第1章绪论
1.传感器的基本概念是什么？一般情况下由哪几部分组成？
国家标准（GB7665-87）传感器的定义：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。
2.传感器有几种分类形式，各种分类之间有什么不同？
共有10种分类形式。根据传感器的工作机理：基于物理效应、基于化学效应、基于生物效应；传感器的构成原理：结构型与物性型；能量转换情况：能量转换型和能量控制型；根据传感器的工作原理分类：可分为电容式、电感式、电磁式、压电式、热电式、气电式、应变式等；根据传感器使用的敏感材料分类：可分为半导体传感器、光纤传感器、陶瓷传感器、高分子材料传感器、复合材料传感器等；根据传感器输出信号为模拟信号或数字信号：可分为模拟量传感器和数字量（开关量）传感器；根据传感器使用电源与否：可分为有源传感器和无源传感器；根据传感器与被测对象的空间关系：可分为接触式传感器和非接触式传感器；根据与某种高新技术结合而得名的传感器：如集成传感器、智能传感器、机器人传感器、仿生传感器等；根据输入信息分类：可分为位移、速度、加速度、流速、力、压力、振动、温度、湿度、粘度、浓度等。
3.举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。
结构型：利用物理学中场的定律构成的，特点是其工作原理是以传感器中元件相对位置变化引起场的变化为基础，而不是以材料特性变化为基础。其基本特征是以其结构的部分变化或变化后引起场的变化来反映被测量（力、位移等）的变化。如电容传感器利用静电场定律研制的结构型传感器。
物性型：利用物质定律构成的,如虎克定律、欧姆定律等。物质定律是表示物质某种客观性质的法则。这种法则，大多数是以物质本身的常数形式给出。这些常数的大小，决定了传感器的主要性能。因此，物性型传感器的性能随材料的不同而异。如，光电管利用了外光电效应，压敏传感器是利用半导体的压阻效应。
6.什么是信息？信息的基本特征是什么？
“信息是物质存在的一种方式、形态或运动状态，也是事物的一种普遍属性，一般指数据、消息中所包含的意义，可以使消息中所描述事件的不定性减少。”
①普遍性；②客观性；③依附性；④时效性（动态性）；⑤可识别；⑥可转换；⑦可传输；⑧可存储；○9可共享性、永不枯竭性。
7.什么是信息技术？什么是3C技术？
信息技术是研究信息的获取、传输和处理的技术，是指有关信息的收集、识别、提取、变换、存贮、传递、处理、检索、检测、分析和利用等的技术，是用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。
“3C”技术——Collection Communication Computer)，指信息的收集、通信和计算机技术。
第2章传感器的理论基础
3.举例说明传感器与守恒定律、场的定律、统计法则和物质定律的关系。
利用守恒定律构成的传感器，如利用差压原理进行流量测量的传感器，其基本原理是以能量守恒定律、伯努利方程和流动连续性方程为基础的；
利用场的定律构成的传感器，其性能由定律决定，与使用材料无关，如利用静电场的有关定律制成电容传感器，利用电磁感应定律可以构成磁电感应式传感器；以差压变压器为例，使用坡莫合金或铁氧体做铁芯，都是作为差压变压器工作。
利用各种物质定律构成的传感器统称为物性型传感器。这些传感器的主要性能在很大程度上受相应的物理
常数或化学、生物特性所决定，也即与物质的材料密切相关，利用半导体物质具有的压阻、热阻、光阻、湿阻和霍尔等效应，可以分别制成力、压力、温度、光强、湿度和磁场等传感器，利用压电材料所具有的压电效应可制成压电式、声表面波和超声波等传感器，利用生物、化学敏感特性制成的生物、化学传感器等。
统计物理学认为：所有宏观上可观测的物理量都是相应微观量的统计平均值，许多看似杂乱无章的微观运动表现出统计规律性。利用热噪声的热力学温度的关系可以构成热噪声型热敏电阻。
目前成功利用构成传感器的法则是奈奎斯特定理，利用热噪声与绝对温度的关系可以构成热噪声型热敏电阻。由于绝对温度与热噪声电压之间有确定的关系，因此它可作为彼岸准温度计用来直接测量绝对温度而不需要校准
4.什么是热平衡型的一次效应和二次效应？写出热平衡现象中的麦克斯韦关系式，举例说明它们在传感器中的应用。
不同种类能量所对应的强度型状态量与容量型状态（或相反）微分之比为定值，具有这种关系的效应称为热平衡一次效应，一次效应是可逆的；
同一种类能量的示强变量与示容变量微分之比，或同一种类能量的示容变量与示强变量微分之比，是不能直接构成传感器的，这些比例系数虽然不能在传感器中直接而将被测量转换成电信号输出，但可以利用其中的状态量与其他状态量之间的关系制成各种传感器，这种变换称为二次效应，二次效应没有逆效应。
一次效应的例子有压电效应，压磁效应；二次效应利用弹性元件受力产生变形，其应变与应变片电阻值的关系可制成电阻应变式力(压力)传感器。光电比色高温计。
5.什么叫传输现象？什么叫传输现象的一次效应？举明传输现象一次效应在传感器中的应用。
当系统中存在有强度量的差或梯度时，相应的广延量就随时间而变化，即广延量的流动，这种现象称为传输现象。把这种不同种类的亲和力和流之间的效应称为一次效应。塞贝克效应是因温度差而产生电流，珀耳帖效应由电位差产生电流。
7.什么是传感器的敏感材料？
传感器的敏感材料用来制作敏感元件的基本材料，是对电、光、声、力、热、磁、气体分布、酶等物理、化学、生物待测量的微小变化而表现出性能明显改变的功能材料。
8.按材料成分进行分类，敏感材料可以分为哪几种？
按材料成分：金属材料、无机和有机。
第3章 传感器构成论
1.传感器一般包括哪些部分，各部分的作用是什么？
传感器通常由敏感元件和转换元件、转换电路组成。1、敏感元件：直接感受被测量，以确定的关系输出某一物理量（包括电学量）。2、转换元件：将敏感元件输出的非电量物理量转换为电学量（包括电路参数量）。
3、转换电路：将电路参数量（如电阻、电容、电感）转换成便 于测量的电学量（如电压、电流、频率等）。
2.从传感器的结构形式来划分，可将传感器按其构成方法分为哪几类？各类型的特点是什么？并画出各类型的结构简图。（必考）
根据结构组成可将传感器按其构成方法分为以下几类：1.通用型、2.参比型、3.差动型、4.反馈型。每一类型，根据能量变换，一般都可分为：能量变换型，能量控制型。
1. 通用型：根据组成可分为：(1)能量变换基本型、(2)能量控制基本型、(3)能量变换特殊型（辅助能源型）、
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(4)电路参数型和(5)多级变换型。
（1）能量变换基本型
特点：
1.只由敏感元件构成。
2.不需外加电源，敏感元件就是能量变换元件，
能量从被测对象获得，输出能量较弱。
(3)利用热平衡现象或传输现象中的一次效应制成是可逆的。
(4)对被测对象有负荷效应（因输出逆效应而影响输入）。
(5)输出能量不可能大于被测对象的能量。
（2）能量控制基本型
特点：
（1）也由敏感元件组成，但需外加电源才能将被测非电量转换成
电量输出。
（2）输出能量可大于被测对象具有的能量。
（3）无需变换电路即可有较大的电量输出。
（3）能量变换特殊型（辅助能源型）
特点：
1.只由敏感元件构成。
2.能量从被测对象获得，属能量变换型。
3.辅助能源是为了增加抗干扰能力或提高稳定性，
或取出信号，或为原理所需要而使用固定磁场。
（4）电路参数型
特点：
(1) 敏感元件对输入非电信号进行阻抗变换。
(2) 转换电路含有该敏感元件。
(3) 电源向转换电路提供能量从而输出电量，属于能量控制型。
(4) 输出能量远大于输入能量。
(5) 利用传输现象中的二次效应属于此类传感器。
（5）多级变换型
特点：设计自由度大，可用二级或二级以上变换，设计出适应各种条件的传感器。。
2.参比补偿型
特点：
(1) 采用两个（或两个以上）性能完全相同的敏感元件。其中一个感受被测量和环境量，另一个只感受环境量作补偿用。
(2) 两个敏感元件同时接到电桥的相邻两臂或反串。
(3) 能消除环境和条件变化干扰的影响（如温度变化、电源电压波动）。
3.差动结构型
特点：
(1) 采用两个（或两个以上）性能完全相同的敏感元件，同时感受相同的环境
影响量和方向相反的被测量。
(2) 反串或接入电桥相邻的两臂。
(3) 输出信号提高一倍。
(4) 传感器差动结构以提高灵敏度、线性度，减小或消除环境因素的影响。
4.反馈型
特点：
(1) 传感器的敏感元件（或转换元件）同时兼作反馈元件。
(2) 是闭环系统、传感器输入处于平衡状态，故又称为平衡式传感器。
(3) 主要有力（位移）反馈和热反馈型，如差动电容力平衡式加速度传感器、热线热反馈型流速传感器等。
(4) 结构较复杂，应用于特殊场合（高精度微差压、高流速）。
3.传感器与被测对象之间有哪些关联形式？（表格）
与固体对象的关联为：接触型和非接触型；与流体对象的关联是安装在盛有流体的容器里或有流体流动的管道中。
4.传感器的输出数学模型是什么？简述传感器对信号的选择方式。（参比差动：三个指标的定义；改善非线性：
互换性，可靠性，电磁兼容性）
设输入变量x1,x2,…xn,传感器内部变量u1,u2,…ur,输出变量y1,y2…ym,则传感器的一般数学模型表达式为：yi=fi(x1,x2,…xn, u1,u2,…ur)
其中i=1,2,…m
如果被测信号为x1,与之对应的输出为y1，则
y1=f1(x1,x2,…xn, u1,u2,…ur)
为了得到x1与y1一一对应，则必须使除x1以外的变量（称干扰量）固定或即使有变化，对x1也不产生影响或影响很小可忽略。
选择方式：
1.固定方式：把被测量以外的的其他变量固定，或用控制方法使其为定值。
2.补偿方式（参比）：利用被测量和干扰量共同作用的第一函数量和只有干扰量作用的第二函数量之差（干
扰量作用效果与被测量相加时）或之比（干扰量作用效果与被测量相乘时）来消除干扰量的影响的一种方式。
3.差动方式：被测量朝两个方向对称变化，而作为影响量的次要变量则朝一个方向变化，然后取差，
就能将被测量选择出来。使传感器的两个相反的方向（即一个增大，另一个减小），感受同一被测量，而且以两个相同方向感受干扰量，取两个函数之差作为输出。
4.频率域及时间域的选择：利用被测量信号与干扰信号的频率范围不同进行信号选择，对于频率域干扰，
通过滤波加以排除，对于时域干扰，用时间窗加以消除。
5.什么是示容变量和示强变量？
1.与分割方法无关，其性质由其量的大小来决定的状态量，称为强度型状态量，简称示强变量。如温度、压力、电场强度、磁场强度。
