不同。薄膜（真空蒸镀，溅射，气相淀积）

第8章 气体传感器

主要参数与特性

响应时间 选择性 稳定性 温度特性 湿度特性

电源电压特性

应变效应：导体或半导体电阻随其机械变形而变化的物理现象。

光纤数值孔径：入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度α的正弦值就称为光纤的数值孔径（NA = sinα）

SAW模式转换：针对瑞利波，其质点作椭圆振动，有横振动又有纵振动，遇到阻抗不连续时，入射波一部分以瑞利波形式反射回来，还有一部分能量在反射时转换为体波

压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。

逆压电效应是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。

单模光纤芯径小（10m m左右），仅允许一个模式传输，色散小，工作在长波长（1310nm和1550nm），与光器件的耦合相对困难

多模光纤芯径大（62.5m m或50m m），允许上百个模式传输，色散大，工作在850nm或1310nm。与光器件的耦合相对容易

压阻效应，是指当半导体受到应力作用时，由于载流子迁移率的变化，使其电阻率发生变化的现象

速度劲化：压电晶体，由于压电效应，在声波传播过程中，将有一个电势随同传播，且使声波速度变快。

与频率无关--非色散波

金属赛贝克效应：在两种不同导电材料构成的闭合回路中，当两个接点温度不同时，回路中产生的电势使热能转变为电能的一种现象。

波束偏离－－各向异性固体，波的相速度与群速度不一致；或相位传播方向与能量传播方向不一致．

第二篇：传感器技术教学大纲

《传感器技术》课程教学大纲

一、课程名称：传感器技术

二、课程代码：812117

三、课程类别： 专业课

四、学时 32

五、先修课程：电路理论电子技术

六、适应专业：海洋技术

七、课程的性质和任务

《传感器与测试技术》是一门多学科交叉而成的专业课程，随着科学技术的飞速发展，人们对信息资源的需要日益增长，要及时获取各种信息，解决工程、生产及科研中遇到的检测问题，必须合理的选择和应用各种传感器。本课程在讲清基本概念、基本理论的基础上，强调工程应用。本课程主要为海洋技术专业的本科生重点介绍各种传感器的工作原理和特性，结合工程应用实际，了解传感器在各种电量和非电量检测系统中的应用，培养学生使用各类传感器的技巧和能力，掌握常用传感器的工程测量设计方法和实验研究方法，了解传感器技术的发展动向。

八、教学目的与要求

使学生初步掌握检测技术的基本知识。培养学生使用各类传感器的能力。使学生能够进一步应用传感器方面的知识解决工程检测中的具体问题。对学科发展有初步认识，掌握基本的共性技术。本课程学习基本要求为：

1、通过本课程的学习，学生应了解以下知识：

（1）传感器、检测系统组成、描述。

（2）传感器测量的共性技术，传感技术的新发展。

（3）传感器的一般工程参数测量方法。

2、通过本课程的学习，学生应熟悉以下知识：

（1）传感器分类方法

（2）传感器动、静态特性的定义、测量方法。

（3）不同传感器等效、测量电路。

（4）传感器的数学模型建立和分析方法。

（5）各种物理效应和功能传感器基本特性。

3、通过本课程的学习，学生应掌握以下知识：

（1）常用传感器静态性能检测及数据处理方法；

（2）电桥测量、线性化处理及检测技术一般共性技术；

（3）R、C、L传感器基本原理、测量方法；

（4）主要传感器工作原理、测量电路

要求理解不同原理传感器的物理概念，常用的电路搭配；能够对常用传感器的性能进行检测并正确处理检测数据；掌握正确使用传感器的方法。了解传感器技术发展前沿状况，培养学生科学素养，提高学生分析解决问题的能力。

