武汉理工大学华夏学院传感与检测复习试卷3

本文主要讨论了武汉理工大学华夏学院传感与检测技术的相关复习内容，包括传感与检测的基础知识、常见传感器的工作原理及其应用。以下是具体的知识点解析： 1. **霍尔传感器**：霍尔传感器基于霍尔效应工作，霍尔效应是当电流通过一个置于磁场中的导体或半导体时，导体两侧会产生一个与控制电流和磁感应强度成正比的霍尔电压。因此，霍尔传感器可用于测量磁场强度，例如制作高斯计、电流计、转速计和霍尔开关。 2. **光电传感器**：光电传感器利用光电效应，主要有光电导效应、光生伏特效应和光电发射效应三种类型。光电导效应是光照射导致材料电阻率降低的现象，光生伏特效应是光照射使半导体产生电动势，光电发射效应则是光能激发电子逸出材料表面。 3. **光敏器件**：锗光敏器件对1500nm的光波长最敏感，硅光敏器件则对800nm的光波长最敏感。光敏晶体管是基于光生伏特效应的器件。 4. **光栅**：光栅常数W指亮条与暗条宽度之和，莫尔条纹的间距与其光栅常数W成正比，与两光栅之间的夹角β成反比。光栅常用于光学测量和光谱分析。 5. **CCD图像传感器**：CCD（Charge-Coupled Device）的基本单元是一个MOS电容器，用于捕捉并传输图像信息。 6. **光纤传感器**：光纤传感器以光为信息载体，由绝缘材料制成，不导电。它们具有电绝缘性、低传输损耗、柔韧性和良好的环境适应性等优点。 7. **单项选择题解析**： - 霍尔元件可制作霍尔开关，因为霍尔效应的建立时间极短，适合快速响应。 - 磁敏二极管在正向磁场下，偏流会减小。 - 光敏晶体管是基于光生伏特效应的器件。 - 光纤的数值孔径NA表示最大入射光锥半角之正弦，决定了光纤能接收的最大角度光线。 8. **简答题**： - 霍尔传感器的主要用途包括测量磁场、电流、转速和开关。 - 莫尔条纹的放大作用是指通过增大光栅常数W的相对变化来增强信号。 - 光纤传感器的优点在于电绝缘性、低损耗、柔韧性和环境适应性强。 9. **论述题**： - 霍尔效应是由于载流子在磁场作用下偏离，形成霍尔电场。 - 光敏电阻的光电效应是光照射导致价电子跃迁，增加导电率，降低电阻值。 - 光纤微弯调制是通过改变光纤弯曲度，影响光的传播，实现光强度调制。 10. **分析题**： - 霍尔传感器测量转速的方法是通过霍尔元件检测旋转盘上磁铁产生的磁脉冲，脉冲频率与转速成正比。 - 光电传感器测量转速利用光敏元件接收到的光脉冲数来确定转速，透光孔数量影响分辨率。 - 频率调制光纤传感器通过监测激光频率的变化来测量血流速度，激光在血液中的多普勒频移反映了血流速度。 这些知识点涵盖了传感与检测技术的基础，包括传感器的工作原理、特性及应用，对于理解和掌握该领域的基本概念和技术具有重要意义。