2.具有与系统的大小（体积、面积等）成正比性质的状态量，称为容量型状态量，简称示容变量，又叫容量量或广延量。如能量、熵、位移等
6. 传感器的互换性
传感器的互换性是指一个传感器可以完全代替另一个传感器，而它的机械尺寸、各项性能指标不需重新校准就可满足使用要求，更换后的误差不会超过原来的范围；即传感器的功能、尺寸具有完全的互换能力。
7. 可靠性产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力
8. 电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility）：设备或系统在其电磁环境中能正常工作，且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。
第4章传感器的应用基础
1.传感器与测量系统有什么关系？（三个部分）
传感器是测量系统的第一级，主要功能是检测和敏感被测量，它输入被测量，输出大多为电学模拟量。
2.什么叫测量？什么叫计量？它们之间有什么异同？
测量是将被测量同已知量相比较，以确定被测量与选定单位的比值。这个比值同测量单位结合在一起称量值。测量是以确定被测量值为目的的一系列操作,是人们对客观事物取得定量认识的一种手段。
计量是规范测量的测量。计量依法监督测量工具的准确性与测量行为的规范性，使用有溯源性的标准与测量仪器、按照规程、由资格被确认的人员进行的以判别测量器具合格性为目的的测量，是计量。
测量与计量的具体工作对象不同。测量的直接目的是得到测得值；计量的目的是保证测量的准确。“测量”就是为获取量值信息的活动；“计量”不仅要获取量值信息，而且要实现量值信息的传递或溯源。“测量”作为一类操作，其对象很广泛；“计量”作为一类操作，其对象就是测量仪器。“测量”可是以孤立的；“计量”则存在于量值传递或溯源的系统中。
测量与计量的划分，以测量工具的作用为界。测量是用测量工具认识物理量，相信的是测量工具，目的是得到被测量的量值；计量的目的是拿标准（已知的量值）检查测量工具的合格性，相信的是标准。简言之：相信测量工具的是测量，检查测量工具的是计量。
3.什么叫量值传递？什么叫量值溯源？
将国家计量基准所复现的计量单位量量值，通过检定（或其它传递方式）传递给下一等级的计量标准，并依次逐级传递到工作计量器具，以保证被计量的对象的量值准确一致，称为量值传递。
通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准（国家计量标准或国际计量标准）联系起来的特性，称为量值溯源性。量值溯源是从下而上，量值传递则是自上而下的。
6.说明差动技术的原理及技术环节。（第3章）
原理：采用两个（或两个以上）性能完全相同的敏感元件，同时感受相同的环境影响量和方向相反的被测量。测量时输入信号是同时加到原理相同、性能一致的两个敏感元件上的，但对于输入信号，两个敏感元件的参数变化是成相反方向的；而对于环境变化，两个敏感元件的变化则是成相同方向的，通过变换电路，使有用输出量增加，干扰量相减便可以消除环境变动的影响。
技术环节：反串或接入电桥相邻的两臂。
7.举例说明误差平均效应的原理。（温度传感器）
误差平均效应原理是利用n 个相同的传感器单元同时感受被测量，因而其输出将是这n 个单元输出的总和。若将每个单元可能带来的误差均可看作随机误差且服从正态分布，根据误差理论，对n 个单元来说，总的误差
将减小为：
8.相对于开环测量系统，说明闭环技术的原理和特点。
闭环系统与开环系统相比较，增加了“反馈环节” 。利用反馈技术与传感器相结合，构成闭环的“反馈—测量”系统，可提高传感器测量系统的性能。
特点：①精度高、稳定性好；②动态特性好。
10.常见的传感器噪声有哪些？如何抑制这些噪声？（必考，三要素）
噪声形成干扰必须具备三个条件（三要素）：有噪声源、有对噪声敏感的接受电路和噪声源到接收电路之间的耦合通道。
按产生原因：
机械噪声——减振措施； 热噪声——热屏蔽，恒温措施，对称平衡结构，温度补偿技术；光噪声——光屏蔽；音响噪声——消音，隔音器材或真空容器，远离声源，改变声指向；温度噪声——防潮措施；化学噪声——密封和保持传感器的清洁；电磁噪声——屏蔽，隔离，使用双绞线，正确且良好的接地；射线辐射噪声——对射线进行防护；电路噪声——
12.屏蔽的作用是什么？有哪些屏蔽方法？（静态、电磁）
屏蔽的作用是隔断“场”的耦合，抑制各种场的干扰。有静电屏蔽，电磁屏蔽，低频磁屏蔽，驱动屏蔽，信号的屏蔽传输，屏蔽与接地。
14.在实际应用中如何改善传感器的技术性能？（列举几个）
δ=
结构、材料与参数的合理选择；差动技术；平均技术；补偿与校正；稳定性处理；屏蔽，隔离与干扰抑制；零示法、微差法与闭环技术；集成化与智能化
第5章光电传感技术
3.简述光电传感器的组成及特点。（四个部分组成）
光电传感器的一般组成形式主要包括光源（光能的提供者，良好的光源是保障光电传感器性能的重要前提）、光通道（光能量的会聚收集、平行准直、图像的放大与缩小、光学滤波等）、光电器件和测量电路（对光电器件输出的电信号进行放大或转换，从而达到便于输出和处理的目的）四个部分。
光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠、体积小、重量轻、价格廉、灵敏度高的特点。
4.传感器用光源有什么特点？常用哪些光源？
特点：具有足够的照度；均匀、无遮挡或阴影；光源的照射方式符合传感器的测量要求；光源的发热量小；光源发出的光具有适合的光谱范围。
常用光源：热辐射光源；气体放电光源；发光二极管；激光光源。
5.简述光电探测器的原理、特点和基本类型。
光电探测器基于光电效应。所谓光电效应是指物体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，就是光致电效应。
外光电效应及器件：在光的照射下，使得电子逸出物体表面而产生光电子发射的现象，称为外光电效应。光电管和光电倍增管；
光电导效应：半导体受到光照会产生光生“电子—空穴”对，使得导电性能增强。光线越强，导电性越强，电阻越低。这种光照后电阻率变化的现象称为光电导效应。光敏电阻（光电导型）和反向工作的光敏二极管、光敏三极管（光电导结型）；光生伏特效应：光电池。
7.简述激光传感技术的原理、方法
（1）激光干涉法，原理：光的干涉
（2）激光衍射法
①细丝直径测量:
单色平行光垂直照射被测细丝，经细丝衍射后，在成像物镜的焦平面上形成衍射图样。根据夫琅和费衍射理论和巴比涅互补原理，直径为d的细丝和缝宽为d的狭缝具有相同的衍射图样。线阵CCD器件放在成像透镜的后焦面上，细丝衍射条纹成像到CCD上，光强分布转换成按时序分布的电压信号。该信号经低通滤波和放大处理，再利用施密特电路变成方波输出。根据脉冲宽度计数便能求出细丝直径。
9.简述红外辐射的基本定律。（热分子）
（1）基尔霍夫定律：一个物体向周围辐射热能的同时也吸收周围物体的辐射能；如果几个物体处于同一温场中，各物体的热发射本领正比于它的吸收本领； （2）斯忒藩——玻耳兹曼定律：物体的总的出射辐射度与温度的四次方成正比；
（3）维恩位移定律 ：热辐射电磁波中包含各种波长，从实验可知，物体峰值辐射波长与物体自身的绝对温度成以下关系：
10.简述红外探测器的原理、种类、特点及应用。
红外探测器是一种辐射能转换器，主要用于将接收到的红外辐射转换为便于测量或观察的电能、热能等其他形式的能量。
根据能量的转换方式，红外探测器可分为热探测器和光子探测器两大类。
特点：热探测器不适合用于快速、高灵敏度的探测。热探测器的最大优点是光谱响应范围较宽且较平坦。应用于光谱仪，红外测温仪，热像仪，红外遥感技术。
光子探测器的光谱响应特性与热探测器完全不同，通常需要制冷至较低温度才能正常工作。光子探测器的响应时间为微秒或纳秒级。探测率一般比热探测器大一到两个数量级。应用于真空光电管，光电倍增管。
第6章光纤传感技术
6.光纤传感器分几类？各有什么特点？（功能、非功能，给图会分析）
(1)功能型：利用对外界信息具有敏感能力和检测能力的光纤作传感元件，将“传”和“感”合为一体的传感器。光纤不仅起传光作用，而且还利用光纤在外界因素（温度、压力等）的作用下，其光学特性(光强、相位、偏振态等)的变化来实现“传”和“感”的功能。传感器中光纤是连续的。由于光纤连续，增加其长度，可提高灵敏度。
(2)非功能（传光）型：光纤仅起导光作用，只“传”不“感”，对外界信息的“感觉”功能依靠其他物理性质的功能元件完成。光纤不连续。无需特殊光纤及其他特殊技术，比较容易实现，成本低。但灵敏度也较低，用于对灵敏度要求不太高的场合。
(3)拾光型：用光纤作为探头，接收由被测对象辐射的光或被其反射、散射的光。如光纤激光多普勒速度计、辐射式光纤温度传感器等。
7.简述光纤中的光波调制技术。（基本原理）
强度调制主要是指外界物理量通过传感元件使光纤中光强发生相应变化的过程；（双光路强度检测）
2897m T m K
λμ=
?4)(T T M ??=σα0E E r α=
相位调制指当传感器光纤受到外界机械或温度场的作用时，外界信号通过光纤的力应变效应、热应变效应、及热光效应使传感光纤的几何尺寸的折射率等参数发生变化，从而导致光纤中的光相位变化。通过被测能量场的作用，使光纤内传播的光波相位发生变化，再利用干涉测量技术把相位变化转换为光强变化，从而检测出待测物理量。
频率调制，外界物理量通过传感元件，使光纤中光的频率发生相应变化的过程。
波长调制，外界物理量通过传感元件，使光纤中光的波长发生相应变化的过程。
时分调制外界物理量通过不同传感元件，使光纤中光的基带频谱的延迟时间及幅度发生相应变化的过程。
偏振态调制外界物理量通过传感元件，使光纤中光的偏振特性发生相应变化的过程称为偏振态调制。
8.什么叫光纤光栅？
光纤光栅利用光纤材料的光敏性（外界入射光子和纤芯内锗离子相互作用引起折射率的永久性变化），在纤芯内形成空间相位光栅，其作用实质上是在纤芯内形成一个窄带的（透射或反射）滤波或反射镜。
9.简述光纤光栅传感中的解调技术（给出图，说出原理）
1.匹配光栅解调法
当传感光栅处于自由态时，参考光栅的反射光最强，光探测器输出信号幅度最高。这时控制扫描信号发生器使之固定输出为零电平，当传感光栅感应外界温度和应变时，发生移位，使参考光栅的反射光强下降，信号发生器工作，使参考光栅的输出重新达到原有值，这时
的扫描电压对应一定的外界物理量。
2.波分复用光纤耦合器解调法