九、教学内容及要求

第一章概论

1、了解信息测量的基本知识，掌握测量误差的基础知识。

2、掌握传感器的定义、传感器的一般特性、传感器的重要指标。

重点内容：

测量误差的概念、传感器的定义、传感器的一般特性

教学难点：

随机误差计算、二阶传感器的动态特性及其分析方法。

建议学时数：

4第二章电阻应变传感器

1、了解应变片的结构和材料、电阻应变片的工作特性及参数

2、掌握电阻应变传感器的工作原理、电阻应变传感器测量电桥的分析方法及应用电阻应变传感器的温度误差及线性补偿办法。

3、理解应变式力传感器、应变式压力传感器、应变式加速度传感器的应用 重点内容：

电阻应变传感器的工作原理、差动电桥的概念、测量电桥的分析方法。教学难点：

电阻应变传感器测量电桥的分析方法、电阻应变传感器的温度误差及补偿办法，应变测量电桥性能的提高。

建议学时数：

4第三章电感传感器

1、掌握电感型传感器的工作原理、结构及特点，掌握电感型传感器的工作特性分析方法，带相敏整流测量电桥的工作原理。

2、了解差动变压器零点残余电压消除方法、差动变压器外补偿电路、差动整流电路，电感型传感器的应用。

重点内容：

电感型传感器的工作原理、结构及特点，主要工作特性及测量电路分析方法，带相敏整流测量电桥的工作原理。

教学难点：

电感型传感器测量电路分析方法、带相敏整流测量电桥的工作原理。

建议学时数：

4第四章电容传感器

1、掌握电容传感器的工作原理、结构及特点，差动电容传感器的概念，掌握电容传感器主要工作特性及分析方法

2、了解差动脉冲调宽电路的工作原理，电容传感器的应用及在应用中正确处理所遇到的问题。

重点内容：

电容传感器的工作原理、特点、主要工作特性及配用的测量电路，如何在实际工程测量中正确合理的选择电容传感器。

教学难点：

电容传感器测量电路的分析及（变间隙式）差动电容传感器测量电桥输出电

压的计算、测量误差的分析及减小误差的方法。

建议学时数：

2第五章 热电传感器

1、掌握热电偶的工作原理、工作特性、冷端补偿及测温电路热，电感传感器的基本应用。

2、掌握金属热电阻、半导体热敏电阻工作原理及特性，温敏二级管、温敏晶体管的测温原理，掌握热电传感器的基本应用。

重点内容：

热电偶、半导体热敏电阻、工作特性、测量电路，温度传感器的典型工程应用。

教学难点：

热电传感器测量电路的分析方法及测量误差分析。

建议学时数：

4第六章 压电传感器

1、了解压电材料的压电效应，压电传感器的基本应用。

2、掌握压电传感器工作原理、压电传感器的组成及其测量电路。

重点内容：

压电传感器工作原理及测量电路。

教学难点：

压电传感器测量电路电荷放大器的运用及测量误差的分析。

建议学时数：

2第七章 磁电传感器

1、了解各种霍尔元件、磁敏元件的结构、特点及其基本应用，理解霍尔效应、磁阻效应的基本概念。

2、掌握霍尔传感器的工作原理、主要工作特性、误差及其补偿

重点内容：

霍尔传感器工作原理、主要工作特性、误差分析及其补偿，霍尔传感器的典型应用。

教学难点：

磁敏二极管、磁敏三极管的结构、工作原理，温度特性及补偿，测量误差的分析及计算。

建议学时数：

2第八章 光电传感器

1、理解常用光电器件的光电效应及其应用

2、掌握常用光电器件工作原理、工作特性及典型应用，光栅位移传感器的组成、工作原理、辩向原理及细分技术。

重点内容：

光电效应的基本概念，常用光电器件工作原理、工作特性及典型应用。教学难点：

莫尔条纹的概念，光栅位移传感器的工作原理、辩向原理及细分技术。建议学时数：

4第九章 光纤传感器

1、理解光纤的传光原理与特性，几种光纤传感器的典型应用。

2、掌握光纤作为光的传输媒质所具有的特点，它的结构、组成。光纤传感器的工作原理及特点。

重点内容：

光纤的基本概念，光纤传感器的工作原理及特点。光线能在光纤中传输的必要条件。

教学难点：

传输光的调制技术，偏振调制技术。

建议学时数：

2第十章 其它类型传感器简介

1、掌握气敏传感器、湿敏传感器的工作原理及应用。

2、掌握几种传感器稳压、恒流电源，典型实用信号放大电路。

重点内容：

半导体气敏传感器的基本概念，工作原理及特点，主要特性及其改善。教学难点：

气体分子对气敏材料的吸附、解吸原理，气敏传感器灵敏度的提高与稳定改善。

建议学时数：

4十、考核方式：

结束性闭卷考试80％＋平时考核20％

十一、推荐教材和教学参考资源

（一）教材

郁有文.传感原理及工程应用 西安：西安电子科技大学出版社，第三版

（二）教学参考资源

何道清.传感与传感器技术.北京：科学出版社，2004..Ramon Pallas-Areny JohnG Webster传感器和信号调节 北京：清华大学出版社

制定人：常继生

审定人：黄晓红

第三篇：《现代传感器技术》教学大纲范文

《现代传感器技术》教学大纲

一、课程性质、目的和要求

现代传感器技术是构成现代信息技术系统的三大主要内容之一，传感器在信息的获取和传输中起着关键作用，对于电子信息专业的学生来说是非常重要的一门学科。通过本课程的学习，学生应掌握常用传感器的主要种类和基本工作原理、基本特性和测量方法；能够正确合理的选用传感器和设计数据采集系统，具有分析和处理测试结果的初步能力；了解半导体传感器技术的新进展，为后续课程的学习和今后从事研究工作奠定必要的基础。

二、课程内容及学时分配

第一章引言（2学时）

教学要求：掌握传感器的概念、分类、用途、基本结构；了解传感器的历史、发展趋势；掌握传感器静态特性、动态特性的概念及表示方法；理解动态特性的研究方法。重点：传感器静态特性、动态特性

难点：动态特性及其性能指标

第二章应变式传感器（4学时）

掌握应变式传感器的工作原理、主要特性，测量电路的设计及计算，温度误差与补偿；理解应变片的主要特性、应用，了解应变片类型，粘贴工艺；了解压阻式传感器原理。重点：直流电桥的计算

