《传感器敏感材料及器件》课程主要内容
1.传感器与检测技术的发展趋势；
2.霍尔效应定义，霍尔电势，霍尔式位移传感器的工作原理图，霍尔式转速传感器原理图及测量原理；
置于磁场中的静止载流导体, 当它的电流方向与磁场方向不一致时, 载流导体上平行于电流和磁场方向上的两个面之间产生电动势, 这种现象称霍尔效应。该电势称霍尔电势。
图（a）是磁场强度相同的两块永久磁铁，同极性相对地放置，霍尔元件处在两块磁铁的中间。由于磁铁中间的磁感应强度B=0，因此霍尔元件输出的霍尔电势也等于零，此时位移Δx=0。若霍尔元件在两磁铁中产生相对位移，霍尔元件U
H
感受到的磁感应强度也随之改变，这时U
不为零，其量值大小反映出霍尔元件
H
与磁铁之间相对位置的变化量
磁性转盘的输入轴与被测转轴相连，当被测转轴转动时，磁性转盘随之转动，固定在磁性转盘附近的霍尔传感器便可在每一个小磁铁通过时产生一个相应的脉冲，检测出单位时间的脉冲数，便可知被测转速。
3.磁阻效应定义，半导体InSb磁敏无接触电位器原理图及测量原理；
磁阻效应
若给通以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。称此种现象为磁致电阻变化效应，简称为磁阻效应。
半导体InSb磁敏无接触电位器是基于半导体InSb磁阻效应原理，由半导体InSb 磁敏电阻元件和偏置磁钢组成；其结构与普通电位器相似。由于无电刷接触，故称无接触电位器。
该电位器的核心是差分型结构的两个半圆形磁敏电阻；它们被安装在同一旋转轴
上的半园形永磁钢上，其面积恰好覆盖其中一个磁敏电阻；随着旋转轴的转动，磁钢覆盖于磁阻元件的面积发生变化，引起磁敏电阻值发生变化，旋转转轴，即能调节其阻值。其工作原理和输出电压随旋转角度变化的关系曲线如图所示。
4.磁敏二极管的结构和工作原理；磁敏三极管的结构和工作原理；
结构
磁敏二极管的P型和N型电极由高阻材料制成，在P、N之间有一个较长的本征区I，本征区I的一面磨成光滑的低复合表面(为I区)，另一面打毛，设置成高复合区(为r区)，其目的是因为电子—空穴对易于在粗糙表面复合而消失。当通过正向电流后就会在P、I、N结之间形成电流。由此可知，磁敏二极管是PIN型的。
?当磁敏二极管未受到外界磁场作用时，外加正偏压(P区为正)，则有大量的空穴从P区通过i区进入N区，同时也有大量电子注入P区，这样形成电流，只有少量电子和空穴在i区复合掉。
?当磁敏二极管受到如下图 (b)所示的外界磁场H+(正向磁场)作用时，则电子和空穴受到洛仑兹力的作用而向r区偏转，由于r区的电子和空穴复合速度比光滑面I区快，空穴和电子一旦复合就失去导电作用，意味着基区的等效电阻增大，电流减小。磁场强度越强，电子和空穴受到洛仑兹力就越大，单位时间内进入由于r区而复合的电子和空穴数量就越多，载流子减少，外电路的电流越小。
?当磁敏二极管受到如右图(c)所示的外界磁场片H-(反向磁场)作用时，则电子和空穴受到洛仑兹力作用而向I区偏移，由于电子、空穴复合率明显变小，i区的等效电阻减小，则外电路的电流变大。
?若在磁敏二极管上加反向偏压(P区的负)，则仅有很微小的电流流过，并且几乎与磁场无关。
?因此，该器件仅能在正向偏压下工作。利用磁敏二极管的正向导通电流随磁场强度的变化而变化的特性，即可实现磁电转换。
磁敏三极管的结构
在弱P型或弱N型本征半导体上用合金法或扩散法形成发射极、基极和集电极。其最大特点是基区较长，基区结构类似磁敏二极管，也有高复合速率的r区和本征I区。长基区分为输运基区和复合基区。
磁敏三极管的工作原理
当磁敏三极管未受到磁场作用时，由于基区宽度大于载流子有效扩散长度，大部分载流子通过e-I-b，形成基极电流；少数载流子输入到c极，因而基极电流大于集电极电流。
当受到正向磁场(H +)作用时，由于磁场的作用，洛仑兹力使载流子向复合区偏转，导致集电极电流显著下降；当反向磁场(H -)作用时，载流子向集电极一侧偏转，使集电极电流增大。由此可知，磁敏三极管在正、反向磁场作用下，其集电极电流出现明显变化。
5.输入电阻和输出电阻；额定激励电流和最大允许激励电流；不等位电势和不等位电阻；寄生直流电势；霍尔电势温度系数；
输入电阻和输出电阻
?激励电极间的电阻值称为输入电阻。
?霍尔电极输出电势对外电路来说相当于一个电压源, 其电源内阻即为输出电阻。以上电阻值是在磁感应强度为零且环境温度在20℃±5℃时确定的。
?当霍尔元件自身温升10℃时所流过的激励电流称为额定激励电流。
?以元件允许最大温升为限制所对应的激励电流称为最大允许激励电流。
因霍尔电势随激励电流增加而线性增加，所以，使用中希望选用尽可能大的激励电流，因而需要知道元件的最大允许激励电流，改善霍尔元件的散热条件，可以使激励电流增加。
?当霍尔元件的激励电流为I时，若元件所处位置磁感应强度为零，则它的霍尔电势应该为零，但实际不为零。这时测得的空载霍尔电势称不等位电势。
?不等位电势也可用不等位电阻表示
?寄生直流电势
?在外加磁场为零，霍尔元件用交流激励时，霍尔电极输出除了交流不等位电势外，还有一直流电势，该直流电势称寄生直流电势。
?霍尔电势温度系数
?在一定磁感应强度和激励电流下, 温度每变化1℃时, 霍尔电势变化的百分率称霍尔电势温度系数。它同时也是霍尔系数的温度系数。
6.应变式加速度传感器原理图及测量原理；
图示应变式电阻加速度传感器由基座(用来固定在被测物体上)、等截面悬臂梁、质量块和4个电阻应变片组成，以等截面悬臂梁为弹性敏感元件。
加速度传感器
l一基座； 2一质量块；3一应变片； 4一悬臂梁
测量时，根据所物体加速度的方向，把传感器固定在被测部位，当弹性元件感受到加速度时，其表面产生应变，粘贴在表面的电阻应变片的阻值会随着弹性元件的应变发生相应变化。
7.压阻效应定义，压电效应定义，正压电效应（顺压电效应）定义，逆压电效应（电致伸缩效应）定义；
压阻效应
单晶硅材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象被称为压阻效应。
压电效应
正压电效应（顺压电效应）：某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形
时，内部就产生极化现象，同时在它的一定表面上产生电荷，当外力去掉后，又重新恢复不带电状态的现象。当作用力方向改变时，电荷极性也随着改变。
逆压电效应（电致伸缩效应）：当在电介质的极化方向施加电场，这些电介质就在一定方向上产生机械变形或机械压力，当外加电场撤去时，这些变形或应力也随之消失的现象。
8.压电式单向力传感器原理图及测量原理；
9.纵向效应型加速度传感器原理图及测量原理；
纵向效应是最常见的,如图。压电陶瓷4和质量块2为环型，通过螺母3对质量块预先加载，使之压紧在压电陶瓷上。测量时将传感器基座5与被测对象牢牢地紧固在一起。输出信号由电极1引出。
