现代传感技术与系统课后题及答案

(完整)现代传感技术与系统课后及答案第1章绪论1。感器的基本概念是什？一般情况下由哪几部组成？国家标准（GB7665—87）传器的定义：能够感受规定被量并按照一定规律转换成用出信号的器件或装置，常由敏感元件和转换件组成。2。感器有几种分类形式各种分类之间有什么不？共有10种类形式。根据传感器的作机理：基于理效应、基于化学应、基于生物效应；感器的构成原理：构型与物性型；能量换情况：能量转换型和量控制型；根传感器的工作原理分：可分为电容式、感式、电磁式、压电、热电式、气电式、应式等；根据传器使用的敏感材料分:可分为半导体传器、光纤传感器、陶传感器、高分子材料传器、复合材料感器等根据传器输出信号为模拟信号数字信号：可分为模量传感器和数字量（开量）传感器;根据感器使用源与否：可分为有源传感和无源传感;根传感器与被测对象的空关:可分为接触式传感器和非接触式传感器；根据与某种高技术结合而得名的传器：如集成传感器、智传感器、机器传感器、仿生传感器；根据输入信息分：可分为位移、速度加速度、流速、力、压、振动、温度湿度、粘度、浓度等3.举说明结构型传感器与物型传感器的区。结构型：利用理学中场的定律构成，特点是其工作原理是传感器中元件对位置变化引起场的化为基础，而是以材料特性变化为础。其基本特征是以其构的部分变化变化后引起场的变化反映被测量（力、移等的变化。如电传感器利用静电场定研制的结构型传感器物性型：利用质定律构成的，如虎定律、欧姆定律等。物定律是表示物某种客观性质的法则.这种法则，大数是以物质本身的常形式给出。这些常数的小,决定了传感器的主要性。因此，物性型传感器的性随材料的不同而异.如，光电管利用外光电效应，压传感器是利用半导体的阻效应。6。么是信息？信息的基特征是什么？“信息是物质在的一种方式、形态运动状态，也是事物的种普遍属性，般指数据、消息中所包含的意义，以使消息中所描述事的不定性减少①普遍性;②客观性;③依附；④时性（动态性识；⑥可转换⑦可传输；⑧可存储误可共享性、永枯竭性。7.什是信息技术？什么是3C技？信息技术是研信息的获取、传输和理的技术，是指有关信的收集、识别提取、变换、存贮、递、处理、检、检测、分析和利用的技术，是用于管理和理信息所采用各种技术的总称。“3C"技术——CollectionCommunicationComputer)，指信息的收集、信和计算机技术。第章传器的理论基础3。例说明传感器与守恒律、场的定律、统计法和物质定律的.利用守恒定律成的传感器，如利用压原理进行流量测量的感器，其基本理是以能量守恒定律伯努利方程和动连续性方程为基础的;利用场的定律成的传感器，其性能定律决定，与使用材料关，如利用静场的有关定律制成电传感器,利电磁感定律可以构成磁电感应传感器；以差变压器为例，使用坡合金或铁氧体做铁芯，1

jjxkxkkj(完整)现代传感技术与系统课后及答案jjxkxkkj都是作为差压压器工利用各种物质律构成的传感器统称物性型传感器。这些传器的主要性能很大程度上受相应的理常数或化学生物特性所决定，也与物质的材料密切相关,利用半导体物质具有的压阻、热、阻、湿阻和霍尔等应，可以分别制成力压力、温度、光强、湿和磁场等传感，利用压电材料所具的压电效应可制成电式、声表面波和超波等传感器，利用生物化学敏感特性成的生物、化学传感等。统计物理学认：所有宏观上可观测物理量都是相应微观量统计平均值，多看似杂乱无章的微运动表现出统规律性。利用热噪声热力学温度的关系可以成热噪声型热电阻。目前成功利用成传感器的法则是奈斯特定理，利用热噪声绝对温度的关可以构成热噪声型热电阻。由于绝温度与热噪声电压之有确定的关系，因此它作为彼岸准温计用来直接测量绝对度而不需要校准4。么是热平衡型的一次应和二次效?写出热平衡现象中的麦克斯韦关系式，举例说明它们在感器中的应用。不同种类能量对应的强度型状态量容量型状态(或反分比为定值具有这种关系的效应称为热平衡一次效，一次效应是可逆的同一种类能量示强变量与示容变量分之比,或同一种类能量的示容变与示强变量微之比,是不能直接构成传感器，这些比例系数虽然能在传感器中直接而将测量转换成电号输出，但可以利用中的状态量与其他态量之间的关系制成种传感器，这种变换称二次效应，二效应没有逆效应。(i))(i))jiji