难点：温度误差的补偿方法

第三章光电式传感器（4学时）

掌握光电式传感器工作原理和结构类型，光电式传感器的特点、应用；了解光电耦合器件、光导摄像管、CCD图像传感器的原理和应用。

重点：光电效益、光传感器的特性

难点：光电传感器的物理效应

第四章光纤传感器（4学时）

掌握光纤的基本原理、光纤传感器的基本原理。了解光纤机械量传感器、光纤热传感器、光纤电磁量传感器、医用光纤传感器、监测大气污染传感器的工作原理及应用。

重点：光纤传感器的基本原理

难点：光调制技术

第五章变磁阻式传感器（3学时）

掌握电感式传感器工作原理、设计原则，差动变压器式传感器工作原理，电动式传感器工作原理；了解差动变压器式传感器的转换电路。

重点：差动变压器式传感器的输出特性

难点：螺管形差动变压器基本原理

第六章压电传感器（2学时）

掌握压电效应及其物理解释，压电元件常用结构形式，测量电路；了解压电材料及主要

特性、应用举例；了解声表面波传感器的基本原理；了解超声波传感器、探伤仪，无损检测等原理。

重点：压电效应、测量电路

难点：压电效应的物理解释、电荷放大器与电压放大器的对比

第七章半导体传感器（5学时）

掌握半导体温度传感器的原理和测量电路；了解半导体湿度、气体传感器的原理及主要特性、应用举例。

重点：半导体温度传感器的原理、传感器特性、测量电路

难点：半导体温度传感器的测量电路

第八章传感器电路（2学时）

掌握传感器电路的匹配、放大、信号处理、信号传输电路以及抗干扰的一般性设计；应用举例。

重点：传感器电路的匹配、信号处理方法

难点：信号处理电路设计

三、本门课程与其它课程关系

学生学完电路、模拟电子技术基础、普通物理学等课程后可以学习本课程。

四、课程教学方法与手段

本课程在内容上应尽量联系实际，在讲解上着重物理概念的阐述，讲清结构、原理、特性，在应用方面介绍相关典型物理量测量的例子，使学生对传感器有一个实用的概念。对于更前沿、深入的问题，学生可参阅相关参考资料。教学以课堂讲授为主，为培养学生的操作技能，安排6个学时实验时间，以增强学生的电路设计能力，加深对传感器原理和特性的理解，要求学生体会各种传感器的特点，借助各种参考书，扩大知识面，加深理解，了解半导体传感器技术的新进展。

五、课程考核要求及方式

考核方式采用平时成绩与期终成绩相结合的方式。平时成绩包括课外作业和实验成绩等，占40%；期终成绩为闭卷考试成绩，占60%。

六、实践教学内容安排

本课程安排6个学时实验，通过实验系统动手实现。

1． 电阻式传感器的应用（2学时）

内容：熟悉传感器实验系统，应变片的布置与粘贴，设计金属箔式应变片检测电路实验，并对半桥、全桥测量电路的性能比较。

目的：通过实验使学生熟悉传感器实验系统，进一步掌握各种电阻式传感器的工作过程及基本结构，学会位移、压力信号的检测方法和常用仪表，了解位移、压力测量的重要性和普遍性，掌握一定的调节技能。

要求：加深对电阻式传感器原理的理解，熟悉传感器的构造原理、使用方法、性能参数和选用原则，学会应变测量的方法。

方式：在实验系统上实验

2． 差动变压器式电感传感器的应用（2学时）

内容：设计差动变压器式电感传感器的测量电路，并进行测量。

目的：通过本次实验使同学们进一步了解差动变压器式传感器的结构原理，掌握这种传感器的常用测量电路的工作原理和性能特点。

要求：掌握这种传感器基本性能的标定方法。

3． 压电加速度传感器的应用（2学时）

内容：设计压电加速度传感器的测量电路并进行测量。

目的：通过本次实验使同学们进一步了解压电加速度传感器的结构原理，掌握这种传感器的常用测量电路的工作原理和性能特点。

要求：设计出测量电路并进行测量。

方式：在实验系统上实验

七、推荐教材及参考书

教材：

栾桂冬等编著：《传感器及其应用》，西安电子科技大学出版社，2002年第1版。参考书：

1．刘迎春等编著：《传感器原理、设计与应用》，国防科技大学出版社，2004年第4版。

2．徐科军等编著：《传感器与检测技术》，电子工业出版社，2006年。

3．郁有文等编著：《传感器原理及工程应用》，西安电子科技大学出版社，2000年。

4．宋文绪等编著：《传感器与检测技术》，高等教育出版社，2004年。

第四篇：传感器原理及检测技术

传感器原理及检测技术

（工程硕士）考试题

1、简要说明非电量电测法的基本思想。

2、简要说明传感元件与敏感元件的作用及区别。

3、简述现代测量系统由那几部分组成及各部分的功能与特点。

4、何为传感器静态特性？静态特性主要技术指标有哪些？何为传感器动态特性？动态特性主要技术指标有哪些？

5、系统误差，随机误差及粗大误差产生的原因是什么？对测量结果有何影响？从提高测量精度来看，应如何处理这些误差？

6、说明误差的分类，以及各类误差的性质，特点及对测量结果的影响？

7、某测量系统的频率响应曲线H(j)1，若输入周期信号10.05j

x(t)2cos10t0.8cos(100t300)，试求其响应y(t)。

8、有一个传感器，其微分方程为30dy其中y为输出电压(mV),x3y0.15x。

为输入温度(0C)，试求传感器的时间常数和静态灵敏度S。

9、根据磁电式传感器工作原理，设计一传感器测量转轴的转速。要求画出原理结构简图并说明原理。

10、谈谈你对传感器原理及检测技术这门课程学习的体会及建议，你认为检测技术将来的发展方向是什么？

要求：每道题必须认真完成。

第五篇：传感器与测试技术

传感器与测试技术

一、判断题

1、传感器是与人感觉器官相对应的原件。B 错误

2、敏感元件，是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。A 正确

3、信息革命的两大重要支柱是信息的采集和处理。A 正确

4、传感元件把各种被测非电量转换为R,L,C的变化后，必须进一步转换为电流或电压的变化，才能进行处理，记录和显示。A 正确

5、弹性敏感元件在传感器技术中有极重要的地位。A 正确

6、敏感元件加工新技术有薄膜技术和真空镀膜技术。B 错误

2、传感器动态特性可用瞬态响应法和频率相应法分析。A 正确

4、传感器的输出--输入校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏差与传感器满量程输出之比，称为该传感器的“非线性误差”。A 正确