FBG探头返回的窄带波长信号经过3dB耦合器后进入分光比与波长相关的耦合器，在3dB耦合器连接光源的光路上置有光隔离器，以防止光源被返回光成分影响。在波分复用耦合器的两个输出口输出的光直接进入光探测器将其强度信号转化为电压信号，并经过模拟信号运算，其输出即为正比于FBG探头所受应力大小。
4.斜光纤光栅(TFBG)解调法
这种解调方法应用了斜光栅能将纤芯中特定波长的光模耦合到光纤包层或者耦合到外界环境的原理。斜光栅的折射率变化的分界面和光纤横截面具有一定的角度。传感FBG的光通过光环行器进入线性啁啾的斜光栅，斜光栅就会将特定范围的光耦合到包层外介质成为辐射光，通过检测从斜光栅侧面出射辐射光的强度，从而可以测得光纤中传导光信号的强度随波长分布情况。检测光强可以采用光电探测器的线性阵列，也可采用CCD器件。
10.什么叫长周期光纤光栅？有什么特点？
长周期光纤光栅是指栅格周期大于100的光纤光栅。
长周期光纤光栅是一种透射型光栅，其功能是将光纤中传播的特定波长的光波耦合到包层中损耗掉。
特点：当包层与纤芯的有效弹光系数相同时，长周期光纤光栅的应变灵敏度几乎为零；而当包层与纤芯的热光系数相同时，长周期光纤光栅的温度灵敏度也几乎为零；对不同的包层模，其有效折射率是不同的，因而温度和应变灵敏度也不同。利用该特性，通过监测两个不同包层模的吸收波长的移位，可在一个长周期光纤光栅传感器上实现温度和应变的同时测量。
第7章视觉传感技术
1.简述计算机视觉、机器视觉及视觉测量的区别与联系。
计算机视觉是借助于信息处理理论、电子器件和计算机技术的进步，人们试图用摄像机获取环境场景图像，转化为计算机处理的数字信号，由计算机平台进行视觉信息处理；
机器视觉地应用计算机视觉研究的部分成果，是数字成像技术、图像处理技术和计算机技术的集成应用技术，着重于利用计算机强大的数据处理能力对获取图像进行自动分析处理，提供一个可供机器或自动化设备可以识别和利用的结果；
视觉传感测量源于计算机视觉，但并不等同计算机视觉，Marr的视觉计算理论是通过三维场景映射到的二
维图像来研究和感知场景三维物理结构的理论，强调的是识别和理解功能，侧重于基本理论研究，而视觉传感测量，尤其是几何量测量则是从工程应用的角度出发，研究定量提取三维空间内有用信息的理论和方法。
第8章声表面波传感技术
1.什么叫声表面波？有什么特点与用途？
声表面波SAW（Surface Acoustic Wave）是一种能量集中在介质表面传播的弹性波。
特点：声表面波具有较低的传播速度和较短的波长，大概是相应电磁波的10-5倍，因此在同一频段上，SAW 器件的尺寸比相应电磁波器件的尺寸小得多，这样就可以大幅度减小器件的体积和重量，有利于电子器件的超小型化。
由于声表面波是沿固体表面传播的，且传播速度较慢，这使得时变信号在给定瞬时可以完全呈现在晶体基片表面上，当信号在输入和输出之间行进时，就容易对信号进行注入、提取和变换等处理。
声表面波是晶体表面传播的弹性波，不涉及晶体内部电子的迁移过程，这样使得SAW器件具有较强的抗辐射能力和较大的动态范围。
用途：SAW器件主要包括：滤波器、延迟线、振荡器、混频器、放大器、卷积器、相关器、编码器、声光调制器、声光偏转器、声光开关、超声马达、射频标签和传感器等。特别是其作为一种快速、超小型的频率控制、选择和信号处理器件，对电子和通信系统的发展起着极为重要的作用。
2.叉指换能器的作用原理是什么？
在发射叉指换能器上施加适当频率的交流电信号后，在压电晶片内部分布有电场，该电场可分解为垂直和水平二个分量（Ev和Eh），通过逆压电效应使指条电极间的材料发生垂直于和平行于表面的交变形变（声波），其频率与激励频率一致，此声信号沿基片表面传播，并最终由接收叉指换能器通过压电效应转换为电信号输出。
3.什么叫声表面波传感器？简述其结构组成和性能特点。
利用声表面波固有特点做出的传感器叫做SAW传感器。
声表面波器件包括一个压电材料薄基板和采用薄膜工艺制作在基板上的叉指换能器和反射极阵列。SAW传感器一般采用振荡器电路的形式。
特点：⑴高精度、高灵敏度⑵准数字输出：⑶微型化，低功耗：⑷便于实现无线、无源化⑸多参数敏感性，抗干扰能力强：⑹结构工艺性好，便于大批量生产：
5.声表面波传感器为什么要特别注意温度补偿？常用的补偿方法有哪些？
由于SAW传感器能感测到许多物理量与化学量，所以用它来感测某种物理量或化学量时，其它物理量或化学量（特别是温度）产变化对测量精度的影响就不可忽视了。
1.选择零温度系数切型
2.差动法
3.数字补偿法
4.浮动零点法
8.什么是声表面波标签？试说明其工件原理与特点。
声表面波（SAW）射频标签（RFID）芯片主要由压电基片、叉指换能器、标签天线和反射栅组成。其基本原理为，在压电基片上制作一个SAW叉指换能器（IDT），同时在SAW传播路径上分布了一组或多组的反射栅，工作时阅读器发射出高频脉冲激励信号，由敏感基片的天线接收无线信号，并通过IDT将电磁信号转换为声表面波。声表面波经过一段延迟后由反射栅反射回来，再通过IDT将信号转换为电磁波信号，并经天线发射出去，再由读写器接收处理。根据由反射栅不同位置形成的反射（SAW）脉冲来实现脉冲位置或相位位置编码。
第9章生物传感技术
6.阐述微生物反应与酶反应的异同点。
1.微生物反应和酶反应的共同特点
（1）两者都是生物化学反应，反应所需要的环境相似；
（2）微生物细胞中包含各种各样的酶，可以催化所有酶可以催化的反应；
（3）两者催化的速度近似。
2.不同点
（1）酶反应需要温和的环境，微生物细胞的膜系统为酶的反应提供了天然的“理想环境”，细胞可以在较长的时间保持一定的催化活性；
（2）同一个微生物细胞自身包含数以千计种的酶，显然比单一的酶更适合多底物反应；
（3）酶反应需要的辅助因子和能量可以由微生物细胞提供；
（4）酶的提纯成本高，有些酶至今未能完全的提纯，相比之下，微生物细胞来源方便，价格低廉。
15.微生物的特征及微生物传感器的分类如何？
微生物的特征：体积小，繁殖快，分布广。
根据微生物与底物作用原理的不同：测定呼吸活性型微生物传感器；测定代谢物质型微生物传感器；
根据测量信号的不同：电流型微生物传感器；电位型微生物传感器。
16.常见的微生物传感器及其工作原理是什么？
电化学微生物传感器分为电流型和电位型。电流型是指工作中，微生物敏感膜与待测物质发生反应后，通过检测某种物质的含量变化，最终输出为电流信号的传感器。电位型是指工作时，通过信号转换器件转换后输出信号为电位的微生物传感器。
压电高频阻抗型微生物传感器：基于高频压电晶体频率对溶液介质性质变化具有灵敏的响应特性制成的。
燃料电池型微生物传感：微生物在呼吸代谢过程中可产生电子，直接在阳极上放电，产生电信号。但是微生物在电极上放电的能力很弱，往往需要加入电子传递的媒介物——介体，起到增大电流的作用。
22.试简述基因传感器的原理。
所谓基因传感器，其原理就是通过固定在传感器或称换能器探头表面上的己知核甘酸序列的单链DNA分子(也称为ssDNA探针)，和另一条互补的ssDNA分子，也称为目标DNA杂交，形成的双链DNA(dsDNA)会表现出一定的物理信号，最后由换能器反应出来。
24.简述微悬臂梁传感器的工作原理。
微悬臂梁生物传感器是以微悬臂梁作为换能元件，在微悬臂梁的一面涂有生物敏感层，当被测物质吸附到生物敏感层后，微悬臂梁的表面应力或共振频率发生变化。
通过检测微悬臂梁的弯曲变形或共振频移就可以测吸附到敏感层上的生物分子。
第11章前沿传感技术
3.什么是软测量技术？它主要包括哪几方面内容？（4个主要因素，1、3）
软测量技术一般是根据某种最优准则，通过选择一些容易测量且与主导变量密切联系的二次变量(辅助变量)来预测主导变量，它所建立的软测量模型可以完成一些实际硬件检测仪器所不能完成的测量任务。
四个因素：中间辅助变量的选择；输入数据的处理数学；模型的建立；数学模型的修正
软测量技术的核心是建立工业对象的精确可靠的模型
5.简述模糊理论与模糊传感器原理结构。（绝对到相对，逻辑框图，初值敏感性，参数敏感性）
模糊理论是以模糊集合为基础，其基本精神是接受模糊性现象存在的事实，而以处理概念模糊不确定的事物为其研究目标，并积极的将其严密的量化成计算机可以处理的讯息，不主张用繁杂的数学分析即模型来解决模型
模糊传感器是在经典传感器数值测量的基础上，经过模糊推理与知识集成，以自然语言符号描述的形式输出测量结果。
其逻辑结构可以分为转换部分和符号处理与通信部分。从功能上看，有信息调理与转换层、数值／符号转换层、符号处理层、有指导信息层和通信层。这些功能有机地集成在一起，完成数值／符号转换功能
6.什么叫混沌理论？它在测量中有何应用？
混沌理论是一种兼具质性思考与量化分析的方法，用以探讨动态系统中无法用单一的数据关系，而必须用整体、连续的数据关系才能加以解释及预测之行为。
基于混沌系统性初值敏感性的检测技术的基本思想就是反蝴蝶效应倒过来应用，将敏感元件作为混沌电路的一部分，其敏感参数随被测量变化而变化，并使系统的混沌轨道变化，测出混沌轨道的变化从而得到被测量。如基于混沌理论的频率测量、温度测量、电阻电容电感测量等。
第12章现代传感系统概述
1.现代传感系统的基本结构是什么？
现代传感系统由传感器节点、通信网络、中央处理服务器、处理电路和相关软件组成，集成了传感器技术、分布式测量技术、计算机技术、网络通讯技术、现场总线技术、智能仪器技术、虚拟仪器技术等，可以满足现代测量、控制和数据处理的多种需求。
2.什么是分布式测量系统？分布式测量系统有什么结构特征
分布式测量系统通过Internet、Intranet或无线网络等，把分布于不同地方、独立完成特定功能的本地测量设备和测量计算机连接起来，允许在不同地理位置的多个用户与不同地理位置的多个仪器交互，以完成特定的测试任务，达到测量资源共享、协同工作、分散操作、集中管理、测量过程监控和设备诊断等目的。
分布式测量系统以网络为基础，测量中心服务器为核心，由测量中心服务器、现场测试子系统和数据查询子系统组成，具有开放互联能力，支持网上测试应用服务的功能。分布式测量系统是一种层次结构，分为三次：客户层、管理层、现场测量层
3.什么是现场总线系统？其典型协议都有哪些，简要说明各有什么特点？
安装在制造和过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。现场总线是以单个分散、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，节点间通过总线连接实现信息交互，共同完成自动控制功能的网络系统和控制系统。
现场总线控制系统：以现场总线为基础的全数字控制系统。