当传感器感受振动时，因为质量块相对被测体质量较小，因此质量块感受与传感器基座相同的振动，并受到与加速度方向相反的惯性力，此力F＝ma。同时惯性力作用在压电陶瓷片上产生电荷为
q＝d
33F＝d
33
ma
10.压电式传感器表面粗糙度测试原理图及测量原理；
图示为压电式传感器在轮廓仪上应用时的结构示意图。传感器由驱动箱拖动使其触针在工件表面以恒速滑行。工件表面的起伏不平使触针上下运动，通过针杆使压电晶体随之变形，这样，在压电晶体表面就产生电荷，由引线输出与触针位移成正比的电信号。
11.光学敏感材料的换能机理：能够结合原理图描述四种光电效应的基本原理；
第一次小作业
12.半导体光敏感材料：Si与Ge晶体结构类型及其主要应用领域；Ge折射率的测量方法及影响因素；Si与Ge相比，特点？GaAs吸收系数的影响因素；ZnS折射率与温度的关系；CdS的折射率变化特点；
书195-212
13.聚合物光折变材料：聚合物掺杂体系和全功能聚合物体系的结构特点；
P219-220
14.结型光电器件：PN结内电流方程及其物理意义；硅光电池的分类及工作原理；硅光电二极管和光电池比较；硅光二极管与硅光三极管的比较；
P222-238
15.光电导器件：光敏电阻的特点、分类、工作原理及常用结构；相关物理概念：光电导增益、量子效率、响应时间、上升响应时间、下降时间、前历效应；
P239-250
16.真空光电器件：光电阴极的主要指标参数；光电管和光电倍增管的构成；光电倍增管的应用；相关物理概念：光电发射体、光电阴极的光谱响应曲线；
P251-263
17.湿度测量：湿度测量常用方法；相关物理概念：湿度、绝对湿度和相对湿度、霜点温度、湿滞、温度系数；
P35-37
18.能够结合原理图说明下列光纤湿度传感器的传感原理：法布里-珀罗（F-P）腔湿度传感器；光纤渐逝波耦合器湿度传感器；长周期光纤光栅湿度传感器；光纤布拉格光栅（FBG）湿度传感器；
P53-56
19.光纤的结构及普通通信光纤的参数；
P305
20.光纤光栅的概念、特性、传感原理；
P315、318 光谱特性传输与调制特性…..
21.光纤传感器的优点；
P57
22.反射式强度调制型光纤传感器的结构、原理和位移测量特性曲线；
P310 位移测量特性曲线:大物实验之光纤传感器
23.双金属结构的光纤布拉格光栅高温传感器结构及原理；
P324
24.光子晶体的定义及结构特点；光子晶体的特性；
P325-326
25.光子晶体光纤的概念及结构特点；光子晶体光纤的导光机理；
P333
26.磁流体的组成；磁流体的所有光学特性。
P351 P357-359
给出磁阻效应的定义，并画出一种基于磁阻效应的传感系统的原理图，说明其工作原理。P152 P159
（注：素材和资料部分来自网络，供参考。请预览后才下载，期待你的好评与关注！）
CMOS图像传感器工作原理和应用 姓名： 学院： 班级： 组号： 日期：2014年12月9日
摘要 随着集成电路制造工艺技术的发展和集成电路设计水平的不断提高，基于CMOS集成电路工艺技术制造的CMOS图像传感器由于其集成度高、功耗低、体积小、工艺简单、成本低且开发周期较短等优势，目前在诸多领域得到了广泛的应用，特别是数码产品如数码相机、照相手机的图像传感器应用方面，市场前景广泛，因此对CMOS图像传感器的研究与开发有着非常高的市场价值。 本文首先介绍了CMOS图像传感器的发展历程和工作原理及应用现状。随后叙述了CMOS图像传感器的像元、结构及工作原理，着重说明了成像原理和图像信号的读取和处理过程，以及在数字摄像机，数码相机，彩信手机中的应用方式。 一、CMOS图像传感器的发展历史 上世纪60年代末期，美国贝尔实验室提出固态成像器件概念： 互补金属氧化物半导体图像传感器CMOS —Complementary Metal Oxide Semiconductor 电荷耦合器件图像传感器（CCD） CMOS与CCD图像传感器的研究几乎是同时起步，固体图像传感器得到了迅速发展。 CMOS图像传感器： 由于受当时工艺水平的限制，图像质量差、分辨率低、噪声降不下来，因而没有得到重视和发展。 CCD图像传感器： 光照灵敏度高、噪音低、像素少等优点一直主宰着图像传感器市场。 由于集成电路设计技术和工艺水平的提高，CMOS图像传感器过去存在的缺点，现在都可以找到办法克服，而且它固有的优点更是CCD器件所无法比拟的，因而它再次成为研究的热点。 1970年,CMOS图像传感器在NASA的喷气推进实验室JPL制造成功， 80年代末，英国爱丁堡大学成功试制出了世界第一块单片CMOS型图像传感器件， 1995年像元数为（128×128）的高性能CMOS 有源像素图像传感器由喷气推进实验室首先研制成功。 1997年英国爱丁堡VLSI Version公司首次实现了CMOS图像传感器的商品化。 2000年日本东芝公司和美国斯坦福大学采用0.35mm技术开发的CMOS-APS，
传感器以及敏感元件 什么叫传感器？从广义上讲，传感器就是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置；简单说传感器是将外界信号转换为电信号的装置。所以它由敏感元器件（感知元件）和转换器件两部分组成，有的半导体敏感元器件可以直接输出电信号，本身就构成传感器。敏感元器件品种繁多，就其感知外界信息的原理来讲，可分为①物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。 ②化学类，基于化学反应的原理。③生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类（还有人曾将传感器分46类）。下面对常用的热敏、光敏、气敏、力敏和磁敏传感器及其敏感元件介绍如下。 一温度传感器及热敏元件 温度传感器主要由热敏元件组成。热敏元件品种教多，市场上销售的有双金属片、铜热电阻、铂热电阻、热电偶及半导体热敏电阻等。以半导体热敏电阻为探测元件的温度传感器应用广泛，这是因为在元件允许工作条件范围内，半导体热敏电阻器具有体积小、灵敏度高、精度高的特点，而且制造工艺简单、价格低廉。 1半导体热敏电阻的工作原理 按温度特性热敏电阻可分为两类，随温度上升电阻增加的为正温度系数热敏电阻，反之为负温度系数热敏电阻。 ⑴正温度系数热敏电阻的工作原理 此种热敏电阻以钛酸钡（BaTio3）为基本材料，再掺入适量的稀土元素，利用陶瓷工艺高温烧结尔成。纯钛酸钡是一种绝缘材料，但掺入适量的稀土元素如镧（La）和铌（Nb）等以后，变成了半导体材料，被称半导体化钛酸钡。它是一种多晶体材料，晶粒之间存在着晶粒界面，对于导电电子而言，晶粒间界面相当于一个位垒。