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光电传感技术及应⽤试卷A（答案）

浙江师范⼤学《光电传感技术及应⽤》考试卷

（20092010学年第2学期）

考试形式闭卷使⽤学⽣光信息07136⼈

考试时间2010-6-14分钟120分钟出卷时间2010年6⽉8⽇

课程编号：6204031

说明：考⽣应将全部答案都写在答题纸上，否则作⽆效处理。

⼀、填空题（每空1分，共16分）

1、依据传感器的⼯作原理，传感器分敏感元件，转换元件，

测量电路三个部分组成。

2、在应变计设计过程中，为了减少横向效应，可采⽤直⾓线栅式应变计

或箔式应变计。

3、光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，根据光电效应可以

分为外光电效应，内光电效应，热释电效应三种。

4、数值孔径作为光纤的⼏个重要参数，根据光纤纤⼼折射率

n和包层折射

1

率

n，数值孔径可以定义为：NA=。

2

5、根据热敏电阻的三种类型，其中临界温度系数型最适合开关型温度传

感器。

6、依据光纤传感器的原理，可以分为强度型(振幅型)光纤传感器与⼲涉

型光纤传感器。

7、依据⼲涉型光纤传感器的基本原理，⽬前光纤传感器中采⽤四种不同的

⼲涉测量结构。它们分别是迈克尔孙、马赫-泽德、萨格奈克和法布⾥-珀罗等四种结构。

⼆、判断题（每题2分，共14分）

1、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。（错）

2、在阶跃型光纤中，数值孔径越⼤“V值”越⼤。（对）

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单⾊的波

长，它有两个深度相同的PN结构成。（错）

4、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。（错）

5、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。（对）

6、光⽣伏特效应就是半导体材料吸收光能后,在PN结上产⽣电动势的效

应。（对）

7、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。（错）

三、选择题（不定项选择，每题3分，共15分）

1、下⾯的哪些传感器属于内光电传感器（CDE）

A:光电管;

B:光电倍增管

C:光敏电阻

D:光电⼆/三极管

E:光电池

2、⾦属式应变计的主要缺点有哪些（AD）

A：⾮线性明显

B：灵敏度低

C：准确度低

D：抗⼲扰能⼒差

E：响应时间慢

3、应变式传感器的温度误差产⽣的主要原因：（CE）

A：应变式温度传感器件的温度系数变化。

B：应变式温度传感器件的测量部分引起的。

C：敏感栅⾦属丝电阻本⾝随温度发⽣变化。

D：应变式温度传感器件对温度应变不敏感引起的。

E：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。

4、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（BE）

A：位移与输出信号成线性关系。

B：在⼀定范围内位移与输出信号成线性关系。

C:位移与输出信号成反⽐关系。

D:在⼀定范围内位移与输出信号成反⽐关系

E：输出信号存在⼀种峰值。

5、设计光纤微弯传感器时，下⾯说法正确的是（AD）

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。

B：暗视场光纤传感器⽐明视场的灵敏度⾼。

C：暗视场光纤微弯传感器的背景光噪声⼤。

D：暗视场信号放⼤倍数⽐亮视场的放⼤倍数⼤。

E：暗视场光纤微变传感器信号不易受到温度影响。

四、简答题（每题5分，共25分）

1、光⽣伏特效应如何产⽣？

答：当光照射到距表⾯很近的PN节时，如果光能⾜够⼤，光⼦能量⼤于半导体材料的禁带宽度，电⼦就能从价带跃迁到导带，成为⾃由电⼦。由

于光⽣电⼦、空⽳在扩散过程中会分别于半导体中的空⽳、电⼦复合，因此载流⼦的寿命与扩散长度有关。只有PN结距表⾯的厚度⼩于扩散长

度，才能形成光电流产⽣光⽣电动势。

2、传递函数有哪些功⽤？

答：（1）传递函数的功⽤之⼀：在⽅块图中⽤作表⽰系统的图⽰符号。

（2）另⼀⽅⾯,当组成系统的各个元件或环节的传递函数已知时,可以⽤传递函数来确定该系统的总特性,可⽤单个环节的传递函数的乘积表⽰系统

的传递函数。

（3）对于复杂系统的求解,我们可以将其化成简单系统的组合,其解则为简单系统解的组合。