Profibus：Porfibus支持主—从系统、纯主站系统、多主多从混合系统等几种传输方式；LonWorks：它采用了ISO/OSI模型的全部七层通讯协议，采用了面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置，其通讯速率从300bps至15Mbps不等，直接通信距离可达到2700m(78kbps，双绞线),支持双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电源线等多种通信介质，并开发相应的本安防爆产品，被誉为通用控制网络；
基金会现场总线：基金会现场总线，即Foudation Fieldbus,简称FF，这是在过程自动化领域得到广泛支持和具有良好发展前景的技术。
CAN：CAN支持多主方式工作，网络上任何节点均在任意时刻主动向其它节点发送信息，支持点对点、一点对多点和全局广播方式接收/发送数据。
HART：种被称为可寻址远程传感高速通道的开放通信协议，其特点是现有模拟信号传输线上实现数字通信，属于模拟系统向数字系统转变过程中工业过程控制的过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力，得到了较好的发展。
RS-485：尽管RS-485不能称为现场总线，但是作为现场总线的鼻祖，还有许多设备继续沿用这种通讯协议。采用RS-485通讯具有设备简单、低成本等优势，仍有一定的生命力。以RS-485为基础的OPTO-22命令集等也
在许多系统中得到了广泛的应用。
6.虚拟仪器与传统仪器有什么不同？
虚拟仪器：以通用计算机为硬件平台，利用相应具有高性能测试功能的硬件作为输入/输出接口，结合高效灵活的仪器软件，在计算机屏幕上虚拟出仪器面板和交互功能，通过鼠标或键盘实施操作的仪器。
虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机的融合为一体，把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在一起，大大缩小了仪器硬件的成本和体积，并通过软件实现对数据的显示、存储以及分析处理。由于计算机性能以每半年提高一倍的速度飞速发展，已把传统仪器远远抛到后面。
第13章多传感器数据融合
1.什么是多传感器数据融合？多传感器数据融合的实质是什么？
多传感器数据融合是针对一个系统中使用多个（种）传感器这一特定问题而提出的信息处理方法，是将来自多传感器或多源的信息和数据进行综合处理，从而对观测对象形成准确结论的过程。
数据融合的目的是基于各独立传感器的观测数据，通过融合导出更丰富的有效信息，获得最佳协同效果，发挥多个传感器的联合优势，提高传感器系统的有效性和鲁棒性，消除单一传感器的局限性。
3.比较不同数据融合形式的特点、结构和适应性。
如果多传感器数据是同质的，原始数据可以直接融合，称为数据级融合。数据级融合直接对未经预处理的传感器原始观测数据进行综合和分析，其优点是保持尽可能多的客体数据，基本不发生数据丢失或遗漏，缺点是处理数据量大，实时性差。多传感器测量同一物理量时，如两个图像传感器获得的对象同一时刻的数据或者一个图像传感器获得的对象不同时刻的数据（用运动物体的相邻两帧图像相关计算物体运动速度）可以直接进行数据融合。
特征级融合从不同质的传感器数据中提取数据的特征表达，构成特征向量供估计和识别使用，按照特征信息对多传感器数据进行分类、综合和分析。特征级融合亦称文件级数据融合，其优点是既保持足够数量的重要数据，又经过可容许的数据压缩，可以提高处理的实时性。特征级数据融合不可避免地会有某些数据损失，因而需对传感器预处理提出较严格的要求。
决策级融合在各传感器和各低级数据融合中心已经完成相应决策的基础上，根据一定准则和每个传感器的决策与决策可信度执行综合评判，形成决策。决策级融合从具体问题出发，充分利用特征级融合的最终结果，直接针对具体决策目标，融合结果直接影响决策结论。
6为什么多传感器数据融合技术存在局限性？
多传感器数据融合结果并不能代替单一高精度传感器测量结果。尽管多个传感器的组合可以增强系统的性能，但这些传感器并不一定能检测到系统所感兴趣的目标特征。
数据融合处理不可能修正预处理或单个传感器处理时的错误。后一级的数据融合处理不能弥补前一级处理过程中造成的信息损失。当信号的特征没有被正确提取时，数据融合得到的结论肯定是错误的，数据融合不可能修正这些特征。
数据融合过程中希望能用一种简单的方式来描述传感器性能。传感器模型的不准确将导致融合结果错误，这种错误在后续处理中也是无法修复的。实际上，对处于复杂观测环境的传感器，用模型来准确描述传感器的性能是非常困难的。
数据融合至今并未形成基本的理论框架和有效的广义融合模型及算法，绝大部分工作都是围绕特定应用领域内的具体问题来展开的（各自建立直观融合准则，并在此基础上形成所谓最佳融合方案）。充分反映了数据融合技术所固有的面向对象的特点，难以构建完整的理论体系。
由于数据来源不同，一种单一的融合算法可能难以实现预想的融合效果，往往需要综合各门学科的多种技术，如信号处理、图像处理、模式识别、统计估计、自动推理理论和人工智能等。对于给定的数据如何选择合适算法来进行有效的信息融合是数据融合技术发展所面临的挑战。
数据融合技术面临的另一个挑战就是缺乏对数据融合技术和数据融合系统性能进行评估的手段。如何建立评价机制，对数据融合系统进行综合分析，对数据融合算法和系统性能进行客观准确的评价，是亟待解决的问
题。
第15章无线传感器网络
1.无线传感器网络有哪几部分组成？每部分的作用是什么？
无线传感器网络的网络通常包括传感器节点（sensor node）、汇聚节点（sink node）和管理站（manager station）。
传感器节点获取的数据沿着其它传感器节点逐跳地进行传输，在传输过程中数据可能被多个节点处理，经过多跳后路由到汇聚节点，最后通过互联网或卫星到达管理站。用户通过管理站对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。传感器节点通常是一个微型的嵌入式系统，它的处理能力、存储能力和通信能力相对较弱，通常用电池供电。汇聚节点的处理能力、存储能力和通信能力相对较强，它连接传感器网络与Internet等外部网络，实现两种协议栈之间的通信协议转换，同时发布管理节点的监测任务，把收集的数据转发到外部网络。
6.无线传感器节点硬件由哪几部分组成？
传感器模块用于感知、获取外界的信息，被监测的物理信号决定了传感器的类型；处理器模块负责协调节点各部分的工作，对感知部件获取的信息进行必要的处理和保存，控制感知部件和电源的工作模式等；无线收发模块负责与其它传感器节点进行无线通信，交换控制消息和收发采集数据；能量供应模块为传感器节点提供运行所需的能量。
压电式传感器 一、选择填空题： 1、压电式加速度传感器是（D ）传感器。 A、结构型 B、适于测量直流信号 C、适于测量缓变信号 D、适于测量动态信号 2、沿石英晶体的光轴z的方向施加作用力时，（A ）。 A、晶体不产生压电效应 B、在晶体的电轴x方向产生电荷 C、在晶体的机械轴y方向产生电荷 D、在晶体的光轴z方向产生电荷 3、在电介质极化方向施加电场，电介质产生变形的现象称为（B ）。 A、正压电效应 B、逆压电效应 C、横向压电效应 D、纵向压电效应 4、天然石英晶体与压电陶瓷比，石英晶体压电常数（C），压电陶瓷的稳定性（C ）。 A、高，差 B、高，好 C、低，差 D、低，好 5、沿石英晶体的电轴x的方向施加作用力产生电荷的压电效应称为（D）。 A、正压电效应 B、逆压电效应 C、横向压电效应 D、纵向压电效应 6、压电式传感器可等效为一个电荷源和一个电容并联，也可等效为一个与电容相串联的电压源。 7、压电式传感器的输出须先经过前置放大器处理，此放大电路有电压放大器和电荷放大器两种形式。 二、简答题 1、什么是压电效应？纵向压电效应与横向压电效应有什么区别？ 答：某些电介质，当沿着一定方向对其施加外力而使它变形时，内部就产生极化现象，相应地会在它的两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，又重新恢复到不带电状态，这种现象称压电效应。通常把沿电轴X－X方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向压电效应”；而把沿机械轴Y－Y方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“横向压电效应”；所以纵向压电效应与横向压电效应的主要区别在于施力方向不同，电荷产生方向也不同。 2、压电式传感器为何不能测量静态信号？ 答：因为压电传感元件是力敏感元件，压电式传感器是利用所测的物体的运动产生的相应的电信号，而静态的不能产生相应的电信号。所以压电式传感器不能测量静态信号。
MODERN OPERATING SYSTEMS SECOND EDITION PROBLEM SOLUTIONS ANDREW S.TANENBAUM Vrije Universiteit Amsterdam,The Netherlands PRENTICE HALL UPPER SADDLE RIVER,NJ 07458课后答案网 w w w .k h d a w .c o m
