5.1 什么是压阻效应？什么是压阻系数？ ?表示压阻系数。半导体电阻率随应变所引起的变化称为半导体的压阻效应。
5.2 什么是正压电效应和逆压电效应？什么叫纵向压电效应和横向压电效应？ 某些晶体或多晶陶瓷，当沿着一定方向受到外力作用时，内部就产生极化
现象，同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力去掉后，又恢复到不带电状态；当作用力方向改变时，电荷的极性也随着改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。上述现象称为正压电效应。反之，如对晶体施加一定变电场，晶体本身将产生机械变形，外电场撤离，变形也随着消失，称为逆压电效应。
通常把沿电轴X方向的力作用下产生的压电效应称为“纵向压电效应”，
而把沿机械轴Y方向的力作用下产生的压电效应称为“横向压电效应”
5.3 简述石英晶体的结构特点，其X,Y,Z轴的名称是什么？每个轴分别具有什么特点？
石英晶体是一个正六角形的晶柱。
纵向轴Z称为光轴，也称为中性轴，当光线沿此轴通过石英晶体时，无折射； X轴称为电轴，在垂直于此轴的面上压电效应最强；
Y轴称为机械轴，在电场的作用下，沿该轴方向的机械变形最明显
5.6 简述压电式加速度传感器的结构组成和工作原理
压电式加速度传感器主要由压电原件，质量块，预压弹簧，基座及外壳等组成。
工作原理—当加速度传感器和被测物一起受到冲击振动时，压电元件受质量
块惯性力的作用，根据牛顿第二定律，此惯性力是加速度的函数，既F=ma，此惯性力与物体质量m及加速度a成正比，此时力F作用在压电元件上，因而产生电荷Q，当传感器一旦确定，则电荷与加速度成正比。因此通过测量电路测得电荷的大小，即可知道加速度的大小。
5.7什么是光电效应？光电效应有几种？并举例说出与光电效应相对的光电器件的名称。
因为吸收了光能后转换为该物体中某些电子的能量而产生的电效应就称为光电效应。
光电效应可分为外光电效应，内光电效应和阻挡层光电效应三种类型。
基于外光电效应原理工作的光电器件有光电管和光电倍增管；
基于内光电效应原理工作的光电器件有光敏电阻和反向偏置工作的光敏二极
管和光敏三极管；
基于阻挡层光电效应原理工作的光电器件有光电池
5.10 简述光敏电阻，光敏二极管，光敏晶体管和光电池的工作原理。
光敏电阻—光敏电阻又称为光电管，没有极性，纯粹是一个电阻器件，阻
值随光照增加而减小，无光照时，光敏电阻阻值（暗电阻）很大，电路中电流（暗电流）很小；当受到一定波长范围的光照时，它的阻值（亮电阻）急剧减小，电路中的电流迅速增大。一般希望暗电阻越大越好，亮电阻越小越，此时光敏电阻具有高的灵敏度。
光敏二极管—在电路中光敏二极管一般是处于反向工作状态，处于反向偏
置的PN结，在无光照时具有高阻特性，反向暗电流很小。在有光照时，在结电场作用下，电子向N区运动，空穴向P区运动，形成光电流，方向与反向电流一致。光的照度愈大，光电流愈大。由于无光照时的反偏电流很小，因此光照时的反向电流基本上与光强成正比。
光电池—光电池是基于光生伏特效应制成的，是自发电式有源器件。它有
较大面积的PN结，当光照射在PN结上时，在结的两端出现电动势。硅和硒是光电池的最常用的材料，在一块N型硅片上用扩散方法渗入一些P型杂志，从而形成一个大面积PN结，P层极薄能使光线穿透到PN结上。光电池与外电路的连接方式有两种，一种是开路电压输出，开路电压与光照度之间呈非线性关系；另一种是把PN结的两端通过外导线短接，形成流过外电路的电流，也称为光电池的短路输出电流，其大小与光强成正比；光照度大于1000lx时呈现饱和特性。
5.12 设计基于开关型光电器件的转速测量传感器和扭转轴测量传感器 6.2 什么是霍尔效应，霍尔电势与哪些因素有关？ 一块长为l、宽为b、厚为d的半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场(磁场方向垂直于薄片)中，当有电流I流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势Un。这种现象称为霍尔效应
霍尔电势与霍尔元件的灵敏度KH、控制电流I和磁感应强度B
6.4 什么是霍尔元件的不等位电势和不等位电阻？分析不等位电势和不等位电阻的关系。
不等位电势—当霍尔元件通以额定激励电流Ih时，如果所处磁感应强度为
零，它的霍尔电势应该为零，但实际不为零。这时测得的空载电势Uo称为不等位电势，或者叫零位电势。
不等位电阻—r=Uo/Ih
6.8 简述霍尔元件在转速测量和计数中的应用。
6.9简述霍尔电势计数装置的电路图，分析电路的工作原理。
