传感器课后答案(陈杰)

强电场使“电畴”规则排列,而电畴在极化电场除去后基本保持不变,留下了很强的剩余极化。

当极化后的铁电体受到外力作用时,其剩余极化强度将随之发生变化,从而使一定表面分别产生正负电荷。

在极化方向上压电效应最明显。铁电体的参数也会随时间发生变化—老化,铁电体老化将使压电效应减弱。

6.4 设计压电式传感器检测电路的基本考虑点是什么?为什么?

答:基本考虑点是如何更好的改变传感器的频率特性,以使传感器能用于更广泛的领域。 6.5 画出(111)晶面和<110>晶向。并计算(111)晶面内和 <110>晶向的纵向压阻系数和横向压阻系数。

7.1 什么是光电效应?

答:当用光照射物体时,物体受到一连串具有能量的光子的轰击,于是物体材料中的电子吸收光子能量而发生相应的电效应(如电阻率变化、发射电子或产生电动势等)。这种现象称为光电效应。

7.2 光纤损耗是如何产生的?它对光纤传感器有哪些影响?

答:①吸收性损耗:吸收损耗与组成光纤的材料的中子受激和分子共振有关,当光的频率与分子的振动频率接近或相等时,会发生共振,并大量吸收光能量,引起能量损耗。 ②散射性损耗:是由于材料密度的微观变化、成起伏,以及在制造过程中产生的结构上的不均匀性或缺陷引起。一部分光就会散射到各个方向去,不能传输到终点,从而造成散射性损耗。

③辐射性损耗:当光纤受到具有一定曲率半径的弯曲时,就会产生辐射磁粒。 a弯曲半径比光纤直径大很多的弯曲

b微弯曲:当把光纤组合成光缆时,可能使光纤的轴线产生随机性的微曲。

7.3 光导纤维为什么能够导光?光导纤维有哪些优点?光纤式传感器中光纤的主要优点有哪些?

答:光导纤维工作的基础是光的全内反射,当射入的光线的入射角大于纤维包层间的临界角时,就会在光纤的接口上产生全内反射,并在光纤内部以后的角度反复逐次反射,直至传递

到另一端面。 优点:

a具有优良的传旋光性能,传导损耗小

b频带宽,可进行超高速测量,灵敏度和线性度好

c能在恶劣的环境下工作,能进行远距离信号的传送功能型光纤传感器其光纤不仅作为光传播的波导,而且具有测量的功能。它可以利用外界物理因素改变光纤中光的强度、相位、偏振态或波长,从而对外界因素进行测量和数据传输。 7.4 论述CCD的工作原理。

答:CCD是一种半导体器件,在N型或P型硅衬底上生长一层很薄的SiO2,再在SiO2薄层上依次序沉积金属电极,这种规则排列的MOS电容数组再加上两端的输入及输出二极管就构成了CCD芯片

CCD可以把光信号转换成电脉冲信号。每一个脉冲只反映一个光敏元的受光情况,脉冲幅度的高低反映该光敏元受光的强弱,输出脉冲的顺序可以反映光敏元的位置,这就起到图

像传感器的作用。

8.1 热电阻传感器主要分为几种类型?它们应用在什么不同场合? 答:热电阻传感器分为以下几种类型:

①铂电阻传感器:特点是精度高、稳定性好、性能可靠。主要作为标准电阻温度计使用,也常被用在工业测量中。此外,还被广泛地应用于温度的基准、标准的传递,是目前测温复现性最好的一种。

②铜电阻传感器:价钱较铂金属便宜。在测温范围比较小的情况下,有很好的稳定性。温度系数比较大,电阻值与温度之间接近线性关系。材料容易提纯,价格便宜。不足之处是测量精度较铂电阻稍低、电阻率小。

③铁电阻和镍电阻:铁和镍两种金属的电阻温度系数较高、电阻率较大,故可作成体积小、灵敏度高的电阻温度计,其缺点是容易氧化,化学稳定性差,不易提纯,复制性差,而且电阻值与温度的线性关系差。目前应用不多

8.2 什么叫热电动势、接触电动势和温差电动势?说明热电偶测温原理及其工作定律的应用。

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