当温度低时，由于半导体化钛酸钡内电场的作用，导电电子可以很容易越过位垒，所以电阻值较小；当温度升高到居里点温度（即临界温度，此元件的…温度控制点?一般钛酸钡的居里点为120℃）时，内电场受到破坏，不能帮助导电电子越过位垒，所以表现为电阻值的急剧增加。因为这种元件具有未达居里点前电阻随温度变化非常缓慢，具有恒温、调温和自动控温的功能，只发热，不发红，无明火，不易燃烧，电压交、直流3～440V均可，使用寿命长，非常适用于电动机等电器装置的过热探测。 ⑵负温度系数热敏电阻的工作原理 负温度系数热敏电阻是以氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化铜和氧化铝等金属氧化物为主要原料，采用陶瓷工艺制造而成。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，完全类似于锗、硅晶体材料，体内的载流子（电子和空穴）数目少，电阻较高；温度升高，体内载流子数目增加，自然电阻值降低。负温度系数热敏电阻类型很多，使用区分低温（-60～300℃）、中温（300～600℃）、高温（>600℃）三种，有灵敏度高、稳定性好、响应快、寿命长、价格低等优点，广泛应用于需要定点测温的温度自动控制电路，如冰箱、空调、温室等的温控系统。 热敏电阻与简单的放大电路结合，就可检测千分之一度的温度变化，所以和电子仪表组成测温计，能完成高精度的温度测量。普通用途热敏电阻工作温度为-55℃～+315℃，特殊低温热敏电阻的工作温度低于-55℃，可达-273℃。 2热敏电阻的型号 我国产热敏电阻是按部颁标准SJ1155-82来制定型号，由四部分组成。 第一部分：主称，用字母…M?表示敏感元件。 第二部分：类别，用字母…Z?表示正温度系数热敏电阻器，或者用字母…F?表示负温度系数热敏电阻器。 第三部分：用途或特征，用一位数字（0-9）表示。一般数字…1?表示普通用途，…2?表示稳压用途（负
第28卷第1期 中国材料进展v。1.28N。.1 2009年1月MATERIALS CHINA Jan.2009 半导体信息功能材料与器件的研究新进展 王占国 (中国科学院半导体研究所半导体材料科学重点实验室,北京100083 摘要:首先简要地介绍了作为现代信息社会基础的半导体材料和器件极其重要的地位,进而同顾了近年来半导体光电信息功能材料,包括半导体微电子、光电子材料,宽带隙半导体材料,自旋电子材料和有机光电子材料等的研究进展,最后对半导体信息功能材料的发展趋势做了评述。 关键词:半导体微电子;光电子材料;宽带隙半导体材料;自旋电子材料;有机光电子材料 中图法分类号:TN304:TB34文献标识码:A文章编号:1674—3962(2009Ol-0026一05 Recent Progress of Semiconductor Information Functional Materials WANG Zhanguo (Institute ofSemiconductors,Chinese Academy ofSciences,Beijing100083,China Abstract:The extreme importance of semiconductor materials and devices as a foundation of the modern informational society js briefly introduced first in this paper,Then the recent progress of semiconductor microelectronic and optoeleetron?iC materiMs including silicon,GaAs and InP crystals and itS mierostructures,wide band gap semiconductors materials, spintronic materisis and organic semiconductor optoelectronic
机电一体化技术常用传感器及其原理 班级：机械设计制造及其自动化姓名： 学号：
一、传感器的分类 传感器有许多分类方法，但常用的分类方法有两种，一种是按被测物理量来分；另一种是按传感器的工作原理来分。按被测物理量划分的传感器，常见的有：温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等。 按工作原理可划分为： 1．电学式传感器 电学式传感器是非电量电测技术中应用范围较广的一种传感器，常用的有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器及电涡流式传感器等。 电阻式传感器是利用变阻器将被测非电量转换为电阻信号的原理制成。电阻式传感器一般有电位器式、触点变阻式、电阻应变片式及压阻式传感器等。电阻式传感器主要用于位移、压力、力、应变、力矩、气流流速、液位和液体流量等参数的测量。 电容式传感器是利用改变电容的几何尺寸或改变介质的性质和含量，从而使电容量发生变化的原理制成。主要用于压力、位移、液位、厚度、水分含量等参数的测量。 电感式传感器是利用改变磁路几何尺寸、磁体位置来改变电感或互感的电感量或压磁效应原理制成的。主要用于位移、压力、力、振动、加速度等参数的测量。 磁电式传感器是利用电磁感应原理，把被测非电量转换成电量制成。主要用于流量、转速和位移等参数的测量。 电涡流式传感器是利用金屑在磁场中运动切割磁力线，在金属内形成涡流的原理制成。主要用于位移及厚度等参数的测量。 2．磁学式传感器 磁学式传感器是利用铁磁物质的一些物理效应而制成的，主要用于位移、转矩等参
数的测量。
3．光电式传感器 光电式传感器在非电量电测及自动控制技术中占有重要的地位。它是利用光电器件的光电效应和光学原理制成的，主要用于光强、光通量、位移、浓度等参数的测量。 4．电势型传感器 电势型传感器是利用热电效应、光电效应、霍尔效应等原理制成，主要用于温度、磁通、电流、速度、光强、热辐射等参数的测量。 5．电荷传感器 电荷传感器是利用压电效应原理制成的，主要用于力及加速度的测量。 6．半导体传感器 半导体传感器是利用半导体的压阻效应、内光电效应、磁电效应、半导体与气体接触产生物质变化等原理制成，主要用于温度、湿度、压力、加速度、磁场和有害气体的测量。 7．谐振式传感器 谐振式传感器是利用改变电或机械的固有参数来改变谐振频率的原理制成，主要用来测量压力。 8．电化学式传感器 电化学式传感器是以离子导电为基础制成，根据其电特性的形成不同，电化学传感器可分为电位式传感器、电导式传感器、电量式传感器、极谱式传感器和电解式传感器等。电化学式传感器主要用于分析气体、液体或溶于液体的固体成分、液体的酸碱度、电导率及氧化还原电位等参数的测量。 另外，根据传感器对信号的检测转换过程，传感器可划分为直接转换型传感器和间接转换型传感器两大类。前者是把输入给传感器的非电量一次性的变换为电信号输出，如光