5、选择传感器时，相对灵敏度必须大于零。B 错误

6、用一阶系统描述的传感器，其动态响应特征的优劣也主要取决于时间常数τ，τ越大越好。B 错误

7、一阶装置动态特性的主要参数是时间常数，一般希望它越大越好。B 错误

8、LTI系统的灵敏度是时间的线性函数。B 错误

9、一个复杂的高阶系统总是可以看成是由若干个零阶、一阶和二阶系统并联而成的。B 错误

10、无论何种传感器，若要提高灵敏度，必然会增加非线性误差。B 错误

11、幅频特性优良的传感器，其动态范围大，故可以用于高精度测量。B 错误

12、传感器的阈值，实际上就是传感器在零点附近的分辨力。B 错误

13、非线性误差的大小是以一拟合直线作为基准直线计算出来的，基准直线不同，所得出的线性度就不一样。A 正确

14、外差检测的优点是对光强波动和低频噪声不敏感。A 正确

15、传感器在稳态信号作用下，输入和输出的对应关系称为静态特性；在动态的信号作用下，输入和输出的关系称为动态特性。A 正确

16、传感器动态特性的传递函数中，两个各有G1(s）和G2(s)传递函数的系统串联后，如果他们的阻抗匹配合适，相互之间仍会影响彼此的工作状态。B 错误

17、对比波长大得多的长度变化，物理扰动P随时间变化的速率与振荡频率f成正比。A 正确

18、灵敏度是描述传感器的输出量（一般为非电学量）对输入量（一般为电学量）敏感程度的特性参数B 错误

19、传递函数表示系统本身的传输、转换特性，与激励及系统的初始状态无关。A 正确 20、应变计的灵敏度k恒大金属线材的灵敏度系数ko。A 正确

21、对应变式传感器来说，敏感栅愈窄，基长愈长的应变计，其横向效应引起的误差越大。A 正确

22、零值法的优点是，测量精度主要取决于读数桥的精度，而不受电桥供电电压波动以及放大器放大系数波动等的影响，因此测量精度较高。但由于需要进行手调平衡，故一般用于静态测量。A 正确

23、传感器的灵敏度是指输出量与相应的被测量（输入量）之比。B 错误

24、金属材料灵敏度比半导体大50～100倍。B 错误

25、一个复杂的高阶系统可以看成是由若干个一阶和二阶系统串联而成的。B 错误

26、传感器的灵敏度定义为传感器输入量变化值与相对应的输出量变化值之比。B 错误

41、应变式传感器的温度误差主要是应变式温度传感器件的测量部分引起的。B 错误

43、固有频率属于传感器的动态特性指标。A 正确

1、应变计的非线性度一般要求在0.05％或1％以内。A 正确

2、电阻丝式应变传感计的横向效应可以用H=ky/kx=(n-1)ls/[2nl1+(n-1)ls]表示，可见ls（r）愈小，l1愈大，H愈小。即敏感栅愈窄，基长愈长的应变计，其横向效应引起的误差越小。A 正确

3、等臂电桥当电源电压及电阻相对变化一定时，电桥的输出电压及其电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关。A 正确

4、应变计粘合剂不但要求粘接力强，而且要求粘合层的剪切弹性模量大，能真实地传递试件的应变。另外，粘合层应有高的绝缘电阻、良好的防潮性防油性能以及使用简便等特点。A 正确

5、热敏电阻的温度系数随温度减小而减小，所以低温时热敏电阻温度系数小，灵敏度高，故热敏电阻常用于低温（-100~300）测量。B 错误

6、因环境温度改变而引起的附加电阻变化或者造成的视应变，除与环境温度变化有关外，还与应变计本身的性能参数k、α。βs以及被测构件的线膨胀系数βg有关。A 正确

7、应变计的灵敏度K恒小于金属材料的灵敏度系数K0。A 正确

8、电阻应变仪的差值法一般用于动态测量，零值法一般用于静态测量。A 正确

9、应变计灵敏度k横小于金属线材的灵敏度系数k。A 正确

10、想要提高电桥的电压灵敏度Ku，必须提高电源电压，但不受应变计允许功耗的限制。B 错误

11、等臂电桥，电桥的输出电压及其电压灵敏度与各桥臂阻值总是成正比关系。B 错误

12、电阻应变片是一种能将机械构件上的应变的变化转化为电阻变化的传感器。A 正确

13、等臂电桥，当电源电压及电阻相对变化一定时，电桥的输出电压及其电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关。A 正确