SOLUTIONS TO CHAPTER 1PROBLEMS 1.An operating system must provide the users with an extended (i.e.,virtual)machine,and it must manage the I/O devices and other system resources. 2.Multiprogramming is the rapid switching of the CPU between multiple processes in memory.It is commonly used to keep the CPU busy while one or more processes are doing I/O. 3.Input spooling is the technique of reading in jobs,for example,from cards,onto the disk,so that when the currently executing processes are ?nished,there will be work waiting for the CPU.Output spooling consists of ?rst copying printable ?les to disk before printing them,rather than printing directly as the output is generated.Input spooling on a personal computer is not very likely,but output spooling is. 4.The prime reason for multiprogramming is to give the CPU something to do while waiting for I/O to complete.If there is no DMA,the CPU is fully occu-pied doing I/O,so there is nothing to be gained (at least in terms of CPU utili-zation)by multiprogramming.No matter how much I/O a program does,the CPU will be 100percent busy.This of course assumes the major delay is the wait while data are copied.A CPU could do other work if the I/O were slow for other reasons (arriving on a serial line,for instance). 5.Second generation computers did not have the necessary hardware to protect the operating system from malicious user programs. 6.It is still alive.For example,Intel makes Pentium I,II,and III,and 4CPUs with a variety of different properties including speed and power consumption.All of these machines are architecturally compatible.They differ only in price and performance,which is the essence of the family idea. 7.A 25×80character monochrome text screen requires a 2000-byte buffer.The 1024×768pixel 24-bit color bitmap requires 2,359,296bytes.In 1980these two options would have cost $10and $11,520,respectively.For current prices,check on how much RAM currently costs,probably less than $1/MB. 8.Choices (a),(c),and (d)should be restricted to kernel mode. 9.Personal computer systems are always interactive,often with only a single user.Mainframe systems nearly always emphasize batch or timesharing with many users.Protection is much more of an issue on mainframe systems,as is ef?cient use of all resources. 10.Every nanosecond one instruction emerges from the pipeline.This means the machine is executing 1billion instructions per second.It does not matter at all how many stages the pipeline has.A 10-stage pipeline with 1nsec per 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m
第1章传感器基础理论思考题与习题答案 1.1什么是传感器？（传感器定义） 解：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路组成。 1.2传感器特性在检测系统中起到什么作用？ 解：传感器的特性是指传感器的输入量和输出量之间的对应关系，所以它在检测系统中的作用非常重要。通常把传感器的特性分为两种：静态特性和动态特性。静态特性是指输入不随时间而变化的特性，它表示传感器在被测量各个值处于稳定状态下输入输出的关系。动态特性是指输入随时间而变化的特性，它表示传感器对随时间变化的输入量的响应特性。 1.3传感器由哪几部分组成？说明各部分的作用。 解：传感器通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路三部分组成。其中，敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分，转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成电信号的部分，调节转换电路是指将非适合电量进一步转换成适合电量的部分，如书中图1.1所示。 1.4传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意 义？动态参数有那些？应如何选择？ 解：在生产过程和科学实验中，要对各种各样的参数进行检测和控制，就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量，这取决于传感器的基本特性，即输出—输入特性。衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度，迟滞和重复性等。意义略（见书中）。动态参数有最大超调量、延迟时间、上升时间、响应时间等，应根据被测非电量的测量要求进行选择。 1.5某位移传感器，在输入量变化5mm时，输出电压变化为300mV，求其灵敏度。 解：其灵敏度 3 3 30010 60 510 U k X - - ?? === ?? 1.6某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成，各环节的灵敏度为：S1=0.2mV/℃、
4.1 应变效应和应变式传感器 何为电阻应变效应？电阻丝阻值公式，由哪些参数决定？ 电阻丝灵敏度系数由哪两部分构成？与电阻丝材质的关系？ 温度如何影响应力传感器的输出电阻？
应力传感器的温度补偿方法有哪些？ 常用的温度补偿方法有三种： 1) 桥路补偿法，它主要是通过贴片和接桥方法消除温度的影响，补偿原理和方法将在后文中详细介绍； 2) 应变片的自补偿，它是从电阻应变片的敏感栅材料及制造工艺上采取措施，使应变片在一定的温度范围内满足的0)(21=++ββα S 关系； 3) 热敏电阻法，利用热敏电阻的特性和选择合适的分流电阻达到温度补偿的目的。 电阻应变式传感器在设计过程中，应该考虑哪些问题？ 1） 结构简单。 2） 有很好的刚性。 3） 结构的整体性。 4） 对作用力位置的变化和干扰力的影响不敏感。 5） 弹性元件有效工作区应有良好的线性。 6） 弹性元件有效工作区应具有最大应变值。 7） 工作区的最佳额定应变值。 8） 弹性元件工作区的工艺性能好。 9） 弹性元件自身具有过载保护能力或便于设置过载保护装置。 10） 安装方便，互换性好。 常用应变式传感器的工作原理。 在测力传感器中有一个弹性元件，利用它可把被测力的变化转换成应变量的变化，由于弹性元件上粘贴有应变片，因此可把应变量的变化转换成应变片电阻的变化。 4.2 电容、电感式传感器 电容式传感器的工作原理。电容的公式，由哪些参数决定？ 电容式传感器是将被测量(如位移、压力等)的变化转换成电容量变化的一种传感器。 电容式传感器实质上就是一个可变参数的电容器。由物理学可知，两平行极板组成的电容器，如果不考虑边缘效应，其电容量为： A C εδ= 若A 、δ或ε任一参数发生变化，电容C 也随之变化。在交流电路中， 电容C 的变化改变了容抗X C ，从而使输出电流或电压发生变化。 常见电容式传感器的类型及其工作原理。 变极距式：动极板因测量值变化极板间距改变 变面积式：受到外力作用相对面积改变 差动结构的优点有哪些？
第一章检测技术的基本概念 一、填空题： 1、传感器有、、组成 2、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出与输入的比值。 3、从输出曲线看，曲线越陡，灵敏度。 4、下面公式是计算传感器的。 5、某位移传感器的输入变化量为5mm，输出变化量为800mv，其灵敏度为。 二、选择题： 1、标准表的指示值100KPa，甲乙两表的读书各为 KPa和 KPa。它们的绝对误差为。 A 和 B 和 C 和 2、下列哪种误差不属于按误差数值表示。 A绝对误差 B相对误差 C随机误差 D引用误差 3、有一台测量仪表，其标尺范围0—500 KPa，已知绝对误差最大值 P max=4 KPa，则该仪表的精度等级。 A 级 B 级 C 1级 D 级 4、选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。应选购的仪表量程为测量值的 倍。 A3倍 B10倍 C 倍 D 倍 5、电工实验中，常用平衡电桥测量电阻的阻值，是属于测量， 而用水银温度计测量水温的微小变化，是属于测量。 A偏位式 B零位式 C 微差式 6、因精神不集中写错数据属于。 系统误差 B随机误差 C粗大误差 7、有一台精度级，测量范围0—100 KPa，则仪表的最小分格。 A45 B40 C30 D 20 8、重要场合使用的元件或仪表，购入后进行高、低温循环老化试验，目的是为了。 A提高精度 B加速其衰老 C测试其各项性能指标 D 提高可靠性 9、传感器能感知的输入量越小，说明越高。 A线性度好 B迟滞小 C重复性好 D 分辨率高 三、判断题 1、回差在数值上等于不灵敏度 ( ) 2、灵敏度越大，仪表越灵敏（） 3、同一台仪表，不同的输入输出段灵敏度不同（） 4、灵敏度其实就是放大倍数（） 5、测量值小数点后位数越多，说明数据越准确（） 6、测量数据中所有的非零数字都是有效数字（） 7、测量结果中小数点后最末位的零数字为无效数字（） 四、问答题 1、什么是传感器的静态特性，有哪些指标。 答：指传感器的静态输入、输出特性。有灵敏度、分辨力、线性度、迟滞、稳定性、电磁兼容性、可靠性。