3.在未加偏置电压的条件下，由于截流子的扩散运动，p 区和n 区之间的pn 结附近会形成没有电子和空穴分布的耗尽区。在pn 结附近，由于没有电子和空穴，无法通过电子-空穴对的复合产生光辐射。加上正向偏置电压，驱动电流通过器件时，p 区空穴向n 区扩散，在pn 结附近形成电子和空穴同时存在的区域。电子和空穴在该区通过辐射复合，并辐射能量约为Eg 的光子，复合掉的电子和空穴由外电路产生的电流补充。 5要满足以下条件a 满足粒子数反转条件，即半导体材料的导带与价带的准费米能级之差不小于禁带宽度即B.满足阈值条件，半导体由于粒子数产生的增益需要能够补偿工作物质的吸收、散射造成的损耗，以及谐振腔两个反射面上的透射、衍射等原因产生的损耗。即 第二章课后习题 1、工作物质、谐振腔、泵浦源 2、粒子数反转分布 5a.激光介质选择b.泵浦方式选择c 、冷却方式选择d 、腔结构的选择e 、模式的选择f 、整体结构的选择 第三章课后习题 10.要求：对正向入射光的插入损耗值越小越好，对反向反射光的隔离度值越大越好。原理：这种光隔离器是由起偏器与检偏器以及旋转在它们之间的法拉第旋转器组成。起偏器将输入光起偏在一定方向，当偏振光通过法拉第旋转器后其偏振方向将被旋转45度。检偏器偏振方向正好与起偏器成45度，因而由法拉第旋转器出射的光很容易通过它。当反射光回到隔离器时，首先经过起偏器的光是偏振方向与之一至的部分，随后这些这些光的偏振方向又被法拉第旋转器旋转45度，而且与入射光偏振方向的旋转在同一方向上，因而经过法拉第旋转器后的光其偏振方向与起偏器成90度，这样，反射光就被起偏器所隔离，而不能返回到入射光一端。 15.优点：A 、采用光纤耦合方向，其耦合效率高；纤芯走私小，使其易于达到高功率密度，这使得激光器具有低的阈值和高的转换效率。B 、可采用单模工作方式，输出光束质量高、线宽窄。C 、可具有高的比表面，因而散热好，只需简单风冷即可连续工作。D 、具有较多的可调参数，从而可获得宽的调谐范围和多种波长的选择。E 、光纤柔性好，从而使光辉器使用方便、灵巧。 由作为光增益介质的掺杂光纤、光学谐振腔、抽运光源及将抽运光耦合输入的光纤耦合器等组成。 原理:当泵浦激光束通过光纤中的稀土离子时，稀土离子吸收泵浦光，使稀土原子的电子激励到较高激发态能级，从而实现粒子数反转。反转后的粒子以辐射跃迁形式从高能级转移到基态。 g v c E F F 211ln 21R R L g g i th
一、简答题 1、 从传感器的静态特性和动态特性考虑，详述如何选用传感器。 答：考虑传感器的静态特性的主要指标，选用线性度大、迟滞小、重复性好、分辨力强、 稳定性高、抗干扰稳定性高的传感器。考虑动态特性，所选的传感器应能很好的追随输入量的快速变化，即具有很短的暂态响应时间或者应具有很宽的频率响应特性。 2、 在静态测量中，根据测量系统输入量与对应输出值所绘制的定度曲线可以确定那些静态特性? 答：在静态测量中，根据绘制的定度曲线，可以确定测量系统的三个静态特性：灵敏度，非线性度，回程误差。 3、 简述应变片在弹性元件上的布置原则，及哪几种电桥接法具有温度补偿作用。 答：布置原则有：(1)贴在应变最敏感部位，使其灵敏度最佳； (2)在复合载荷下测量，能消除相互干扰； (3)考虑温度补偿作用； 单臂电桥无温度补偿作用，差动和全桥方式具有温度补偿作用 4、 涡流式传感器测量位移与其它位移传感器比较，其主要优点是什么?涡流传感器能否测量大位移量?为什么? 答：优点：能实现非接触测量，结构简单，不怕油等介质污染。 涡流传感器不能测量大位移量，只有当测量范围较小时，才能保证一定的线性度。 5、 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 和作用。 答：传感器是能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。 传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即检测与控制之首。传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作用与地位特别重要。 组成框图：自动控制系统原理框图： 传感器的作用：感受被测量并转换成可用输出信号传送给控制对象。 6、 光电效应可分为哪三种类型。 答：光电效应可分为：外光电效应，内光电效应，光生伏特效应。 7、 传感器（或测试仪表）在第一次使用前和长时间使用后需要进行标定工作，请问标 被测量 敏感元件 信号调节转换电路 辅助电源 传感元件 传感器 对象 给定 + e 反馈装置 扰动 ﹣
真空传感器是工业实践中最常用的一种压力传感器，现已广泛应用于各种工业自控环境。每种仪器在使用的时候，我们都力求能够使其测量结果精准，而首要的就是对该产品相关信息要有了如指掌，才能够为其安装使用奠定坚实的基础。下面就让艾驰商城小编对传感器常用参数的含义来一一为大家做介绍吧。 1、传感器：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常有敏感元件和转换元件组成。 （1）敏感元件是指传感器中能直接（或响应）被测量的部分。 （2）转换元件指传感器中能较敏感元件感受（或响应）的北侧量转换成是与传输和（或）测量的电信号部分。 （3）当输出为规定的标准信号时，则称为变送器。 2、测量范围：在允许误差限内被测量值的范围。 3、量程：测量范围上限值和下限值的代数差。 4、精确度：被测量的测量结果与真值间的一致程度。 5、从复性：在所有下述条件下，对同一被测的量进行多次连续测量所得结果之间的符合程度： 6、分辨力：传感器在规定测量范围圆可能检测出的被测量的最小变化量。 7、阈值：能使传感器输出端产生可测变化量的被测量的最小变化量。 8、零位：使输出的绝对值为最小的状态，例如平衡状态。 9、激励：为使传感器正常工作而施加的外部能量（电压或电流）。 10、最大激励：在市内条件下，能够施加到传感器上的激励电压或电流的最大值。 11、输入阻抗：在输出端短路时，传感器输入的端测得的阻抗。 12、输出：有传感器产生的与外加被测量成函数关系的电量。 13、输出阻抗：在输入端短路时，传感器输出端测得的阻抗。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品