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(i))ji

一次效应的例有压电效应，压磁效；二次效应利用弹性元受力产生变形其应变与应变片电阻的关系可制成阻应变式力压)传感。光电比色高温计。5。么叫传输现象？什么传输现象的一次效应？明传输现象一效应在传感器中的应用。当系统中存在强度量的差或梯度时应广延量就随时间而变广量的流动这现象称为传输现象.把种不同类的亲和力和流之间的应称为一次效塞贝克效是因温度差而产生电,珀耳帖效应由电位差生电流7.什是传感器的敏感材料？传感器的敏感料用来制作敏感元件基本材料，是对电、光声、力、热、、气体分布、酶等物、化学、生物待量的微小变化而表现性能明显改变的功能材8。材料成分进行分类，感材料可以分为哪几种?按材料成分：属材料、无机和有机第章传器构成论1。感器一般包括哪些部，各部分的作用是什么传感器通常由感元件和转换元件、换电路组成、敏感元件：直感受被测量，以确定的系输出某一物理量包括电学量换元件将感元件输出的非电量理量转换为电学（括电路数量3、换电路：将电路参数（如电阻、电容、电感转换成便于量的电学量（电压、电流、频率)2。传感器的结构形式来分，可将传感器按其构方法分为哪几？各类型的特点是什并画出各型2

(完整)现代传感技术与系统课后及答案的结构简图考)根据结构组成将传感器按其构成方分为以下几类：1通用型2。比型、。差动型4.反馈型。每一类型，根能量变换，一般都可为能变换型，能量控制型1。通型：根据组成可为：）能量变换基本型能控制基本型能变换特殊型（辅助能源型）路参数型和（5)多变换型。（1)能量换基本型特点：1.只敏感元件构成。2.不外加电源，敏感元件就能量变换元件能量从被测对获得输出能量较弱(3)用热平衡现象或传输象中的一次效应制成是逆的。（4)对被对有负荷效应（因输出效应而影响输入(5)出能量不可能大于被对象的能量（2）能量制基本型特点：（1）也由感元件组成，但需外加源才能将被测电量转量输出。（2)输出量大于被测对象具有的量。(3）需变换电路即可有较大电量输出。

换成电（3）能量换特殊型（辅助能源型特点：1.只敏感元件构成。2。量从被测对象获得,属能量变换型。3.辅能源是为了增加抗干扰力或提高稳定，或取出信号或为原理所需要而使用固定磁场。(4）路参数型特点：(1)敏感元件对输入电号进行阻抗变换。（2）转换电路含有该敏感元件。(3)电源向转换电路供量从而输出电量能量控制（4）输出能量远大于输入能量。(5）利传输现象的二次效应属于此类感器。（5）多级换型特点：设计自度大，可用二级或二以上变,计出适应各种条件的感.。

型3

(完整)现代传感技术与系统课后及答案2。比补偿型特点：(1)采两个（或个以上）性能完全相的敏感元件。其中一个受被测量和环量，另一个只感受环境量作补偿。（2)两个敏感元件同时接到电桥的相邻两臂或反串。(3）能消除环境条件变化干扰的(如温度化、电源电压波动)。3。动结构型特点：（1）采用个（或两个以）性能完全相同的敏元件，同时感受相同的环境影量和方向相反的被测量.(2）反或接入电相邻的两臂(3)输出信号提高一。（4）传感差动结构以提灵敏度、线性度，减或消除环境因素的影响。4.反型特点:(1）传器的敏感件（或转换元件）同兼作反馈元件。（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，如差电容力平衡式速度传感器、热线热馈型流速传感器等。(4）结较复杂，用于特殊场合高度差压、高流速)。4