14、应变计的测量范围很大。A 正确

15、半导体应变计具有较小的非线性，输出信号较强，故抗干扰能力较好。B 错误

16、绝缘电阻是指应变计的引线与被测试件之间的电阻值，一般以兆欧计。A 正确

17、自补偿应变计是一种特殊的应变计，当温度变化时产生的附加应变为零或抵消。A 正确

18、热敏电阻的温度随温度减小而增大，所以低温时热敏电阻温度系数大，灵敏度高，故热敏电阻常用于高温测量。B 错误

19、应变计的动态特性测量按正弦规律变化的应变波形时，应变计反应的波幅将高于真实应变波。B 错误

20、电阻应变效应包括横向效应。

B 错误

21、应变计按照半导体式可分为体型和薄膜型。B 错误

22、热敏电阻主要有正温度系数型、负温度系数型、临界温度系数型三种类型。A 正确

23、热敏电阻只有正温度系数型、负温度系数型两种。B 错误

24、根据敏感元件材料的不同，应变计可分为金属式和半导体式两大类。A 正确

25、热敏电阻的电阻温度系数大，电阻与温度的关系近似于线性或为平滑曲线。

A 正确

26、实验表明，应变计的灵敏度K恒小于金属线材的灵敏度系数ko。A 正确

27、敏感栅愈窄，基长愈长的应变计，其横向效应引起的误差越小。A 正确

28、电阻应变计的第一对称形式的直流电桥的电压灵敏度不但与供电电压U有关而且与电桥电阻有关B 错误

29、半导体温度传感器中热敏电阻都有色环，负温度系数型热敏电阻其标记为红色。B 错误

30、热敏电阻的温度系数随温度减小而增大，低温时热敏电阻温度系数大，灵敏度高，高温时温度系数小，灵敏度低。A 正确

31、热敏电阻的温度系数随温度的增大而增大，所以高温时热敏电阻的温度系数大，灵敏度高。B 错误

32、应变器的核心元件是电阻应变计。A 正确

33、扩散性半导体应变计是将N型咋杂质扩散到高阻的P型硅基片上,形成一层极薄的敏感层制成的。B 错误

41、压缩式压电加速度传感器属于压电加速度传感器的一种。A 正确

49、试件材料与应变丝材料的线膨胀系数不一，使得应变丝产生附加变形而造成的电阻变化导致应变式传感器的温度产生误差。A 正确

53、应变计的测量范围很小。B 错误

5、组合式压力传感器是用于测量大压力的。B 错误

1、APD在使用时，须在元件两端加上近于击穿的反偏压。A 正确

2、压电谐振式感器可以不利用压电晶体谐振器的共振频率随被测物理量变化进行测量的。B 错误

3、应变式测力传感器中应变计是传感器的基础，弹力体是传感器的核心。B 错误

4、感湿特征量随环境温度的变化越大,环境温度变化所引起的相对湿度的误差就越小。B 错误

5、半导体湿度传感器的响应时间分为吸湿响应时间和脱湿响应时间，大多数湿度传感器都是脱湿响应时间大于吸湿响应时间。A 正确

6、湿度传感器在升湿和降湿往返变化时的吸湿特性曲线不重合，所构成的曲线叫湿滞回线。A 正确

7、压缩式压电加速度传感器中为便于装配和增大电容量常用两片极化方向相同的晶片，电学上串联输出。B 错误

8、SAW气敏传感器中，吸附膜吸收了环境中的某种特定气体，使基片表面性质发生变化，导致SAW振荡器振荡频率发生变化，通过测量频率的变化就可检测特定气体成分的含量。A 正确

9、感湿特征量变化越大，环境温度变化所引起的相对湿度的误差就越小。B 错误

10、压电传感器的系统功耗小，抗干扰能力强，稳定性好，是传感技术重点发展的方向之一。（A 正确）

11、磁电感应式感器是利用压电晶体谐振器的共振频率随被测物理量得变化而变化进行测量的。B 错误

12、某些晶体沿一定方向伸长或压缩时，在其表面会产生电荷（束缚电荷），这种效应称为压电效应。（A 正确）

13、热释电效应也是晶体的一种自然物理效应。A 正确

14、热电偶产生的热电动势是由两种导体的接触电动势和单一导体的温差电动势组成的。A 正确

15、一般压电材料都有一定的温度系数，温度变化引起的频偏往往超过压力变化引起的频偏，不必对温度变化引起的频偏进行补偿。B 错误

16、SAW压力传感器可用以监视心脏病人的心跳，用射频振荡器把信息发射出去实现遥测。A 正确

17、在环境湿度保持恒定的情况下，湿度传感器特征量的相对变化量与对应的温度变化量之比，称为特征量温度系数。A 正确

18、压电式传感器的测量线路中，电荷放大器的低频特性要比电压放大器好的多。A 正确

19、一般压电材料都有一定的温度系数，但不必对温度变化引起的。B 错误 20、晶体的压电效应是一种机电耦合效应。A 正确

21、压电谐振式传感器是利用压电晶体谐振器的共振频率随被测物理量变化而变化进行测量的。A 正确

28、石英晶体测量加速度基于压电效应。A 正确

1、光生伏特效应就是半导体材料吸收光能后,在PN结上产生电动势的效应。A 正确

2、半导体色敏传感器件利用了半导体特有的特性，构成彩色识别元件。A 正确

3、半导体色敏传感器可以用来直接测量从可见光到红外波段内各类辐射光的波长。B 错误

4、光电二极管的光谱特性与PN结的结深有关。A 正确

5、CCD图像传感器是按一定规律排列的MOS电容器组成的阵列。A 正确

7、数值孔径是反映纤芯接收光量的多少,标志光纤接收性能的一个重要参数。A 正确

8、在阶跃型光纤中，数值孔径越大光信号越易畸变。A 正确

9、光纤传感器中的弯曲损耗是有害的，必须消除。B 错误

10、光纤纤芯折射率高于包层的折射率。A 正确

11、根据全内反射原理，设计光纤纤芯的折射率要小于包层的折射率。B 错误

12、在光纤纤维传中传播模式很多对信息传输是不利的，因为同一光信号采取很多模式传播，就会使这一光信号分为不同时间到达接收端的多个小信号，从而导致合成信号的畸变。A 正确