开设的主要专业课程： 材料热力学、固体材料学、器件物理、纳米电子学、信息存储与显示、计算物理、扫描隧道显微学、薄膜物理与技术、高等结构分析、固体电子谱与离子谱等。 21世纪是以信息产业为核心的知识经济时代。随着信息技术向数字化、网络化的迅速发展，超大容量信息传输、超快实时信息处理和超高密度信息存储已成为信息技术追求的目标。信息的载体正由电子向光电子结合和光子方向发展；与此相应，信息材料也从体材料发展到薄层、超薄层微结构材料，并正向光电信息功能集成芯片和有机／无机复合材料以及纳米结构材料方向发展。历史发展表明，信息功能材料是信息技术发展的基础和先导；没有硅材料和硅集成芯片的问世，就不会有今天微电子技术；没有光学纤维材料的发明，砷化镓材料的突破，超晶格、量子阱材料的研制成功，以及半导体激光器和超高速器件的发展，就不会有今天先进的光通信、移动通信和数字化高速信息网络技术；可以预料，基于量子效应的纳米信息功能材料的发展和应用，人类必将进入一个变幻莫测、奇妙无比的量子世界，必将彻底地改变世界政治、经济格局和军事对抗形式，也将对人类的生产和生活方式产生深远的影响。 信息功能材料与器件是一个科学内涵极丰富、创新性极强、应用前景极广阔、社会经济效益巨大的领域，极有可能触发新的信息技术革命。建议将下述关键信息功能材料与器件研发内容，列入国家中长期科学与技术发展规划，给以重点支持，符合国家长远利益和国家发展战略。 （1）微纳电子材料和器件：微纳电子材料和器件是信息产业的基础和核心，它的发展对带动我国相关产业实现技术跨越，提升我国经济和产业的国际竞争力，实现我国经济社会的可持续发展和保障国家安全等都有着不可替代的作用。研究内容主要包括：ULSI用12－18英寸硅晶片和外延材料，SOI材料，高K和低K介质，金属互连，框架、封装材料以及基于纳米特征尺度的超大规模集成电路设计和集成芯片制造技术等。 （2）光电子材料与器件：光电子材料和器件是光通信、移动通信和高速信息网络的基础，它的发展和应用将极大地提高人民的生活质量，并对保障国家安全，提升我国高技术产业的国际竞争力具有至关重要作用。大直径（6－8英寸）GaAs、InP单晶和片材规模生产、制备技术，GaAs、InP基为代表的Ⅲ－V族化合物半导体微结构材料、器件和集成芯片批量制造技术，硅基高效发光材料和硅基混合光电集成芯片材料与电路以及有机半导体光电子材料与器件的研发等为主要研发内容。 （3）第三代（高温宽带隙）半导体材料与器件：以氮化镓和碳化硅等为代表的第三代半导体材料，以其优异的物理和化学性能在国防、航空、航天、石油勘探、
《电子功能材料及元器件》教学大纲 课程编码：07151038 课程名称：电子功能材料及元器件 英文名称：Electronic Functional Materials and Devices 开课学期：第二学期 学时/学分：48学时/3学分 课程类型：专业必选课 开课专业：电子科学与技术、微电子学（选修） 选用教材：《电子功能材料及元器件》 主要参考书：1．康昌鹤等编：《气、湿敏感材料及应用》，科学出版社，1988年。 2．周东祥等编：《半导体陶瓷及其应用》，华中理工大学出版社，1991年。执笔人：全宝富 一．课程性质、目的与任务 本课程为电子科学与技术及微电子学专业的专业选修课。通过本课的学习使学生了解和掌握各种敏感功能材料、光电材料的基本性质、制备技术及各种敏感器件和典型光电器件的基本结构、工作原理及应用等专业知识。 二．教学基本要求 本课程讲授50学时，以多媒体课件为辅助手段。每章留有一定数量的作业题，以加深学生对课堂讲授内容的理解，每周留有3-4道作业题，最后通过闭卷考试检查学生的学习效果。此外，还设有5-6个实验题目，有粉体材料和薄膜材料制备、敏感元件制作及特性测量等内容。 三．各章节内容及学时分配 第一章电子功能材料概述（9学时） 第一节概述 一．绪论：课程内容框架、作用 二．功能材料的分类（例子） 第二节形状记忆合金 一．马氏体相变和形状记忆效应 二．形状记忆原理 三．温度变化对形状记忆合金电导的影响 第三节超导材料 一．超导体的主要特征 二．超导机理（BCS理论） 三．超导材料简介 四．超导应用简介 第四节半导体超晶格材料 一．超晶格材料的分类 二．超晶格的主要特征 三．应变超晶格材料 四．超晶格材料简介
电子电工《电子材料与元器件》样卷 一．填空题：（30分） 1.电感线圈主要用于对交变信号进行、、组成等。2．磁性材料常分成、三大类。 3．电解电容器主要用于、等电路。 4．常见的无机绝缘材料有、、 5．常见的变压器有、、、。 6．继电器是一种用小电流或控制或的自动开关，在电路中起着自动操作、自动调节、安全保护的作用。 7． P型半导体靠导电，N型半导体靠导电。 8．晶体二极管具有；晶体三极管具有的作用。 9．晶体三极管主要有、、三个参数。 二．判断题(10分) 1．在放大电路中用碳膜电阻来补偿因温度变他而引起的工作点变化。（）2．中频变压器俗称中周。（） 3．二芯插头插座主要用于立体声信号的连接。（） 4．半导体的电阻率随温度变化很明显。（） 5．稳压二极管的反向特性与普通二极管相似。（） 6．全桥硅整流堆内含4个二极管。（） 7．达林顿管是复合管。（） 8．镍镉电池对环境无污染.( ) 9．玻璃和橡胶都属于无机绝缘材料。（）10．在傻瓜照相机测光电路中使用光敏电阻。（） 三选择题（28分） 1制作印制电路板可用的材料是（） A 铝板 B 铜板 C 敷铜板 D 环氧板 2精密电阻器大多用色标法来标注，所用的色环是（） A 3色环 B 4色环 C 5色环 D 6色环 3某电容器标有2200字样，它的容量是（） A 2200uF B 2200pF C 2200F D 22uF 4带电子多的杂质半导体称为（） A N型半导体 B P型半导体 C 本征型半导体 D 电子型半导体 5 锗二极管的死区电压为（） A 0.2V B 0.5V C 0.7V D 1.6V 6要使三极管有放大作用必须（） A发射结加正向电压，集电结加反向电压。 B发射结加反向电压，集电结加正向电压。 C发射结加正向电压，集电结加正向电压。 D发射结加反向电压，集电结加反向电压。 7．扬声器的阻抗可能是（） A0.5欧 B8欧 C100欧 D1000欧 8．圆柱型干电池的标称电压是（） A 1V B 1.5V C 1.8V D 2.5V 9．锂电池（） A有记忆效应 B无记忆效应 C充电慢 D不能充电