(完整)现代传感技术与系统课后及答案3。感器与被测对象之间哪些关联形式？（表格)与固体对象的联为：接触型和非接型；与流体对象的关联安装在盛有流的容器里或有流体流的管道中。4.传器的输出数学模型是什么?述传感器对信号的选择（比差动三个指标的定义；改善非线性：互换性,可性，电兼容性）设输入变量x1，x2，传感器内部变量u1，u2,…ur输出变y1,y2…ym,则传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,如果被测信号x1，之对应的输出为y1,则y1=f1(x1,x2,，u1,u2,…ur）为了得到x1与y1一对应，则必须使除x1以外变量（称扰量）固定或即使有化，对x1也不产生影响或影响很可忽略。选择方式:

固定方式：把测量以外的的其他变固定，或用控制方法使为定值。补偿方式（参）:利被测量和干扰量共同作的第一函数量只有干扰量作用的第函数量之差（干扰量作用果与被测量相加时）之比（干扰量作用效果被测量相乘时来消除干扰量的影响的一种方式差动方式：被量朝两个方向对称变化，而作为影响量次变量则朝一个方向变然后取，就能将被测量择出来.使传感器的个相反的方向(即一个增大,另个减小受一被测量，而且以两个相方向感受干扰量，取个函数之差作为输出。频率域及时间的选择：利用被测量号与干扰信号的频率范不同进行信号择，对于频率域干扰，通过滤波以排除对时域干扰用时间窗加以消。5.什是示容变量和示强变量1.与割方法无关，其性质由量的大小来决的状态量，称为强度状态量，简称示强变.如温度、压力、电场强、磁场强度。2。有与系统的大小（体、面积等）成正比性质状态量，称为量型状态量，简称示容变，叫容量量或广延。如能量、熵、位移6.传感器的互性传感器的互换是指一个传感器可以全代替另一个传感器，它的机械尺寸各项性能指标不需重校准就可满足用要求更换后的误差不会过原来的范围；即传器的功能、尺寸具有完的互换能力。7.可靠性产品在规定件下和规定时间内，完规定功能的能8。电兼容性（Compatibility）:设备或系统在其电磁环境中能正工，且不对该环境中的任何事构成不能承受的电磁扰的能.第章传感器的应用基础1。感器与测量系统有什关系？（三个部分）传感器是测量统的第一级，主要功是检测和敏感被测量，输入被测量，出大多为电学模拟.2。么叫测量？什么叫计？它们之间有什么异同5

(完整)现代传感技术与系统课后及答案测量是将被测同已知量相比较,以定被测量与选定单位的比值比值同测单位结合在一起称量值。测量是以定被测量值为目的的系列操,人们对客观事物取得量认识的一种手段.计量是规范测的测量计量依法监督测量具的准确性与测量行的规范性有溯源性的标准与测量仪器、按照程、由资格被确认的员进行的以判别测量器合格性为目的测量，是计量。测量与计量的具工作象不同。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”就是为获量值信息的活动"不要获取量值信息，而要实现量值信息的传递溯源量”作为一类操作其对象很广泛“计量作一类操作,其对象就是量器”可是以孤立的量则存在于量值递或溯源的系统中。测量与计量的分，以量具的用为界。测量是测量工具认识物理量,相信的是测量具，目的是得到被测量量值;计量目是拿标准（已知的量)检查测量具的合格性，相信的是准。简言之:相信测量工具是测量检查测量工具的是量3。么叫量值传递？什么量值溯源？将国家计量基所复现的计量单位量值，通过检定（或其它递方式）传递下一等级的计量标准并依次逐级传到工作计量器具,以证被计量的对象的量值准确一致，称为量值递通过一条具有定不确定度的不间断比较,使测量结果或测量标准的值能够规定的参考标家计量标准或国计量标准）联系起来特性，称为量值溯源性量值溯源是从而上，量值传递则是上而下的.6.说差动技术的原理及技术节(第3章）原理:采用个（或个以上）性能完全相同敏感元件同感受相同的环境影响量和方向相反的被量。测量时输信号是同时加到原理同、性能一致的两个敏元件上的，但于输入信号两个敏感元件的参数变化是相反方向的；而对于境变化，两个敏感元件变化则是成相方向的通过变电路，使有用输出量增，干扰量相减便可以除环境变动的影响.技术环节：反或接入电桥相邻的两臂.7.举说明误差平均效应的原理.温度传感器)误差平均效应理是利用n个相同的感器单元同时感被测量，因而其输出将这n个单元输出的总和若每单元可能带来的误差均看随误且服正分布，根误差理对n个单元来说总的误差将减小为