13、暗市场传感器与亮市场传感器的不同之处在于:它使用从包层进入纤芯的光产生输出信号。B 错误

14、光电效应能否产生，取决于光子的能量是否大于该物质表面的溢出功。A 正确

15、为了使电子从价带激发到导带，入射光子的能量E0应该大于禁带宽度Eg。A 正确

16、光谱灵敏度为光电器件对单色辐射通量的反应与入射的单色辐射通量之比。A 正确

17、外光电效应分为光电导效应和光生伏特效应。B 错误

18、热释电效应是介质的固有电极化强度发生变化，使屏蔽电荷失去平衡，多余的屏蔽电荷被释放出来的现象。A 正确

19、入射光强改变物质导电率的物理现象,叫光电导效应，也称内光电导效应。A 正确 20、光电效应分为外光电效应、内光电效应和光生伏特效应。A 正确

21、光敏电阻的工作原理是基于光电导效应。A 正确

22、内光电效应分为两类，光电导效应和光生伏特效应。B 错误

23、光在半导体材料传播是不会产生衰减。B 错误

24、在光照射下，电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应，入射光强改变物质导电率的物理现象称为内光电效应。A 正确

25、基于光生伏特效应的光电器件有光电二极管、光电三极管和光电池。A 正确

26、本征半导体（纯半导体）的Eg小于掺杂质半导体。B 错误

27、光敏电阻具有灵敏度高，光谱响应范围宽，体积小，重量轻机械强度高，耐冲击，抗过载能力强，耗散功率小等特点。B 错误

28、当光电池密封良好、电极引线可靠、应用合理时，光电池的性能是相当稳定的，寿命也很长。A 正确

29、采用硅和锗材料的雪崩光电二极管的响应波长范围分别为0.5~1.5μm和1~1.5μm。B 错误 30、光纤集光能力的大小与入射到光纤端面的光线是否都能进入光纤息息相关。A 正确

31、光敏二极管是利用光生伏特效应制成的。A 正确

32、光敏电阻的暗电阻大。A 正确

33、入射光强改变物质导电率的物理现象叫光生伏特效应。

B 错误

34、当温度升高时，光敏电阻的暗电阻和灵敏度都下降，因此光电流随温度升高而减小。A 正确

35、光电池作为测量元件使用时，应利用短路电流与照度有较好线性关系的特点，可当做光电检测使用。A 正确

36、光电管属于外光电传感器。A 正确

37、在阶跃折射率光纤的纤芯-包层界面折射率突然从n1减小到n2，而在整个包层中折射率保持恒定。A 正确

38、渐变折射率光纤的折射率从纤芯中央开始向外随径向距离增加而逐渐增大，而包层中折射率保持不变。B 错误

39、光电器件有一定的惰性，在一定幅度的正弦调制光照射下，当频率较高时，灵敏度与频率无关；若频率降低，灵敏度就会逐渐降低。B 错误

40、光纤耦合器是使光信号能量实现分路/合路的器件。A 正确

41、在阶跃型光纤中，数值孔径越大光纤性能越好。B 错误

43、湿度传感器感湿特征量之值与外加交流电压的关系称为电压特性。A 正确

44、外光电效应制成的光电器有真空光电管、半导体光敏电阻。B 错误

45、位移光纤传感器中的两个光栅，适当的减小其中一个光栅栅元宽度可使灵敏度提高，动态范围也将大大的提高。B 错误

46、半导体色敏传感器可以用来直接测量从可见光到红外波段内单色的波长。A 正确

47、光电池研制的最主要问题是提高光电池的光电转换效率。A 正确

48、硅光电池的光谱响应波长范围比锗光的光谱响应波长范围广。B 错误

49、光电器件的灵敏度、暗电流或光电流与温度的关系称为温度特性，通常由曲线表示或温度特性给出。A 正确

50、当光通量一定时，阳极电流与阳（阴）电压的关系，叫光电管的伏安特性曲线。B 错误

51、硒光电池比硅光电池更稳定。B 错误

52、有机粘合剂通常用于低温、常温和中温，无机粘合剂用于高温。A 正确

53、半导体色敏传感器可用来直接测量从可见光到红外波段内的单设辐射的波长。A 正确

54、光电倍增管具有灵敏度高，谱响应范围宽，体积小，重量轻，机械强度高，耗散功率大，以及寿命长的等特点。B 错误

55、按传播模式多少可以将光纤分为单模和多模。A 正确

56、光纤耦合器又称分歧机，在电信网路、有线电视网络、用户回路系统。A 正确

57、当电源电压及电阻相对变化一定时，等臂电桥的输出电压及其电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关。A 正确

58、只有当入射光频率高于红限频率时，光电效应才能够产生。A 正确

59、光敏电阻的亮电阻和暗电阻之差越大，说明性能越好，灵敏度越高。A 正确 60、在阶跃型光纤中，数值孔径越大“V值”越大。A 正确 61、半导体色敏传感器可以用来直接测量从可见光到红外波段内单色的波长，它有两个深度相同的PN结构成。B 错误

62、光纤的纤芯强度取决于纤芯和包层的光学性能。B 错误

63、通常外光电效应有红限频率，而内光电效应无红限频率。B 错误 64、金膜能吸收汞生成汞齐,是良好的检测汞的涂层材料。A 正确

65、入射光强改变物质导电率的物理现象,叫光电导效应。为使电子从价带激发到导带,入射光子的能量E0应大于禁带宽度Eg,即光的波长应小于某一临界波长λ0。A 正确

66、若光电倍增管用来监控连续光源,电容可以省去。使用中往往将电源负极接地,正极直接接到放大器的输入端。若将稳定的光源加以调制,则需要电容器耦合。在脉冲应用时,最好把电源正极接地利于降低噪声，输出可通过电容和下一级放大器耦合。B 错误 77、光敏电阻的工作原理是基于光生伏特效应的。B 错误