浅谈传感器敏感材料发展动态 1 微型化（Micro）为了能够与信息时代信息量激增、要求捕获和处理信息的能力日益增强的技术发展趋势保持一致，对于传感器性能指标（包括精确性、可靠性、灵敏性等）的要求越来越严格；与此同时，传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程，因此还要求传感器必须配有标准的输出模式；而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求，所以它们已逐步被各种不同类型的高性能微型传感器所取代；后者主要由硅材料构成，具有体积小、重量轻、反应快、灵敏度高以及成本低等优点。 1.1 由计算机辅助设计（CAD）技术和微机电系统（MEMS）技术引发的传感器微型化目前，几乎所有的传感器都在由传统的结构化生产设计向基于计算机辅助设计（CAD）的模拟式工程化设计转变，从而使设计者们能够在较短的时间内设计出低成本、高性能的新型系统，这种设计手段的巨大转变在很大程度上推动着传感器系统以更快的速度向着能够满足科技发展需求的微型化的方向发展。对于微机电系统（MEMS）的研究工作始于20世纪60年代，其研究范畴涉及材料科学、机械控制、加工与封装工艺、电子技术以及传感器和执行器等多种学科，是一个极具前景的新兴研究领域。MEMS的核心技术是研究微电子与微机械加工与封装技术的巧妙结合，期望能够由此而制造出体积小巧但功能强大的新型系统。经过几十年的发展，尤其最近十多年的研究与发展，MEMS技术已经显示出了巨大的生命力，此项技术的有效采用将信息系统的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了一个新的高度。在当前技术水平下，微切削加工技术已经可以生产出来具有不同层次的3D微型结构，从而可以生产出体积非常微小的微型传感器敏感元件，象毒气传感器、离子传感器、光电探测器这样的以硅为主要构成材料的传感/探测器都装有极好的敏感元件[1]，[2]。目前，这一类元器件已作为微型传感器的主要敏感元件被广泛应用于不同的研究领域中。 1. 2 微型传感器应用现状就当前技术发展现状来看，微型传感器已经对大量不同应用领域，如航空、远距离探测、医疗及工业自动化等领域的信号探测系统产生了深远影响；目前开发并进入实用阶段的微型传感器已可以用来测量各种物理量、化学量和生物量，如位移、速度/加速度、压力、应力、应变、声、光、电、磁、热、PH值、离子浓度及生物分子浓度等 2 智能化（Smart）智能化传感器（Smart Sensor）是20世纪80年代末出现的另外一种涉及多种学科的新型传感器系统。此类传感器系统一经问世即刻受到科研界的普遍重视，尤其在探测器应用领域，如分布式实时探测、网络探测和多信号探测方面一直颇受欢迎，产生的影响较大。 2.1 智能化传感器的特点智能化传感器是指那些装有微处理器的，不但能够执行信息处理和信息存储，而且还能够进行逻辑思考和结论判断的传感器系统。这一类传感器就相当于是微型机与传感器的综合体一样，其主要组成部分包括主传感器、辅助传感器及微型机的硬件设备。如智能化压力传感器，主传感器为压力传感器，用来探测压力参数，辅助传感器通常为温度传感器和环境压力传感器。采用这种技术时可以方便地调节和校正由于温度的变化而导致的测量误差，而环境压力传感器测量工作环境的压力变化并对测定结果进行校正；而硬件系统除了能够对传感器的弱输出信号进行放大、处理和存储外，还执行与计算机之间的通信联络。通常情况下，一个通用的检测仪器只能用来探测一种物理量，其信号调节是由那些与主探测部件相连接着的模拟电路来完成的；但智能化传感器却能够实现所有的功能，而且其精度更高、价格更便宜、处理质量也更好。与传统的传感器相比，智能化传感器具有以下优点：1．智能化传感器不但能够对信息进行处理、分析和调节，能够对所测的数值及其误差进行补偿，而且还能够进行逻辑思考和结论判断，能够借助于一览表对非线性信号进行线性化处理，借助于软件滤波器滤波数字信号。此外，还能够利用软件实现非线性补偿或其它更复杂的环境补偿，以改进测量精度。2．智能化传感器具有自诊断和自校准功能，可以用来检测工作环境。当工作环境临近其极限条件时，它将发出告警信号，并根据其分析器的输入
名词解释 形状记忆合金：形状记忆效应是指具有一定形状的固体材料，在某种条件下经过一定 的塑性变形后，加热到一定温度时，材料又完全恢复到变形前原来形状的现象。即它 能记忆母相的形状。具有形状记忆效应的合金材料即称为形状记忆合金。 热弹性马氏体相变：在某些合金材料中会出现一种叫做热弹性马氏体的晶相组织，这种组织的特点是：它的相变驱动力很小，很容易发生相变。它能随着温度的升高而弹性地缩小或长大，故称其为“热弹性马氏体”。 约瑟夫逊（Josephson）效应：约瑟夫逊从理论上对于超导体－势垒－超导体的情况进行了认真的计算。得出了一系列难以想象的结果：在势垒两边电压为零的情况下， 电子对能够以隧道效应穿过绝缘层，产生直流超导电流，此现象叫直流约瑟夫逊效应(d.c. Josephson effect)。超导隧道结这种能在直流电压作用下，产生超导交流电流， 从而能辐射电磁波的特性，称为交流约瑟夫逊效应。 注：把右侧正常金属改成超导体 迈斯纳效应：处于超导状态时，超导体内部磁感强度为零。这种现象称为迈斯纳效应 超晶格：超晶格材料是由两种或两种以上性质不同的薄膜相互交替生长并而形成的多层结构的晶体，在这种超晶格材料中，由于人们可以任意改变薄膜的厚度，控制它的周期长度。一般来说，超晶格材料的周期长度比各薄膜单晶的晶格常数大几倍或更长，因而取名“超晶格”。 组分超晶格：超晶格材料的一个重复单元由两种不同材料组成，其电子亲和势、禁带宽度均不相同。 掺杂超晶格：若在同一半导体材料中，用交替改变掺杂类型的方法形成的超晶格称为掺杂超晶格。 应变超晶格：当两种不同材料构成超晶格时，若两种材料晶格常数相差较大时，会在界面处产生缺陷，得不到好的超晶格材料。但是，当多层薄膜厚度十分薄时，晶体生
《光电子材料与器件》题库 选择题: 1. 如下图所示的两个原子轨道沿z轴方向接近时，形成的分子轨道类型为( A ) (A) *σ(B) σ(C) π(D) *π 2. 基于分子的对称性考虑，属于下列点群的分子中不可能具有偶极矩的为（C）（A）C n（B）C n v（C）C2h（D）C s 3. 随着温度的升高，光敏电阻的光谱特性曲线的变化规律为（B）。 （A）光谱响应的峰值将向长波方向移动 （B）光谱响应的峰值将向短波方向移动 （C）光生电流减弱 （D）光生电流增强 4. 利用某一CCD来读取图像信息时，图像积分后每个CCD像元积聚的信号在同一时刻先转移到遮光的并行读出CCD中，而后再转移输出。则该CCD的类型为（B ） （A）帧转移型CCD （B）线阵CCD （C）全帧转移型CCD （D）行间转移CCD 5. 对于白光LED器件，当LED基片发射蓝光时，其对应的荧光粉的发光颜色应该为（D） （A）绿光（B）紫光（C）红光（D）黄光 6. 在制造高效率太阳能电池所采取的技术和工艺中，下列不属于光学设计的为（C） （A）在电池表面铺上减反射膜; （B）表面制绒; （C）把金属电极镀到激光形成槽内; （D）增加电池的厚度以提高吸收 7. 电子在原子能级之间跃迁需满足光谱选择定则，下列有关跃迁允许的表述中，不正确的是（B ）： （A）总角量子数之差为1 （B）主量子数必须相同 （C）总自旋量子数不变
