医用传感器题库

医用传感器及其应用

医用传感器原理 及应用

医用传感器及其应用

内容提要1、医用传感器基础 2、生物电检测电极 3、常用医用物理传感器 4、化学传感器和生物传感器 5、传感器技术的发展与展望

医用传感器及其应用

§1 医用传感器基础对传感器的定义： 对传感器的定义： “传感器”在新韦式大词典中定义为: 传感器”在新韦式大词典中定义为 传感器 从一个系统接受功率， -“从一个系统接受功率，通常以另一种 形式将功率送到第二个系统中的器件” 形式将功率送到第二个系统中的器件”。 根据这个定义， 根据这个定义，传感器的作用是将一种能 量转换成另一种能量形式， 量转换成另一种能量形式，所以不少学者 也用“换能器- 来称谓“ 也用“换能器-Transducer”来称谓“传感 来称谓 器-Sensor”。 。

医用传感器及其应用

中华人民共和国国家标准(GB7665 87) 中华人民共和国国家标准(GB7665—87)对传 (GB7665 87)对传 感器下这样的定义： 感器下这样的定义： 传感器是能感受规定的被测量并按照一定的 传感器是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， 规律转换成可用输出信号的器件或装置，它 通常由敏感元件

1、通常希望传感器的输入和输出之间具有一一对应关系，这样的传感器才能如实反映待测的信息。

16 在规定条件下，传感器校准曲线与拟合曲线间最大偏差与满量程输出值的百分比称为线性度。

15、传感器就是通过敏感元件、传感元件和电子线路把非电生物信息转化成电学量的装置

17、电阻应变片式传感器测量电路采用差动电桥时，不仅可以温度补偿，同时还能起到提高测量灵敏度的作用。

2、直流电桥的补偿包括零位补偿、温漂补偿、非线性补偿、灵敏度温漂补偿。

2、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；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K下降了，这种现象称为横向效应。

16、在传感器测量电路中，应用电桥测量线路把电阻变化转化成电流或电压变化的线路。 20、电阻应变效应是指在一定的范围内，拉伸金属导体，金属导体的电阻变化和应变成正比。

电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（①变面积型②变极距型③变介电常数型）外是线性的。

空气介质变隙式电容传感器中，提高灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中大都采用差动式电容传感器

3、一般电

选择

1、电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出 的靠近程度。 A、人体 B、 水 C、黑色金属零件 D、塑料零件 2、测量温度不可用传感器 。 A、热电阻 B、热电偶 C、电阻应变片 D、热敏电阻 3、电涡流探头的外壳用

CC B 制作较为恰当。

A、不锈钢 B、塑料 C、黄铜 D、玻璃 4、使用测谎器时，被测人员由于说谎、紧张而手心出汗，可用 传感器来测量。 A、应变片 B、热敏电阻 C、气敏电阻 D、湿敏电阻 5、某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在0.8%以内，则该压力表的精度等级应定为 级。

A、0.2 B、0.5 C、1.0 D、1.5 6、通常用电阻应变式传感器测量 。 A、加速度 B、密度 C、温度 D、电阻 7、传感器一般由 、转换元件和转换电路三个部分组成。 A、非电量

一：填空

1.依据传感器的工作原理，传感器分 敏感元件 ， 转换元件 ， 测量电路 三个部分组成。 2.半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等。

3.光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，根据光电效应可以分为 外光电效应 ， 内光电效应 ， 热释电效应 三种。

4.光电流与暗电流之差称为光电流。

5.光电管的工作点应选在光电流与阳极电压无关的饱和区域内。

6.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可采用 直线栅式应变计 和 箔式应变计 结构。 7.反射式光纤位移传感器在位移-输出曲线的前坡区呈 线性关系，在后坡区与距离的平方成反比关系。 根据热敏电阻的三种类型，其中 临界温度系数型 最适合开关型温度传感器。

＋UCERL8.画出达林顿光电三极管内部接线方式：

9.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定义为：传感器 输出量的变化值 与相应的 被测量的变化值 之比，用公式表示 k（x）=Δy/Δx 。

1.线性度是指传感器的 输出量 与 输入量 之间是否保持理想线性特性的一种度量。按照所依据的基准之线的不同，线性度

一：填空

1.依据传感器的工作原理，传感器分 敏感元件 ， 转换元件 ， 测量电路 三个部分组成。 2.半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等。

3.光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，根据光电效应可以分为 外光电效应 ， 内光电效应 ， 热释电效应 三种。

4.光电流与暗电流之差称为光电流。

5.光电管的工作点应选在光电流与阳极电压无关的饱和区域内。

6.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可采用 直线栅式应变计 和 箔式应变计 结构。 7.反射式光纤位移传感器在位移-输出曲线的前坡区呈 线性关系，在后坡区与距离的平方成反比关系。 根据热敏电阻的三种类型，其中 临界温度系数型 最适合开关型温度传感器。

＋UCERL8.画出达林顿光电三极管内部接线方式：

9.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定义为：传感器 输出量的变化值 与相应的 被测量的变化值 之比，用公式表示 k（x）=Δy/Δx 。

