才能不断得到补充，并给测量电路一定的电流。
28.试述磁电感应式传感器的工作原理和结构类型。
以天然场或人工场为磁场源，被测量令磁场变化，根据法拉第电磁感应原理，测磁装置感应出电动势，测量电动势变化就可推算被测量变化。
（1） 恒磁通式 （2） 变磁通式
29.什么是霍尔效应？ 产生的原因？
通电的导体（半导体）放在磁场中，电流与磁场垂直，在导体另外两侧会产生电动势，这种现象称霍尔效应。运动的电子受磁场力的作用发生偏转而产生的。
30.什么是磁阻效应？产生的原因？
若给通有电流的金属或半导体材料的薄片加以与电流垂直或平行的外磁场，则其电阻值就增加。称为磁阻效应。
图a）载流子只在电极附近偏转，电阻增加很小。在L>W长方形磁阻材料上面制作许多平行等间距的金属条（即短路栅格），以短路霍尔电势，这种栅格磁阻器件,如图b）所示，就相当于许多扁条状磁阻串联。所以栅格磁阻器件既增加了零磁场电阻值、又提高了磁阻器件的灵敏度。
I I B L B a) W 几何磁阻效应
b)
31.磁敏二极管的特点？
磁敏二极管是继霍尔元件和磁敏电阻之后迅速发展起来的新型磁电转换元件。它们具有磁灵敏度高（磁灵敏度比霍耳元件高数百甚至数千倍）；能识别磁场的极性；体积小、电路简单等特点
32.什么是热电效应？热电偶测温回路的热电动势由哪两部分组成？由同一种导体组成的闭合回路能产生热电势吗？
（1） 两种不同类型的金属导体两端分别接在一起构成闭合回路，当两个结点有温差时，导体回
路里有电流流动会产生热电势，这种现象称为热电效应。
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（2） 热电偶测温回路中热电势主要是由接触电势和温差电势两部分组成。 （3） 热电偶两个电极材料相同时，无论两端点温度如何变化无热电势产生。
33.试比较热电偶、热电阻、热敏电阻三种热电式传感器的特点。
（1） 热电偶可以测量上千度高温，并且精度高、性能好，这是其它温度传感器无法替代。 （2） 热电阻结构很简单，金属热电阻材料多为纯铂金属丝，也有铜、镍金属。金属热电阻广泛
用于测量-200～+850℃温度范围，少数可以测量1000℃。
（3） 热敏电阻由半导体材料制成，外形大小与电阻的功率有关，差别较大。热敏电阻用途很广，
几乎所有家用电器产品都装有微处理器，这些温度传感器多使用热敏电阻。
33.某热电偶灵敏度为0.04mV/℃，把它放在温度为1200℃处的温度场，若指示表（冷端）处温度为50℃，试求热电势的大小？
中间温度为：1200℃-50℃=1150℃； 热电势为： 0.04mV/℃×1150℃=46mV 或：
EAB（T,0）= EAB（T,1200）+ EAB（50,0）= 1200℃×0.04mV/℃-50℃×0.04mV/℃=46mV
34.DS18B20智能型温度传感器与集成温度传感器AD590的工作原理和输出信号有什么不同？如何用DS18B20实现多点测温的？
（1） DS18B20智能型温度传感器是将温度系数通过振荡器转换为频率信号，相当于T/f（温度/
频率）转换器，将被测温度T转换成频率信号f，输出为数字信号；AD590是利用P-N结电压随温度的变化进行测温，输出为模拟信号。
（2） DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可并联在唯一的总线上实现多点测温；使用
中不需要任何外围器件，测量结果以9位数字量方式串行传送。
35.什么是内光电效应？什么是外光电效应？说明其工作原理并指出相应的典型光电器件。
（1） 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。
（2） 当光线照在物体上,使物体的电导率发生变化，或产生光生电动势的现象叫做内光电效应，
内光电效应又分为光电导效应和光生伏特效应。入射光强改变物质导电率的物理现象称光电导效应，典型的光电器件有光敏电阻；光照时物体中能产生一定方向电动势的现象叫光生伏特效应，光电池、光敏晶体管。