6.10 简述湿度的定义和表示方法。
湿度是表示大气中水汽含量的物理量，它有两种最常用的表示方法，既
绝对湿度和相对湿度。
绝对湿度：指单位体积大气中水汽的质量，可用表达式V=MV/V表示，单位
为，绝对湿度也可称为水汽浓度或水汽密度。
绝对湿度也可用水的蒸汽压来表示。待测空气可视为一种由水蒸汽和干燥空气组成的二元理想混合气体，根据道尔顿分压定律和理想气体状态方程，空气的水汽密度?V可表示为：
PM?v?V
RT
相对湿度：指某一被测气体的绝对湿度?V与在同一温度T下水蒸汽已达到饱
和的气体的绝对湿度?w之比，常用“%RH”表示，这是一个无量纲的值。
?相对湿度
?(v)T?100%RH ?w
6.12 气敏元件的工作原理是什么？
半导体气敏传感器是利用待测气体与半导体(主要是金属氧化物) 表面接触时产生的电导率等物性的变化来检测气体。
6.13 气敏元件用的元件的加热器的作用是什么？
加热器用以将附着在敏感元件表面上的尘埃，油雾等烧掉，加速气体的吸
附，从而提高器件的灵敏度和响应速度。
7.2 分析红外测温仪的结构组成和工作原理。
结构组成：红外源，传输红外的光学系统和接受红外的探测器，以及信号
调理等组成部分
工作原理：利用红外辐射的热效应，探测器的敏感元件吸收辐射后引起温
度升高，进而使有关物理参数发生相应变化，通过测量相关物理参数的变化来确定探测器所吸收的红外辐射。
7.4 超声波传感器测流速时传感器的配置和布局有几种？分析不同安装方法的特点。
7.5 光是如何在光纤中传输的？对光纤和入射角有什么要求？
光在纤芯和包层的界面上反复多次全反射，呈锯齿波形状在纤芯向前传播，
最后从光纤的另一端射出，从而实现了光在光纤内的传输。
为了满足光在光纤内的全反射，光入射到光纤断面的入射角应满足：
22
ic12
0
7.6 光纤数值孔径NA的物理意义是什么？
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。这个角度就称为光纤的数值孔径。
8.3 弹簧管压力计的测压原理是什么？试述弹簧管压力计的主要组成及测压过程。
1????arcsin(nn?n)
被测压力由接口引入，迫使弹簧管1的自由端B产生弹性变形，拉杆3带动扇形齿轮2逆时针偏转并使与其啮合的中心齿轮5顺时针偏转，与中心齿轮5同轴的指针8将同步偏转，在表盘7的刻度标尺上指出被测压力p的数值，弹簧管压力计的刻度标尺是线性的。
扇形齿轮2的一端有调节开口槽11，通过调整螺钉可以改变拉杆3与扇形齿轮2的结合点位置，从而可以改变传动机构的传动比，调整仪表的量程。游丝6一端与中心轮5连接，另一端固定在底座4上，用以消除扇形齿轮与中心齿轮之间的啮合间隙，减小测量误差。直接改变指针8套在转动轴上的角度，可以调
整弹簧压力计的示值零点。
8.4 提高弹簧管压力计灵敏度有哪些途径？
为提高测压灵敏度，可采用多圈弹簧管
8.7 简述测压仪表的选择原则。
1、类型选择
要考虑被测介质的物理、化学性质(如温度高低、粘度大小、腐蚀性、易
燃易爆性能等)，以选择相应的仪表。
要根据生产工艺对压力仪表的要求和用途，选择压力仪表。 要考虑压力仪表使用现场环境条件。
还要考虑被测压力的种类(压力、负压、绝对压力、差压等)、变化快慢等情况，选择压力仪表。 2、量程选择
压力仪表的量程要根据被测压力的大小及在测量过程中被测压力变化的情况等条件来选取，为保证测压仪表安全可靠地工作，选择量程时必须留有足够的余地。
测量稳定压力时，正常操作压力应小于满量程的2/3； 测量脉动压力时，正常操作压力应小于满量程的1/2； 测量高压时，正常操作压力应小于满量程的3/5。 被测压力的最小值，不应低于满量程的1/3。 量程系列：（1，1.6,2.5,4.6）*10^nMPa，其中n为正或负整数。
3.精度等级选择
压力检测仪表的精度等级应根据生产过程对压力测量所允许的最大误差。选择时应坚持经济的原则，在能满足生产要求的条件下，不应追求使用过高精度的仪表。
8.8 如果被测压力变化范围为0.5~1.4MPa，要求被测误差不大于压力示值的+-5%，可供选用的压力表量程规格为0~1.6、0~2.5、0~4MPa，精度等级有1.0、1.5和2.5三种。试选择合适的量程和精度的仪表。
解：由题意知，被测对象的压力比较稳定，设弹簧管压力表的量程为A，则根据最大工作压力有：
A>1.4÷2/3=2.1MPa
根据最小工作压力有：
A＜0.5÷1/3=1.5MPa
故根据仪表的量程系列，可选用量程范围为0~1.0MPa的弹簧管压力表。 由题意，被测压力允许的最大绝对误差为： ?max＝0.4×5％＝0.02MPa
仪表精度等级的选取应使得其最大引用误差不超过允许测量误差。对于测量范围