0n8.相于开环测量系统说明闭环技术的原和特点。闭环系统与开系统相比较增“馈环节”利用反馈术与传感器相结合,构成闭“反馈—测量”系统可提高传感器测量系统的性能。特点:①精高、稳性好；②动态特性好。10.见的传感器噪声有哪？如何抑制这些噪声?（考，三要素）6

(完整)现代传感技术与系统课后及答案噪声形成干扰须具备三个条件（三素)：有噪源、有对声敏的受电和声到收电之的合通。按产生原因：机械噪声——振措施；热噪声——热蔽，恒温措施，称平衡结构，温度补技;光噪声——光屏蔽；音响噪—消,隔音器材或空器，远离声源，改变声指；度噪--防潮施化噪声—密封和保持传器的清洁电噪声-屏，隔，用双线正确良的接;射辐射噪-—对射线进行防护；路噪声——12。蔽的作用是什么？有哪屏蔽方法？（态、电磁）屏蔽的作用是断”的耦合，抑各种场的干扰。有静电屏，磁屏蔽，低频磁屏蔽，驱屏，信号的屏蔽传,屏蔽与接地。14.实际应用中如何改善感器的技术性能？列举几个）结构材料与参数的理选择;差动技平均技术补偿与校稳性处理蔽隔离与干扰制；零示法、微差与闭环技术；集成化智能化第章光电传感技术3。述光电传感器的组成特点个部分组）光电传感器的般组成形式主要包括源（光的提供者，良好的光源是障电传感器性能的重要前提通道光能量的会聚收集、行准直、图像的大与缩小、光学滤波等电件量路对光电器件输出电信号进行放大或转，从而达到便于输出和理的目的）四部分。光电式传感器有非接触、响应快、能可靠、体积小、重量、价格廉、灵度高的特点。4。感器用光源有什么特？常用哪些光源？特点：具有足的照度；均匀、无遮挡或阴影；光源的照射方式符合感器的测量要求；光的发热量小;光源发出的光具有适合的谱范.常用光源：热射光源；气体放电光源;发二极管；激光光源.5。述光电探测器的原理特点和基本类型。光电探测器基光电效应。所谓光电应是指物体吸收了光能转换为该物体某些电子的能量而产的电效应，就光致电效应。外光电效应及件在光的射下使得电子逸出体面而产生光电子发射的现称为外光电效。光电管和光电增管；光电导效应：导体受到光照会产生生“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.这种光照后电率变化的现象称为光电导应光敏电阻（光电导型）和向作的光敏二极管、光敏三极管光电导结型生伏特效应光电池。7。述激光传感技术的原、方法（1）激光涉法原理：光的干涉（2）激光射法7

r()(完整)现代传感技术与r()①细丝直径测:单色平行光垂照射被测细丝，经细衍射后，在成像物镜的平面上形成衍图样.根夫琅和费衍射理论和巴比互补原理，直径为d的丝和缝宽为d的缝具有相同的衍射图。线阵CCD器件放在成像透镜的后焦面，细丝衍射条纹成像CCD上，光强分转换成按时序分的电压信号该信号低通滤波和放大处理，利用施密特电路变成波输出。根据脉冲宽度数便能求出细直径。9.简红外辐射的基本定律.（热分子）（1）尔霍夫定律：一个物体周围辐射热能同时也吸收周围物体辐射能；如果几个物体于一温场中，各物体热发射本领正比于它吸收本(2)忒藩——玻耳兹曼定：物体的总的出射辐射与温度的四次成正比；