（D）内量子数之差不大于2 8. 物质吸收一定波长的光达到激发态之后，又跃迁回基态或低能态，发射出的荧光波长小于激发光波长，称为（B）。 （A）斯托克斯荧光（B）反斯托克斯荧光（C）共振荧光（D）热助线荧光9. 根据H2+分子轨道理论，决定H原子能否形成分子的主要因素为H原子轨道的（A ） （A）交换积分（B）库仑积分（C）重叠积分（D）置换积分 10. 下列轨道中，属于分子轨道的是（C） （A）非键轨道（B）s轨道（C）反键轨道（D）p 轨道 11. N2的化学性质非常稳定，其原因是由于分子中存在（D ） （A）强σ 键（B）两个π键（C）离域的π键（D）N N≡三键12. 测试得到某分子的光谱处于远红外范围，则该光谱反映的是分子的（B ）能级特性。 （A）振动（B）转动（C）电子运动（D）电声子耦合 13．下列的对称元素中，所对应的对称操作属于虚动作的是（C ） （A）C3 （B）E（C）σh（D）C6 14. 某晶体的特征对称元素为两个相互垂直的镜面，则其所处的晶系为（C）（A）四方晶系（B）立方晶系（C）正交晶系（D）单斜晶系 15. 砷化镓是III-V族化合物半导体，它的晶体结构是（D）。 （Ａ）NaCl 结构（B）纤锌矿结构（C）钙钛矿结构（D）闪锌矿结构16. 原子轨道经杂化形成分子轨道时，会发生等性杂化或非等性杂化。下列物质中化学键属于不等性杂化的是（B）。 （A）CH4（B）H2O （C）石墨烯（D）金刚石 17. 关于金属的特性，特鲁德模型不能成功解释的是（A ） （A）比热（B）欧姆定律（C）电子的弛豫时间（D）电子的平均自由程18. 下列有关半导体与绝缘体在能带上的说法中，正确的是（B ）。 （A）在绝缘体中，电子填满了所有的能带 （B）在0 K下，半导体中能带的填充情况与绝缘体是相同的 （C）半导体中禁带宽度比较大 （D）绝缘体的禁带宽度比较小 19. 在非本征半导体中，载流子（电子和空穴）的激发方式为（B）？ （A）电（B）热（C）磁（D）掺杂 20．在P型半导体材料中，杂质能级被称之为（C）。 （A）施主能级（B）深陷阱能级（C）受主能级（D）浅陷阱能级
皖西学院2016 –2017学年度第 1 学期考试试卷（A 卷） 电气 学院 光电信息 专业 2014 级 光电子材料与器件 课程 一．填空题：本大题共10小题，每空1.5分，共15分。 1． pn 结附近载流子被耗尽的区域，称为空间电荷区，又称__耗尽层__。 2． 往硅中掺入硼元素的半导体是_ p _型半导体。 3． 半导体发光二极管设计成圆顶（半球顶）是为了减少__全反射__的影响，以便形成有 效光辐射。 4． 固体激光材料由激活离子和_基质材料_所组成。 5． 固体激光材料按照基质材料划分，可分为激光晶体、_激光玻璃_和激光陶瓷三类。 6． 固体激光器由泵浦源、固体激光工作物质与_光学谐振腔__所组成。 7． 光纤的损耗包括__吸收损耗__、散射损耗与弯曲损耗。 8． 多模光纤的色散包括模间色散、_材料色散_和波导色散。 9． 光开关可分为机械式光开关、_固体式光开关___和半导体光波导光开关三类。 10． 纳米光电材料在光学上和电学性质上表现出异于宏观光电材料的特性，这主要来源于 _小尺寸效应_、表面效应和量子尺寸效应。 1． 间接带隙半导体的发光效率比直接带隙半导体高。× 2． 高效率的发光器件需要辐射寿命远大于非辐射寿命。× 3． GaN 是直接带隙半导体发光材料。√ 4． 半导体激光器只要一通电，不论电流多小，都能产生激光。× 5． 在固体激光材料中，激光晶体的主要优点是热导率高、荧光谱线窄、硬度较大。 √ 6． 只要形成光放大就可以产生激光。× 7． 光纤的基本结构包括纤芯、包层与缓冲涂覆层三个部分。√ 8． 多模光纤的色散特性优于单模光纤。× 9． 光波导的波长越长越容易形成单模。√ 10． 光纤连接器的插入损耗越小越好，回波损耗越大越好。√ 11． 光纤放大器结构中，也包含有光学谐振腔。× 12． 磁光调制属于光的内调制。× 13． 光子器件不存在截止波长，对一切波长的光均能响应。× 14． 光敏电阻是光电导型器件，其工作原理为光电导效应。√ 15． 扭曲向列相液晶显示有光透过与关闭都不彻底，对比度不理想的缺点。√ 三．选择题：本大题共15小题，每小题2分，共30分。 1．电子浓度高于空穴浓度的半导体是_A 。 A ．n 型半导体 B ．p 型半导体 C ．本征半导体 D ．不能确定 2．导带底与价带顶对应相同的k （电子波矢量）的半导体是A 。 A ．直接带隙半导体 B ．间接带隙半导体 C ．p 型半导体 D ．n 型半导体 3．发光二极管的核心是pn 结，对于发光二极管的发光原理，以下论述中正确的是_B 。 A ．对pn 结施加正向偏压，耗尽层被加强，p 区电子向n 区漂移，n 区空穴向p 区漂移，在pn 结附近相遇，发生辐射复合，辐射出光子 B ．对pn 结施加正向偏压，耗尽层被削弱乃至消失，p 区空穴向n 区扩散，n 区电子向p 区扩散，在pn 结附近相遇，发生辐射复合，辐射出光子 C ．对pn 结施加反向偏压，耗尽层被加强，p 区电子向n 区漂移，n 区空穴向p 区漂移，在pn 结附近相遇，发生非辐射复合，辐射出光子 D ．对pn 结施加反向偏压，耗尽层被加强，p 区空穴向n 区扩散，n 区电子向p 区扩散，在pn 结附近相遇，发生非辐射复合，辐射出光子 4．___C_不是半导体激光器出射激光所必须要具备的条件。 A ．粒子数反转 B ．光学谐振腔提供的驻波条件 C ．较高的温度 D ．光增益超过光损耗 5．以下是光纤特性参数的是_B_。 A ．插入损耗 B ．归一化频率 C ．分光比 D ．隔离度 6．将某一光纤浸入水中，与该光纤在空气中相比，其受光角_B_。 A ．变大 B ．变小 C ．不变 D ．不能确定 7．某一无源树形光纤耦合器（1X3耦合器）输入功率是10.2mW ，输出总功率为10mW ，其中3个输出端口分别输出光功率为4mW 、4mW 、2 mW 。则该光纤耦合器各端口分光比分别为_D_。 A ．35%，30%，35% B ．20%，50%，30% C ．15%，45%，40% D ．40%，40%，20% 8．以下光纤器件中，是光纤有源器件的是B_。 A ．光纤连接器 B ．光纤激光器 C ．光隔离器 D ．光纤耦合器 9．以下不是光纤通讯窗口的波长是___A 。 A ．500nm B ．850nm C ．1300nm D ．1550nm 10．以下属于二阶非线性光学效应的是_D_。 A ．光束自聚焦 B ．三次谐波产生 C ．受激布里渊散射 D ．和频. 11．下列材料中，不属于非线性光学晶体的是_C_。 A ．KDP B ．KTP C ．NaCl D ．LiNbO 3