第三章内存管理习题 1.IBM360有一个设计，为了对2KB大小的块进行加锁，会对每个块分配一个4bit的密钥，这个密钥存在PSW（程序状态字）中，每次内存引用时，CPU都会进行密钥比较。但该设计有诸多缺陷，除了描述中所言，请另外提出至少两条缺点。 A：密钥只有四位，故内存只能同时容纳最多十六个进程；需要用特殊硬件进行比较，同时保证操作迅速。 2.在图3-3中基址和界限寄存器含有相同的值16384，这是巧合，还是它们总是相等？如果这只是巧合，为什么在这个例子里它们是相等的？ A：巧合。基地址寄存器的值是进程在内存上加载的地址；界限寄存器指示存储区的长度。 3.交换系统通过紧缩来消除空闲区。假设有很多空闲区和数据段随机分布，并且读或写32位长的字需要10ns的时间，紧缩128MB大概需要多长时间？为了简单起见，假设空闲区中含有字0，内存中最高地址处含有有效数据。 A：32bit=4Byte===>每字节10/4=2.5ns 128MB=1282^20=2^27Byte 对每个字节既要读又要写，22.5*2^27=671ms 4.在一个交换系统中，按内存地址排列的空闲区大小是10MB，4MB，20MB，18MB，7MB，9MB，12MB，和15MB。对于连续的段请求： (a) 12MB (b) 10MB (c) 9MB
使用首次适配算法，将找出哪个空闲区？使用最佳适配、最差适配、下次适配算法呢？ A：首次适配算法：20MB，10MB，18MB；最佳适配算法：12MB，10MB，9MB；最差适配算法：20MB；18MB；15MB；下次适配算法：20MB；18MB；9MB； 5.物理地址和虚拟地址有什么区别？ A：实际内存使用物理地址。这些是存储器芯片在总线上反应的数字。虚拟地址是指一个进程的地址空间的逻辑地址。因此，具有32位字的机器可以生成高达4GB的虚拟地址，而不管机器的内存是否多于或少于4GB。 6.对下面的每个十进制虚拟地址，分別使用4KB页面和8KB页面计算虚拟页号和偏移量：20000，32768，60000。 A：转换为二进制分别为：0100111000100000 虚拟地址应该是16位1000000000000000 1110101001100000 4KB页面偏移量范围0～4027，需要12位来存储偏移量，剩下4位作为页号；同理8KB页面需要13位来存储偏移量，剩下3位作为页号；所以，4KB | 8KB 页号| 偏移量| 页号| 偏移量20000 | 0100 111000100000 | 010 0111000100000 32768 | 1000 000000000000 | 100 0000000000000 60000 | 1110 101001100000 | 111 0101001100000 7. 使用图3-9的页表，给出下面每个虚拟地址对应的物理地址：
第1章概述 1.什么是传感器？ 传感器定义为能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。 1.2传感器的共性是什么？ 传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、生物特性，将非电量（如位移、速度、加速度、力等）输入转换成电量（电压、电流、电容、电阻等）输出。 1.3传感器由哪几部分组成的？ 由敏感元件和转换元件组成基本组成部分，另外还有信号调理电路和辅助电源电路。 1.4传感器如何进行分类？ （1）按传感器的输入量分类，分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。（2）按传感器的输出量进行分类，分为模拟式和数字式传感器两类。（3）按传感器工作原理分类，可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。（4）按传感器的基本效应分类，可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。（5）按传感器的能量关系进行分类，分为能量变换型和能量控制型传感器。（6）按传感器所蕴含的技术特征进行分类，可分为普通型和新型传感器。 1.5传感器技术的发展趋势有哪些？ （1）开展基础理论研究（2）传感器的集成化（3）传感器的智能化（4）传感器的网络化（5）传感器的微型化 1.6改善传感器性能的技术途径有哪些？ （1）差动技术（2）平均技术（3）补偿与修正技术(4)屏蔽、隔离与干扰抑制 (5)稳定性处理 第2章传感器的基本特性 2.1什么是传感器的静态特性？描述传感器静态特性的主要指标有哪些？ 答：传感器的静态特性是指在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系。主要的性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、温度漂移。 2.2传感器输入-输出特性的线性化有什么意义？如何实现其线性化？ 答：传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。常用的线性化方法是：切线或割线拟合，过零旋转拟合，端点平移来近似，多数情况下用最小二乘法来求出拟合直线。 2.3利用压力传感器所得测试数据如下表所示，计算其非线性误差、迟滞和重复性误差。设压力为0MPa 时输出为0mV,压力为0.12MPa时输出最大且为16.50mV. 非线性误差略 正反行程最大偏差?Hmax=0.1mV，所以γH=±?Hmax0.1100%=±%=±0.6%YFS16.50 重复性最大偏差为?Rmax=0.08，所以γR=±?Rmax0.08=±%=±0.48%YFS16.5 2.4什么是传感器的动态特性？如何分析传感器的动态特性？ 传感器的动态特性是指传感器对动态激励（输入）的响应（输出）特性，即输出对随时间变化的输入量的响应特性。
一、填空题(20分) 1.传感器由（敏感元件，转换元件，基本转换电路）三部分组成。 2.在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的（1.5 ） 倍左右为宜。 3.灵敏度的物理意义是（达到稳定工作状态时输出变化量与引起此变化的输入变化量之比。） 4. 精确度是指（测量结果中各种误差的综合，表示测量结果与被测量的真值之间的一致程度。） 5．为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要采用（细分）技术。 6.热电阻主要是利用电阻随温度升高而（增大）这一特性来测量温度的。 7.传感器静态特性主要有（线性度，迟滞，重复性，灵敏度）性能指标来描述。 8.电容传感器有三种基本类型，即(变极距型电容传感器、变面积型电容传感器, 变介电常数型电容传感器) 型。 9.压电材料在使用中一般是两片以上在,以电荷作为输出的地方一般是把压电元件（并联）起来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件（串联)起来 10.压电式传感器的工作原理是：某些物质在外界机械力作用下，其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为（顺压电效应）。相反，某些物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象称为（逆压电效应）。 11. 压力传感器有三种基本类型，即（电容式，电感式，霍尔式）型. 12.抑制干扰的基本原则有（消除干扰源，远离干扰源，防止干扰窜入）. 二、选择题（30分,每题3分）1、下列( )不能用做加速度检测传感器。D.热电偶 2、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的( ).C．压电效应 3、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（）. C．温度 4、属于传感器动态特性指标的是（）.D．固有频率 5、对压电式加速度传感器，希望其固有频率( ).C.尽量高些 6、信号传输过程中，产生干扰的原因是( )C.干扰的耦合通道 7、在以下几种传感器当中( )属于自发电型传感器.C、热电偶 8、莫尔条纹光栅传感器的输出是( ).A.数字脉冲式 9、半导体应变片具有( )等优点.A.灵敏度高 10、将电阻应变片贴在( )上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器. C.弹性元件 11、半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率( ).B.迅速下降 12、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是( ). C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 13、在以下几种传感器当中( ABD 随便选一个)不属于自发电型传感器. A、电容式 B、电阻式 C、热电偶 D、电感式 14、( )的数值越大,热电偶的输出热电势就越大.D、热端和冷端的温差 15、热电阻测量转换电路采用三线制是为了( B、减小引线电阻的影响). 16、下列( )不能用做加速度检测传感器.B.压电式 三、简答题（30分） 1.传感器的定义和组成框图？画出自动控制系统原理框图并指明传感器在系统中的位置和