1、弹性敏感元件的弹性储能高，具有较强的抗压强度，受温度影响大，具有良好的重复性和稳定性等。B 错误

2、法布利干涉仪一种极灵敏的位置和长度测量装置，它是能用于现代科学的最灵敏的位移测量装置之一。A 正确

1、最适合做开关型温度传感器的是负温度传感器。B 错误

1、最适合做开关型温度传感器的是负温度传感器。B 错误

44、传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的分辨力就越低。B 错误

二、单选题

3、一个复杂的高阶系统总是可以看成是由若干个零阶、一阶和二阶系统（B 串联）而成的。

34、下列哪一项是金属式应变计的主要缺点。A 非线性明显

14、传感器的输出量通常为（B 电量信号）。

27、不属于传感器静态特性指标的是（D 固有频率）。

28、应变式传感器的温度误差产生的主要原因：（D 试件材料与应变丝材料的线膨胀系数不一, 使应变丝产生附加变形而造成的电阻变化。）

29、构件作纯弯曲形变时，构件面上部的应变为拉应变，下部为压应变，且两者是什么关系？（C 绝对值相同符号相反）

30、下面的哪个温度补偿方法是不存在的（C 电阻补偿法）

31、传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的（D 分辨力越高）

32、按照依据的基准线不同，下面那种线性度是最常用的（D 最小二乘法线性度）

33、输入逐渐增加到某一值，与输入逐渐减小刀同一输入值时的输出值不相等是属于传感器静态特性的哪一种（D 迟滞性）。

34、符合对粘合剂的要求是：（A 机械滞后小）。

35、下列哪种温度补偿方法是常用和效果较好的补偿方法：（电桥补偿法）。

36、下面哪一个不是相位检测方法（B 内差检测）。

37、为了减小热电偶测温时的测量误差，需要进行的温度补偿方法不包括（D 差动放大法）。

38、电阻应变片的线路温度补偿方法不包括(C 补偿线圈补偿法)。

39、属于传感器动态特性指标的是（D 固有频率）。40、电阻应变计的电阻相对变化ΔR/R与应变ΔL/L=ε之间在很大范围内是线性的则k=（A ΔR/R/ε）。

35、下列哪一项不是半导体应变计的主要优点（C 准确度高）。

36、下列哪一项是半导体式应变计的主要优点（B 灵敏度高）。

37、电桥测量电路的作用是把传感器的参数转换为（B 电压）的输出。

38、下面那一项不是半导体应变计的优点（C 横向效应小）。

39、以下属于应变计温度误差产生的原因是：（D 敏感栅金属丝电阻本身随温度发生变化）。40、下列哪一项不是金属式应变计的主要缺点（D 响应时间慢）。

42、应变式传感器的温度误差产生的主要原因：（D 应变丝产生附加变形而造成的电阻变化）。

43、不能用应变式传感器测量的是（A 温度）。

1、螺管型差动变压器的衔铁和铁芯用同种材料制成，通常选（A 电阻率大，导磁率高，饱和磁感应大的材料）。

2、组合式压力传感器用于测量（B 小压力）。

3、下列哪一项属于相位型传感器的缺点（C 结构较复杂，检测也需要复杂的手段）。

22、薄膜湿度传感器的响应时间为：（A 1～3s）。

23、下列对于压缩式电加速度传感器的描述正确的是：（D 按照压电式传感器的工作原理及其等效电路，传感器可看成电压发生器，也可看成电荷发生器）。

25、下列哪一项不是热释电材料的来源：（B 金属）。

26、下面哪项不是SAW传感器的优点：（A 分辨率低）。

27、压电式加速度传感器是（D 适于测量动态信号的）传感器。

31、下面哪个不是压电加速度传感器：（B 压电谐振式传感器）。

32、在强声场中测振，要选用灵敏度低的（A 压电式加速度）传感器。

33、石英晶体测量加速度基于哪个物理效应（B 压电效应）。

6、光生伏特效应就是半导体材料吸收光能后，在PN结上产生（B 电动势）的效应。

42、光纤纤芯折射率要（A 高于）包层的折射率。

67、下面的哪些传感器不属于内光电传感器（A 光电管）。68、对光纤传感器的特点叙述错误的是：（C 频带宽动态范围小）。

69、下列关于光电管哪一项是正确的（B 当光通量一定时，阳极电压与阳极电流的关系，叫光电管的伏安特性曲线）。

70、下面的哪些传感器属于外光电传感器（A 光电管）。71、下面的哪些传感器不属于内光电传感器（A 光电管）。72、下列哪个是APD的优点：（B 灵敏度高）。

73、下面哪个不是光敏电阻的优点（D 耗散功率小）。

74、采用硅材料的雪崩式光电二极管的响应波长范围(B 0.4-1.0μm)。75、下面哪个不是反射式光纤位移传感器的特点：（D 精度高）。76、半导体色敏传感器又称为（A 双结光电二极管）。78、反射式光纤位移传感器属于振幅型光纤传感器的一种，其测量位移与输出有如下关系（B 在一定范围内位移与输出信号成线性关系）。