温度传感器敏感材料 温度是国际单位七个基本物理量之一。温度测量在物理学中占有重要地位，在 国民经济、国防建设和科学研究以至人们生活中也十分重要?因而得到广泛应用。贵金属,特别是铂及其合金具有优良的抗氧化性能。热电势高且与温度的单值函数关系好，热电特性稳定,具有大的电阻温度系数，电阻与温度的关系接近线性，是特别重要的温度测量材料和温度敏感材料，已广泛用于对温度的精确测量并用作沮度基准和高温定点。 贵金属测温材料主要有两大类：热电偶材料和铂电阻温度计材料。 ①贵金属热电偶材料 1821年Z'. J. Seeback发现热电效应，即将A和B两种不同的金属线连成回路, 其两端温度保持不同，则电路中产生电流，存在由温差引起电动势的现象。这一效应被称为Seeback效应或Seeback温差效应.是热电偶测温的基本原理.闭合电路中存在热电动势VAB = WAR -OT ,式中.OT为沮差；W"a=(WA--W,为Seeback系数(W和W。为金属A和B的绝对热电动势率》。W。决定了热电偶侧沮材料的基本性能.作为热电偶测温材料,要求有尽可能大的WM,即选用W和W。相差较大的材料作两极，并要求w 胡和温度丁的关系尽可能呈线性。且保持稳定. 贵金属铂的绝对热电势率为负值，与温度呈线性关系。Pt-Rh合金具有高而稳定的热电势.且热电势与沮度呈线性关系,因此,纯铂与Pt-Rh合金可配对制作热电偶,且对铂热电势随佬含量增加而增加。继1885年第一支Pt-lORh/Pt热电偶制作成功后，对贵金属热电偶材料的研究发展很快，贵金属成为重要的高温热电偶测沮材料.常用的铂基合金热电偶材料及性能如表6.5所列.贵金属高沮热电偶广泛用于炼钢工业、玻璃工业、化学工业以及金属材料和非金属材料加工等过程温度测量。对炼钢工业来说,Pt-PtRh热电偶不仅用于测量钢液温度，而且根据钢液温度与碳含量的关系可测定钢液含碳量,其作用十分重要.Pt-PtlORh热电偶还用作温度基准。
第一章作业 1．形状记忆合金为什么具有形状记忆的功能 答：马氏体相变过程如右图。 将形状记忆合金从高温母相（a）冷却，在低于室温附近的某一温度时，母相（a）变为马氏体相（b），这时的马氏体是由晶体结构相同，结晶方向不同的复数同系晶体构成，同母相相比，各同系晶体都发生了微小变形，但形成同系晶体时避免相互之间形变，从而保证在外形上没有改变。马氏体相中的A面和B面在足够小的力下即能移位，所以马氏体相材料柔软，易变形，在外力作用下，马氏体向着外力择优的方向变形为变形马氏体相（c）。此材料在加温时，又能返回母相（a），从而恢复形状，马氏体相（b）在温度高于一定程度逆相变点Af时也能返回高温母相。 一般来说，高温母相只有温度冷却到马氏体相变温度Ms以下时，才开始向马氏体相转变，但在外力作用下，即使温度高于逆相变点（Af），也能形成马氏体相，但此时仅能形成择优方向的变形马氏体，由于在温度高于（Af）时，马氏体相能量不稳定，除去电荷后立即能恢复到母相（a）。 综上可知，形状记忆合金具有形状记忆功能。 2．分析说明温度变化对高纯的Cu，Si及(Cu-Al-Ti-Ni)形状记忆合金电阻率（ρ）的影响 1）Cu(金属)：温度升高散射作用增大，电阻率（ρ）升高；温度下降散射作用减小，电阻率（ρ）下降；
2）Si（半导体）：温度升高晶格散射加剧会使μ n 减小，但激发产生的载流子增 多，使ρ减小占优势，从而使宏观电阻率ρ减小，使Si呈现负温度特性。3）(Cu-Al-Ti-Ni)形状记忆合金： ①.母相立方晶体，晶格畸变小，散射作用弱，ρ小，马氏体相为斜方晶体，晶格畸变大，散射作用大，ρ大。 ②相变过程中，混合相看哪相比例大。 ③温度升高，散射作用大，ρ增大；温度下降，散射作用小，ρ减小； ④实线（降温过程）：母相（高温）→ Ms: T减小，ρ减小；Ms → M f :立方→ 斜方变化，T减小，ρ增大；M f → 马氏体：T减小，ρ减小 虚线（升温过程）：马氏体→As: T升高，ρ增大。As→ A f :斜方→ 立方变化， T升高，ρ减小； A f →母相：T升高，ρ升高 3.．超导体处于超导态时应具备哪些特征如何理解超导体的“零电阻” 特征：1）零电阻效应（T 传感器材料是传感器技术的重要基础，是传感器技术升级的重要支撑。随着材料科学的进步，传感器技术日臻成熟，其种类越来越多，除了早期使用的半导体材料、陶瓷材料以外，光导纤维以及超导材料的开发，为传感器的发展提供了物质基础。例如，根据以硅为基体的许多半导体材料易于微型化、集成化、多功能化、智能化，以及半导体光热探测仪器有灵敏度高、精度高、非接触性等特点，发展红外传感器、激光传感器、光纤传感器等现代传感器在敏感材料中，陶瓷材料、有机材料发展很快，可采用不同的配方混合原料，在精密调配化学成分的基础上，经过高精度成型烧结，得到对某一种或某几种气体具有识别功能的敏感材料，用于制成新型气体传感器。 此外，高分子有机敏感材料，是近几年人们极为关注的具有应用潜力的新型敏感材料，可制成热敏、光敏、气敏、湿敏、力敏、离子敏和生物敏等传感器。传感器技术的不断发展，也促进了更新型材料的开发，如纳米材料等。美国NRC 公司已开发出纳米ZrO2气体传感器，控制机动车辆尾气的排放，对净化环境效果很好，应用前景比较广阔。由于采用纳米材料制作的传感器，具有庞大的界面，能提供大量的气体通道，而且导通电阻很小，有利于传感器向微型化发展，随着科学技术的不断进步将有更多的新型材料诞生。 在发展新型传感器中，离不开新工艺的采用。新工艺的含义范围很广，这里主要指与发展新兴传感器联系特别密切的微细加工技术。该技术又称微机械加 工技术，是近年来随着集成电路工艺发展起来的，它是离子束、电子束、分子束、激光束和化学刻蚀等用于微电子加工的技术，目前已越来越多地用于传感器领域，例如溅射、蒸镀、等离子体刻蚀、化学气体淀积、外延、扩散、腐蚀、光刻等，迄今已有大量采用上述工艺制成的传感器的国内外报道。智能材料是指设计和控制材料的物理、化学、机械、电学等参数，研制出生物体材料所具有的特性或者优于生物体材料性能的人造材料。有人认为，具有下述功能的材料可称之为智能材料：具备对环境的判断可自适应功能具备自诊断功能具备自修复功能具备自增强功能或称为时基功能。 生物体材料的最突出特点是具有时基功能，因此这种传感器特性是微分型的，它对变分部分比较敏感。反之，长期处于某一环境并习惯了此环境，则灵敏度下降。一般说来，它能适应环境调节其灵敏度。除了生物体材料外，最引人注目的智能材料是形状记忆合金、形状记忆陶瓷和形状记忆聚合物。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解相关传感器产品的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城。https://www.doczj.com/doc/6217192087.html,/传感器的使用材料
相关主题
文本预览