第四章文件系统习题 Q1: 给出文件/etc/passwd的五种不同的路径名。（提示：考虑目录项”.”和”…”。） A: /etc/passwd /./etc/passwd /././etc/passwd /./././etc/passwd /etc/…/etc/passwd /etc/…/etc/…/etc/passwd /etc/…/etc/…/etc/…/etc/passwd /etc/…/etc/…/etc/…/etc/…/etc/passwd Q2：在Windows中，当用户双击资源管理器中列出的一个文件时，就会运行一个程序，并以这个文件作为参数。操作系统要知道运行的是哪个程序，请给出两种不同的方法。 A:Windows使用文件扩展名。每种文件扩展名对应一种文件类型和某些能处理这种类型的程序。另一种方式时记住哪个程序创建了该文件，并运行那个程序。Macintosh以这种方式工作。
Q3：在早期的UNIX系统中，可执行文件（a.out）以一个非常特別的魔数开始，这个数不是随机选择的。这些文件都有文件头，后面是正文段和数据段。为什么要为可执行文件挑选一个非常特别的魔数，而其他类型文件的第一个字反而有一个或多或少是随机选择的魔数？ A：这些系统直接把程序载入内存，并且从word0（魔数）开始执行。为了避免将header作为代码执行，魔数是一条branch指令，其目标地址正好在header之上。按这种方法，就可能把二进制文件直接读取到新的进程地址空间，并且从0 开始运行。 Q4: 在UNIX中open系统调用绝对需要吗？如果没有会产生什么结果？ A: open调用的目的是：把文件属性和磁盘地址表装入内存，便与后续调用的快速访问。 首先，如果没有open系统调用，每次读取文件都需要指定要打开的文件的名称。系统将必须获取其i节点，虽然可以缓存它，但面临一个问题是何时将i节点写回磁盘。可以在超时后写回磁盘，虽然这有点笨拙，但它可能起作用。 Q5:在支持顺序文件的系统中总有一个文件回绕操作，支持随机存取
第一章 1、何为传感器及传感技术？ 人们通常将能把被测物理量或化学量转换为与之有对应关系的电量输出的装置称为传感器，这种技术被称 为传感技术。 2、传感器通常由哪几部分组成？通常传感器可以分为哪几类？若按转换原理分类，可以分成几类？ 传感器通常由敏感元件、传感元件和其他辅助元件组成，有时也把信号调节和转换电路、辅助电源作为传 感器的组成部分。 传感器一般按测定量和转换原理两种方法进行分类。 按转换原理分类可以分为能量转换型传感器和能量控制型传感器。 3、传感器的特性参数主要有哪些？选用传感器应注意什么问题？ 传感器的特性参数：1 静态参数：精密度，表示测量结果中随机误差大小的程度。 正确度,表示测量结果中系统误差大小程度。 准确度，表示测量结果与被测量的真值之间的一致程度。 稳定度、鉴别度、分辨力、死区、回程误差、线性误差、零位误差等。 动态参数：时间常数t:在恒定激励理 第二章 1、光电效应有哪几种？与之对应的光电器件和有哪些？ 光电传感器的工作原理基于光电效应。 光电效应总共有三类：外光电效应（光电原件有：光电管、光电倍增管等、内光电效应（光敏电阻）、光生 伏特效应（光电池、光敏二极管和光敏三极管） 2、什么是光生伏特效应？ 光生伏特效应：在光线的作用下能使物体产生一定方向电动势的现象。 3、试比较光敏电阻、光电池、光敏二极管和光敏三极管的性能差异，并简述在不同的场和下应选用哪种器 件最为合适。 光敏二极管：非线性器件，具有单向导电性。（PN 结装在管壳的顶部，可以直接爱到光的照射）通常处于 反向偏置状态，当没有交照射时，其反向电阻很大反向，反向电流很小，这种电流称为暗电流。当有光照 射时，PN 结及附近产生电子-空穴对，它们的反向电压作用下参与导电，形成比无光照时大得多的反向电 流，该反向电流称为光电流。 不管硅管还是锗管，当入射光波长增加时，相对灵敏度都下降。，因为光子能量太小不足以激发电子-空穴 对，而不能达到PN 结，因此灵敏度下降。 探测可见光和赤热物时，硅管。对红外光进行探测用锗管。光敏三极管：有两个PN 结，比光敏二极管拥有更高的灵敏度。 光敏电阻：主要生产的光敏电阻为硫化镉。 7、简述光纤的结构和传光原理。光纤传感器有哪些类型？他们之间有什么区别？
第一章 检测技术的基本概念 一、填空题： 1、 传感器有 ____________ 、 、 __________ 组成 2、 传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出 _______________ 与输入 _________ 的比值。 3、 从输出曲线看，曲线越陡，灵敏度 ______________ 。 4、 下面公式是计算传感器的 ____________ 。 y max y min 5、某位移传感器的输入变化量为 5mm ，输出变化量为800mv ,其灵敏度为 _________________ 。 、 选择题: 1、 标准表的指示值 100KPa ，甲乙两表的读书各为 101.0 KPa 和99.5 KPa 。它们的绝对误差 为 ______________ 。 A 1.0KPa 禾口 -0.5KPa B 1.0KPa 禾口 0.5KPa C 1.00KPa 禾口 0.5KPa 2、 下列哪种误差不属于按误差数值表示 _____________________ 。 A 绝对误差 B 相对误差 C 随机误差 D 引用误差 3、 有一台测量仪表，其标尺范围 0— 500 KPa ，已知绝对误差最大值 Pmax=4 KPa ，则该仪表的精度等级 __________________ 。 A 0.5 级 B 0.8 级 C 1 级 D 1.5 级 4、 选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。应选购的仪表量程为测量 值的 _______________ 倍。 A3 倍 B10 倍 C 1.5 倍 D 0.75 倍 5、 电工实验中，常用平衡电桥测量电阻的阻值，是属于 ___________________ 测量， 而用水银温度计测量水温的微小变化，是属于 ___________________ 测量。 A 偏位式 B 零位式 C 微差式 6、 因精神不集中写错数据属于 。 系统误差 B 随机误差 C 粗大误差 7、 有一台精度2.5级，测量范围0—100 KPa ,则仪表的最小分 _______________ 格。 A45 B40 C30 D 20 8、重要场合使用的元件或仪表，购入后进行高、低温循环老化试验，目的是为 了 。 9、传感器能感知的输入量越小，说明 _________________ 越高。 三、判断题 1、 回差在数值上等于不灵敏度 （ ） 2、 灵敏度越大，仪表越灵敏 （ 3、 同一台仪表，不同的输入输出段灵敏度不同 （ ） 4、 灵敏度其实就是放大倍数 （ ） 5、 测量值小数点后位数越多，说明数据越准确 （ ） A max 100% (1-9) A 提高精度 B 加速其衰老 C 测试其各项性能指标 D 提高可靠性 A 线性度好 B 迟滞小 C 重复性好 D 分辨率高
《操作系统教程》习题答案
习题1 1．单项选择题 （1）大中小型计算机是以为中心的计算机系统。 A、CPU B、存储器 C、系统总线 D、通道 （2）以下关于操作系统的说法正确的是。 A、批处理系统是实现人机交互的系统 B、批处理系统具有批处理功能，但不具有交互能力 C、分时系统是实现自动控制，无须人为干预的系统 D、分时系统即具有分时交互能力，又具有批处理能力 （3）操作系统的职能是管理软硬件资源、合理地组织计算机工作流程和。 A、为用户提供良好的工作环境和接口 B、对用户的命令作出快速响应 C、作为服务机构向其它站点提供优质服务 D、防止有人以非法手段进入系统 （4）设计实时操作系统时，首先应考虑系统的。 A、可靠性和灵活性 B、实时性和可靠性 C、优良性和分配性 D、灵活性和分配性 （5）多道程序设计是指。 A、在分布式系统中同一时刻运行多个程序 B、在一台处理器上并行运行多个程序 C、在实时系统中并发运行多个程序 D、在一台处理器上并发运行多个程序 （6）以下关于并发性和并行性的说法正确的是。 A、并发性是指两个及多个事件在同一时刻发生 B、并发性是指两个及多个事件在同一时间间隔内发生 C、并行性是指两个及多个事件在同一时间间隔内发生 D、并发性是指进程，并行性是指程序 （1）B （2）B （3）A （4）B （5）D （6）B 2．填空题 （1）微机是以总线为纽带构成的计算机系统。 （2）在批处理兼分时系统中，往往把由分时系统控制的作业称为前台作业，把由批处理系统控制的作业称为后台作业。 （3）在分时系统中，若时间片长度一定，则用户数越多，系统响应时间越慢。 （4）分布式操作系统能使系统中若干台计算机协同完成一个共同的任务，分解问题成为子计算并使之在系统中各台计算机上并行执行，以充分利用各计算机的优势。 （5）用户通过网络操作系统可以网络通信、资源共享，从而大大扩展了计算机的应用范围。 3．简答题 （1）什么是操作系统？现代操作系统的基本特征是什么？并发性 （2）什么是批处理系统，衡量批处理系统好坏的主要指标是什么？及时性 （3）试述分时系统的原理及其特性。时间片原则交互性同时性独立性及时性
现代传感技术复习思考题 1.传感器的基本概念是什么？一般情况下由哪几部分组成？ 答：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常由敏感元件，转换元件和转换电路组成。 2.传感器有几种分类形式，各种分类之间有什么不同？ 答：根据传感器的工作机理（包括物理，化学，生物传感器等）；根据传感器的构成原理（结构型，物性型传感器）；根据传感器的能量转换情况（能量控制，能量转换传感器）。 3.举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。 答：结构型传感器是利用物理学中场的定律构成的，包括动力场的运动定律，电磁场的电磁定律等。物理学中的定律一般是以方程式给出的。特点是传感器的工作原理是以传感器中元件相对位置变化引起场的变化为基础，而不是以材料特性变化为基础。 物性型传感器是利用物质定律构成的,如虎克定律、欧姆定律等。定律、法则大多数是以物质本身的常数形式给出。这些常数的大小，决定了传感器的主要性能。 4.电阻传感器（应变式（电位器式）、热电式、光电式）工作原 理、测量电路及应用。 答：基本原理是将被测物理量的变化转换成电阻值的变化，再经相应的测量电路而最后显示被测量值的变化。 电位器式（应变式）：工作原理是将物体的位移转换为电阻的变化。测量电路即为桥式电路。主要用于测量压力、高度、加速度、航面角