（3） 在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应，典型的光电
器件有光电管、光电倍增管。
36.光电传感器控制电路如图2所示，试分析电路工作原理：① GP—IS01是什么器件，内部由哪两种器件组成？② 当用物体遮挡光路时，发光二极管LED有什么变化？③ R1是什么电阻，在电路中起到什么作用？如果VD二极管的最大额定电流为60mA， R1应该如何选择？④ 如果GP—IS01中的VD二极管反向连接，电路状态如何？晶体管VT 、LED如何变化？
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图2
（1） GP—IS01是光电开关器件，内部由发光二极管和光敏晶体管组成；
（2） 当用物体遮挡光路时，Vg无光电流VT截止，发光二极管LED不发光； （3） R1是限流电阻，在电路中可起到保护发光二极管VD的作用；如果VD二极管的最大额定
电流为60mA，选择电阻大于R1 =（12V-0.7）/0.6 = 18.8Ω。
（4） 如果GP—IS01中的VD二极管反向连接，Vg无光电流VT截止，发光二极管LED不发
光；电路无状态变化。
37.CCD电荷耦合器主要由哪两个部分组成？试描述CCD输出信号的特点。
（1） CCD基本结构由MOS光敏元阵列和读出移位寄存器两部分组成。
（2） CCD电极传输电荷方向（向右或向左）是通过改变三相时钟脉冲的时序来控制的，输出的
幅值与对应的光敏元件上电荷量成正比。信号电荷的输出的方式主要有电流输出和电压输出两种，电流输出型是输出电流与电荷成正比，在输出电路负载上形成输出电流。
38.光纤传感器有哪两大类型？它们之间有何区别？
光纤传感器大致可分为功能型和非功能型两大类，它们的基本组成相似，有光源、入射光纤、调制器、出射光纤、光敏器件。
功能型又称传感型，这类传感器利用光纤本身对外界被测对象具有敏感能力和检测功能，光纤不仅起到传光作用，而且在被测对象作用下使光强、相位、偏振态等光学特性得到调制，调制后的信号携带了被测信息。如果外界作用时光纤传播的光信号发生变化，使光的路程改变，相位改变，将这种信号接收处理后，可以得到与被测信号相关的变化电信号。
非功能型又称传光型，这时光纤只作传播光媒介，待测对象的调制功能是由其它转换元件实现的，光纤的状态是不连续的，光纤只起传光作用。
39.光纤可以通过哪些光的调制技术进行非电量的检测，说明原理。
光强度调制：利用外界物理量改变光纤中的光强度，通过测量光强的变化测量被测信息。根据光纤传感器探头结构形式可分为透射、反射、折射等方式调制。
相位调制：一般压力、张力、温度可以改变光纤的几何尺寸（长度），同时由于光弹效应光纤折射率也会由于应变而改变，这些物理量可以使光纤输出端产生相位变化，借助干涉仪可将相位变化转换为光强的变化。干涉系统的种类很多，可根据具体情况采用不同的干涉系统。
频率调制：当光敏器件与光源之间有相对运动时，光敏器件接收到的光频率fs与光源频率f不同，这种现象称为光的“多普勒效应”。频率调制方法可以测量运动物体（流体）的速度、流量等。
40.超声波传感器的发射与接收分别利用什么效应，检测原理是什么？常用的超声波传感器（探头）有哪几种形式？
（3） 超声波传感器主要利用压电材料（晶体、陶瓷）的压电效应，其中超声波发射器利用逆压
电效应制成发射元件，将高频电振动转换为机械振动产生超声波；超声波接收器利用正压电效应制成接收元件，将超声波机械振动转换为电信号。
（4） 按工作形式简单超声波传感器有专用型和兼用型两种形式，兼用型传感器是将发射（TX）
和接收（RX）元件制作在一起，器件可同时完成超声波的发射与接收；专用型传感器的发送（TX）和接收（RX）器件各自独立。按结构形式有密封性和开放型，超声波传感器上一般标有中心频率（23kHz、40kHz、75kHz、200kHz、400kHz），表示传感器工作频率。
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