1.线性度是指传感器的 输出量 与 输入量 之间是否保持理想线性特性的一种度量。按照所依据的基准之线的不同，线性度

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

一、填空题

1.传感器的组成是：传感器通常由敏感元件、转换元件及转换电路组成。# 2.压电式传感器的压电元件常用的链接结构形式有串联和并联两种。它的测量电路有电压放大器和电流放大器两种形式。√

3.激光器的突出特点是高方向性、高亮度、高单色性、高相干性。√4.．基于外光电效应的光电元件有光敏二极管、光电倍增管、紫外线传感器等，基于光电导效应的光电器件有光敏电阻。基于光的热电效应的光电器件有热释电传感器。√

4.莫尔条纹具有放大关系、连续变倍作用和刻线的误差均衡效应等三个重要特性。√#

5.光栅式传感器一般由光源、标尺光栅、指示光栅、光敏元件组成。√

6.按误差的性质分类，误差分为系统误差、随机误差和粗大误差等三种误差。√

7.电容式传感器分为变极距、变面积、变介电常数等三种。√# 8.超声波在介质中传播的速度取决于波长与频率及波形。√ 9.红外传感器分为热电型、量子型两类。√

10.光电检测必须具备光源、被测物和光电元件。√ 11.角编码器分为绝对式、增量式两种。√#

12.传感器按被测量分类为：物理量、化学量、生物量传感器。 13.传感器按转换原理分类为：结构型、物性型和复合型传感器。

14.弹性敏感元件的类型分为：变换力的弹性敏感元件和变

一、判断题

1、检测误差是被测量后得到的值减去测得值 答案：× 依据页码：P5

2、粗大误差有称为疏忽误差 答案：√ 依据页码：P5

3、检测误差是测得值减去被测量后得到的值 答案：√ 依据页码：P5

4、按材料所起的作用可将传感器材料分为半导体材料，敏感陶瓷材料，石英敏感材料等。 答案：×

依据页码：P44

5、传感器由敏感元件和转换元件组成。 答案：√

依据页码：P26

6、霍尔效应、法拉第效应、苏尔效应都是传感器会用到的原理吗？ 答案：√ 依据页码:P56

7、半导体应变片的应变灵敏度高，且温度稳定性好。 答案：× 依据页码：无

简析：灵敏度高是优点，温度稳定性差是缺点。测量电路接成全桥就能很好抑制温度变化的影响。

8、测量电桥常用的有半桥单臂工作方式、半桥双臂工作方式、全桥四臂工作方式。其中全桥四臂工作方式的输出灵敏度最高，半桥单臂工作方式的结构较简单，但存在非线性问题，其灵敏度较低。 答案：√

依据页码：P76

9、将力学量转换为电量的装置称为力传感器，力传感器包括称重传感器，力矩传感器等。 答案：√

依据页码：P73

10、差动变隙式自感式电感传感器的灵敏度是单线圈式的2倍 答案：√

依据页码：P86

最新传感器列表

遥感波段

? 紫外线：波长范围为0.01～0.38μm，太阳光谱中，只有0.3～0.38μm波长的光到达地面，对油污染敏感，但探测高度在2000 m以下。

? 可见光：波长范围：0.38～0.76μm，人眼对可见光有敏锐的感觉，是遥感技术应用中的重要波段。

? 红外线：波长范围为0.76～1000μm，根据性质分为近红外、中红外、远红外和超远红外。

? 微波：波长范围为1 mm～1 m，穿透性好，不受云雾的影响。 ? 近红外：0.76～3.0 μm，与可见光相似。 ? 中红外：3.0～6.0 μm，地面常温下的辐射波长，有热感，又叫热红外。 ? 远红外：6.0～15.0 μm，地面常温下的辐射波长，有热感，又叫热红外。 ? 超远红外：15.0～1 000 μm，多被大气吸收，遥感探测器一般无法探测。

大气窗口

大气窗口 紫外可见光 近红外 近红外 近-中红外 波段 透射率/% 应用举例 0.3～1.3 μm ＞90 TM1-4、SPOT的HRV 1.5～1.8 μm 2.0～3.5 μm 80 80 ??TM5 TM7 中红外 3.5～5.5 μm ㏒???琰茞??ü NOAA的AVHRR 远红外 微波 8～14 μm 0

《传感器原理及应用》试卷四

适用班级：（电子071 ，072，073，074，075） 题号 得分 一 二 三 四 五 六 总分 核分人 得分 评卷人

一、填空题：（共20空，每空1分，共20分）

1、传感器一般由 、 、 测量电路和辅助电源四个部分组成。

2、气敏电阻传感器是利用半导体对气体的__________作用而使其__________发生变化的现象来检测气体的成分和浓度。气敏电阻传感器通常由 、 和封装体等三部分组成。

3、为减少电容式传感器在使用中存在的______________，可以在结构上加保护电极，但要求保护电极和被保护电极要为______________。

4、变隙式电感式传感器与螺线管式电感式传感器都可以用来测位移， _____________线性范围大，______________测量灵敏度高。

5、霍尔片越厚其霍尔灵敏度系数越__________（大或小），霍尔灵敏度系数的含义是指____________________________________________。 6、热电偶产生的热电势一般由