等各种参数。 热电式：通过温度的变化转换为电压的变化，接入测量电路。主要用于测温装置。 光电式：通过被测量的变化转换为光信号的变化最后转换为电信号的变化。应用：能转换成光量变化的其他非电量。 5.电容传感器、电感传感器工作原理、测量电路及应用。（差动 机构）。 6.压电式传感器工作原理、测量电路及应用。 7.磁电式传感器（霍尔传感器、变磁阻式传感器）工作原理、测 量电路及应用。 8.热电偶工作原理、测量电路及应用。 9.光电传感器工作原理、测量电路及应用。 10.光栅的工作原理、测量电路及应用。 11.传感器与传感技术概念有什么不同？ 答：传感器是获取信息的工具。传感器技术是关于传感器设计、制造及应用的综合技术。
传感器原理及其应用习题 第1章传感器的一般特性 一、选择、填空题 1、衡量传感器静态特性的重要指标是_灵敏度______、__线性度_____、____迟滞___、___重复性_____ 等。 2、通常传感器由＿＿敏感元件＿＿、＿＿转换元件＿＿＿＿、＿转换电路＿＿＿＿三部分组成，是能把外界＿非电量＿转换成＿＿＿电量＿＿＿的器件和装置。 3、传感器的＿＿标定＿＿＿是通过实验建立传感器起输入量与输出量之间的关系，并确定不同使用条件下的误差关系。 4、测量过程中存在着测量误差，按性质可被分为粗大、系统和随机误差三类，其中随机误差可以通过对多次测量结果求平均的方法来减小它对测量结果的影响。 5、一阶传感器的时间常数τ越__________, 其响应速度越慢;二阶传感器的固有频率ω0越_________, 其工作频带越宽。 6、按所依据的基准直线的不同，传感器的线性度可分为、、、。 7、非线性电位器包括和两种。 8、通常意义上的传感器包含了敏感元件和（ C ）两个组成部分。 A. 放大电路 B. 数据采集电路 C. 转换元件 D. 滤波元件 9、若将计算机比喻成人的大脑，那么传感器则可以比喻为(B )。 A．眼睛 B. 感觉器官 C. 手 D. 皮肤 10、属于传感器静态特性指标的是（D ） A.固有频率 B.临界频率 C.阻尼比 D.重复性 11、衡量传感器静态特性的指标不包括（ C ）。 A. 线性度 B. 灵敏度 C. 频域响应 D. 重复性 12、下列对传感器动态特性的描述正确的是（） A 一阶传感器的时间常数τ越大, 其响应速度越快 B 二阶传感器的固有频率ω0越小, 其工作频带越宽 C 一阶传感器的时间常数τ越小, 其响应速度越快。 D 二阶传感器的固有频率ω0越小, 其响应速度越快。 二、计算分析题 1、什么是传感器？由几部分组成？试画出传感器组成方块图。 2、传感器的静态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义。 作业3、传感器的动态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义 第2章电阻应变式传感器 一、填空题 1、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称__应变_____效应；半导体或固体受到作用力后_电阻率______要发生变化，这种现象称__压阻_____效应。直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同，圆弧部分使灵敏度下降了，这种现象称为____横向___效应。 2、产生应变片温度误差的主要因素有＿电阻温度系数的影响、＿试验材料和电阻丝材料的线性膨胀系数的影响＿。 3、应变片温度补偿的措施有＿＿＿电桥补偿法＿、＿应变片的自补偿法、＿、。 4. 在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，_全桥__接法可以得到最大灵敏度输出。 5. 半导体应变片工作原理是基于压阻效应，它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数大十倍
操作系统教程第5版课后答案 费祥林、骆斌编著 第一章操作系统概论 习题一 一、思考题 1.简述现代计算机系统的组成及层次结构。 答：现代计算机系统由硬件和软件两个部分组成。是硬件和软件相互交织形成的集合体，构成一个解决计算问题的工具。硬件层提供基本可计算的资源，包括处理器、寄存器、内存、外存及I/O设备。软件层由包括系统软件、支撑软件和应用软件。其中系统软件是最靠近硬件的。 2、计算机系统的资源可分成哪几类？试举例说明。 答：包括两大类，硬件资源和信息资源。硬件资源分为处理器、I/O设备、存储器等；信息资源分为程序和数据等。 3.什么是操作系统？操作系统在计算机系统中的主要作用是什么？ 答：操作系统是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。 操作系统在计算机系统中主要起4个方面的作用。 （1）服务用户观点——操作系统提供用户接口和公共服务程序 （2）进程交互观点——操作系统是进程执行的控制者和协调者 （3）系统实现观点——操作系统作为扩展机或虚拟机 （4）资源管理观点——操作系统作为资源的管理者和控制者 4.操作系统如何实现计算与操作过程的自动化？ 答：大致可以把操作系统分为以下几类：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。其中批处理操作系统能按照用户预先规定好的步骤控制作业的执行，实现计算机操作的自动化。又可分为批处理单道系统和批处理多道系统。单道系统每次只有一个作业装入计算机系统的主存储器运行，多个作业可自动、顺序地被装入运行。批处理多道系统则允许多个作业同时装入主存储器，中央处理器轮流地执行各个作业，各个作业可以同时使用各自所需的外围设备，这样可以充分利用计算机系统的资源，缩短作业时间，提高系统的吞吐率 5．操作系统要为用户提供哪些基本的和共性的服务？ 答：（1）创建程序和执行程序；（2）数据I/O和信息存取；（3）通信服务；（4）差错检测和处理。为了保证高效率、高质量的工作，使得多个应用程序能够有效的共享系统资源，提高系统效率，操作系统还具备一些其他的功能：资源分配，统计，保护等。 6.试述操作系统所提供的各种用户接口。 答：操作系统通过程序接口和操作接口将其服务和功能提供给用户。程序接口由一组系统调用组成，在应用程序中使用“系统调用”可获得操作系统的低层服务，访问或使用系统管理的各种软硬件资源，是操作系统对外提供服务和功能的手段；操作接口由一组命令和（或）作业控制语言组成，是操作系统为用户提
第五章 3.试述霍尔效应的定义及霍尔传感器的工作原理。 霍尔效应：将半导体薄片置于磁场中，当它的电流方向与磁场方向不一致时，半导体薄片上平行于电流和磁场方向的两个面之间产生电动势，这种现象称为霍尔效应。 霍尔传感器工作原理：霍尔传感器是利用霍尔效应原理将被测物理量转换为电动势的传感器。在垂直于外磁场B的方向上放置半导体薄片，当半导体薄片流有电流I时，在半导体薄片前后两个端面之间产生霍尔电势Uho霍尔电势的大小与激励电流I和磁场的磁感应强度成正比，与半导体薄片厚度d成反比。 4?简述霍尔传感器的组成，画出霍尔传感器的输出电路图。 组成：从矩形薄片半导体基片上的两个相互垂直方向侧面上，引出一对电极，其中1-1'电极用于加控制电流，称控制电流，另一对2-2'电极用于引出霍尔电势。在基片外面用金属或陶瓷、环氧树脂等封装作为外壳。 电路图： 5.简述霍尔传感器灵敏系数的定义。 答：它表示一个霍尔元件在单位激励电流和单位磁感应强度时产生霍尔电势的大小。 7?说明单晶体和多晶体压电效应原理，比较石英晶体和压电陶瓷各自的特点。原理：石英晶体是天然的六角形晶体，在直角坐标系中，x轴平行于它的棱线，称为电轴，通常把沿电轴方向的作用下产生电荷的压电效应称为纵向压电效应；y轴垂直于它的棱面，称为机械轴，把沿机械轴方向的力作用下产生电荷的压电效应称为横向压电效应；z轴表示其纵轴，称为光轴，在光轴方向时，不产生压电效应。 压电陶瓷是人工制造的多晶体，在极化处理以前，各晶粒的电畴按任意方向排列，当陶瓷施加外电场时，电畴由自发极化方向转到与外加电场方向一致，此时，压电陶瓷具有一定极化强度，这种极化强度称为剩余极化强度。由于束缚电荷的作用，在陶瓷片的电极表面上很快就吸附了一层来自外界的自由电荷，正负电荷距离大小因压力变化而变化，这种由机械能转变成电能的现象就是压电陶瓷的正压电效应，放电电荷的多少与外力的大小成比例关系，Q=d33F 特点：石英晶体：（1）压电常数小，时间和温度稳定性极好；（2）机械强度和品质因素高，且刚度大，固有频率高，动态特性好；（3）居里点573°C,无热释电性，且绝缘性、重复性均好。压电陶瓷的特点是：压电常数大，灵敏度高；制造工艺成熟，可通过合理配方和掺杂等人工控制来达到所要求的性能；成形工艺性也好，成本低廉，利于广泛应用。 压电陶瓷除有压电性外，还具有热释电性。因此它可制作热电传感器件而用于红外探测器中。但作
思考题 1.传感器一般包括哪些部分，各部分的作用是什么？ 答：1、敏感元件：直接感受被测量，以确定的关系输出某一物理量（包括电学量）。 2、转换元件：将敏感元件输出的非电量物理量转换为电学量（包括电路参数量）。 3、转换电路：将电路参数（如电阻、电容、电感）量转换成便于测量的电学量（如电压、电流、频率等）。 2.从传感器的结构形式来划分，可将传感器按其构成方法分为哪几类？各类型的特点是什么？并画出各类型的结构简图。 答:1.通用型、2.参比型、3.差动型、4.反馈型。 1.通用型根据组成可分为：能量变换基本型、能量控制基本型、能量变换特殊型（辅助能源型）、电路参数型和多级变换型。 （1）能量变换基本型 特点：（1）只由敏感元件构成。（2）不需外 加电源，敏感元件就是能量变换元件，能量从被测对象获得，输出能量较弱。（3）利用热平衡现象或传输现象中的一次效应制成是可逆的。（4）对被测对象有负荷效应（因输出逆效应而影响输入）。（5）输出能量不可能大于被测对象的能量。 （2）能量控制基本型特点： （1）也由敏感元件组成，但需外加电源才能将被测非电量转换成电量输出。（2）输出能量可大于被测对象具有的能量。（3）无需变换电路即可有较大的电量输出。 （3）能量变换特殊型（辅助能源型）特点：（1）只由敏感元件构成。（2）能量从被测对象获得，属能量变换型。（3）辅助能源是为了增加抗干扰能力或提高稳定性，或取出信号，或为原理所需要而使用固定磁场。 （4）电路参数型特点：(1) 敏感元件对输入非电信号进行阻抗变换。(2) 转换电路含有该敏感元件。(3) 电源向转换电路提供能量从而输出电量，属于能量控制型。(4) 输出能量远大于输入能量。(5) 利用传输现象中的二次效应都属于此类传感器。