79、下面哪个属于强度型光纤传感器（C 光纤测压传感器）。80、目前光纤传感器通常采用四种不同的干涉测量结构，以下哪一种不属于上述四种结构的是（D 伽利略）。

81、光电池种类很多，其中（D 硅光电池）的光电转换效率高，寿命长，价格便宜。82、数值孔径NA是光纤的一个重要参数，以下说法不正确的是（B 光纤的数值孔径与其几何尺寸有关）。

83、下面哪个不是光纤传感器具有的优点（B 频带宽动态范围小）。92、光敏电阻的工作原理基于（B 光电导效应）。

3、表明声波传感器可以通过测量频率的变化就可检测特定气体成分的含量，其选择性的吸附膜的选择非常重要，常用三乙醇胺薄膜选择性测量(D SO2)。

2、下列选择性吸附膜所对应的敏感气体正确的是（D 酞箐膜（敏感NO2））。

3、下列哪一项是非电阻型半导体气敏器件（A Ag2O）。

4、下列哪一项金属是最良好的检测汞的涂层材料（D 铁）。

5、对于我们日常生活中，所谓湿度的定义说法正确的是（D 气体的绝对湿度与同一温度下饱和水汽压Ps的百分比）。

2、下列选择性吸附膜所对应的敏感气体正确的是（D 酞箐膜（敏感NO2））。

3、下列哪一项是非电阻型半导体气敏器件（A Ag2O）。

4、下列哪一项金属是最良好的检测汞的涂层材料（D 铁）。

5、对于我们日常生活中，所谓湿度的定义说法正确的是（D 气体的绝对湿度与同一温度下饱和水汽压Ps的百分比）。

8、以下那个质量是直接影响传感器的性能和精度（B 弹性敏感元件）。

9、传感器一般包括敏感元件，还包括（A 转换元件）。

10、下列传感器不属于按基本效应分类的是（D 真空传感器）。

三、多选题

7、传感器按照工作原理通常分为（）。B 结构型；D 物理型

54电阻应变片的线路温度补偿方法有（）。

A 差动电桥补偿法；B 补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法；D 恒流源温度补偿电路法

11、下列属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是（）。A 应变式传感器；C 压电式传感器；D 热电式传感器

12、传感器一般由（）组成。

A 敏感元件；B 转换元件；C 转换电路

13、传感技术的研究内容主要包括（）。A 信息获取；B 信息转换；C 信息处理

1、一个复杂的高阶系统总是可以看成是由（）串联而成的。A 零阶；B 一阶；C 二阶

42、存在灵敏度界限的原因是（）。

A 输入的变化量通过传感器内部被吸收，因而反映不到输出端上；C 传感器输出存在噪声

44、下列哪些是半导体应变计的优点（）。

A 灵敏度高；B 体积小、耗电省；D 机械滞后小，可测量静态应变、低频应变等。

45、因环境温度改变而引起的附加电阻变化或者造成的视应变，与下列哪些因素有关（）。A 环境温度变化；B 应变计本身的性能参数κ、α、β；C 被测构件的线膨胀系数βg

46、在应变式传感器应用中，温度的补偿方法主要有（）。

A 应变计自补偿法；B 电桥补偿法；C 辅助测温元件微型计算机补偿法；D 热敏电阻补偿法

47、半导体式应变计的主要特征有哪些（）。

A 测量应变的灵敏度和精度高；B 测量范围大；D 能适应各种环境

48、金属式应变计的主要缺点有哪些（）。A 非线性明显；D 抗干扰能力差

50、制作应变计敏感元件的金属材料应有如下要求（）。A k0大，并在尽可能大的范围内保持常数。；D 电阻率ρ大；E 电阻温度系数小

51、应变式传感器与其他类型传感器相比有以下特点（）。B 测量范围广、精度高。；C 频率响应特性较好。；E 能在恶劣的环境条件下工作。

52、通常用应变式传感器测量（）。B 速度；C 加速度；D 压力

4、电感式传感器可以对（）等物理量进行测量。A 位移；B 振动；C 压力；D 流量

24、下面哪项是SAW传感器的优点：（）。B 灵敏度高；D 可靠

29、下列关于热释电效应说法正确的是（）。

A 利用热释电效应的光电传感器包含光-热、热-电，两个阶段的信息变换过程。B 热-电阶段是利用某种效应将热转变为电信号。；C 光-热阶段是吸收了光以后温度升高。30、在光线作用下,半导体的电导率增加的现象属于（）。B 内光电效应；D 光导效应

84、光电器件的温度特性可以是下列哪些元素与温度的关系（）。B 灵敏度；C 暗电流； D 光电流

85、设计光纤微弯传感器时，下面说法正确的是（）。A 在光纤微变传感器中的变形器前后一定要有模式除去器。；D 暗视场信号放大倍数比亮视场的放大倍数大。

86、下面的哪些传感器属于内光电传感器（）。C 光敏电阻； D 光电二/三极管； E 光电池

87、光纤传感器中常用的光探测器有以下哪几种（）。A 光敏二极管； B 光电倍增管；C 光敏晶体管 88、下面基于外光电效应的光电器件有（）。A 光电管； B 光电倍增管

89、对于光电管的基本特性，下面说法正确的是（）。A 当入射光的波长增加时，相对灵敏度要下降。；

D 温度变化对光电管的光电流影响很小，而对暗电流影响很大。90、发射光纤和传送光纤的分布有哪几种（）。

A 随机分布 B 半球形对开分布 C 共轴内发射分布 D 共轴外发射分布 91、下面哪些是光敏电阻的优点（）。A 体积小；B 重量轻；C 机械强度高 1