4（3）恩位移定律：热辐射电波中包含各种波长,从实可知，体峰值辐射波长与物体身的绝对温度成以下关系

T10.述红外探测器的原理种类、特点及应用。红外探测器是种辐射能转换器，主用于将接收到的红外辐转换为便于测或观察的电能、热能其他形式的能.根据能量的转方式，红外探测器可为热探测器和光子探测两大类。特点热探测不适合用于快速灵敏度的探测探器的最大优点是光谱响应围宽且较平坦。应用于光谱仪红外测温仪，热像仪红外遥感技.光子探测器的谱响应特性与热探测完全不同，通常需要制至较低温度才正常工作.光子探器的响应时间为秒或纳秒级。探测率般比热探测器大一到两数量级。应用真空光电管，光电倍管.第章光纤传感技术6。纤传感器分几类？各什么特点？（功能、非能，给图会分）(1)功能型利用对界信息具有敏感能力和测能力的光纤传感元件，将“传”“感”合为一体的传感器。光纤仅起传光作用，而且利用光纤在外界因素（度、压力)作用下其光学特性（光、相位、偏振态)的变来实现“传”和“感”功能。传感器光纤是连续的。由于纤连其长度，可提高灵敏度（2）功能（传光）型：光纤仅起导光作用，只“”“感界息的“感觉”功能依其他物理性质的功元件完成。光纤不连。无需特殊光纤及其他殊技术，比较易实现成本低但灵敏度也较低,用对灵敏要求不太高的场合。（3)拾光型用光纤作为探头收被测对的光或被其反、散射的光。如光纤光多普勒计、辐射式光温度传感器等。

象辐射速度8

(完整)现代传感技术与系统课后及答案7。述光纤中的光波调制.(基原理）强度调制主要指外界物理量通过传元件使光纤中光强发生应变化的过程光强度检测）相位调制指当感器光纤受到外界机或温度场的作用时，外信号通过光纤力应变效应、热应变应、及热光效使传感光纤的几何尺的折射率等参数发生变，从而导致光中的光相位变化.通过被测能量场的作用使光纤内传播的光波位发生变化，再利用干测量技术把相变化转换为光强变化从而检测出待测物量。频率调制,外界物理量通过传感元件,使光纤光的频率发生相应变的过程.波长调制,外界物理量通过传感元件，使光纤中光的波长发相应变化的过程。时分调制外界理量通过不同传感元纤中光的基带频谱的延时及幅度发生相应变化过.偏振态调制

外界物理量通传感元件，使光纤中的偏振特性发生相应变的过程称为偏态调制。9

(完整)现代传感技术与系统课后及答案8。么叫光纤光栅？光纤光栅利用纤材料的光敏外界入射光子和纤芯内锗离子相互作用引起折射的久性变化纤芯内形成空相位光其作用实质上是在纤内形成一个窄带（透射或反射）滤波或射镜。9。述光纤光栅传感中的调技术（给出图，说出理）1.匹光栅解调法当传感光栅处自由态时参考栅的反射光最强光探测器输出信号幅最高这时控制扫描信号发生器使之固定输为零电平，当传感光感应外界温度和应变时发生移位,使参考栅的反射光强下降，号发生器工作使参考光栅的输出重达到原有值，这时的扫电压对应一定外界物理量。2.波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长相关的耦合器，在3dB耦合器连接源的光路上置光隔离器，以防止光被返回光成分影响。在分复用耦合器两个输出口输出的光接进入光探测器将强度信号转化为电压号经模拟信号运算输出即为正比于FBG探所受应大小。4。光纤光栅(TFBG)解法这种解调方法用了斜光栅能将纤芯特定波长的光模耦合到纤包层或者耦到外界环境的原理光栅的折射率变化分界面和光纤横截面有一定的角度。传感FBG的通过光环器进入线性啁啾的斜栅斜光栅就会将定范围的光耦合到包外介质成为辐射光，通检测从斜光栅面出射辐射光的强度从而可以测得光纤传导光信号的强度随长分布情况光强可以采光电探测器的线性阵列也可采CCD器件。10

(完整)现代传感技术与系统课后及答案10.么叫长周期光纤光栅有什么特点？长周期光纤光是指栅格周期大于100m的纤光栅。长周期光纤光是一种透射型光栅，功能是将光纤中传播的定波长的光波合到包层中损耗.特点包层与纤芯的有效弹光数相同时长周期光纤光栅的应变灵敏度几乎为零当层与纤芯的热光系数相同，长周期光纤光栅的度灵敏度也几乎为零；不同的包层模其有效折射率是不同，因而温度和应变敏度也不同.利用该特性，通过监测两个不同层模的吸收波的移位，可在一个长期光纤光栅传感器实现温度和应变的同测量。第章视觉传感技术1。述计算机视觉、机器觉及视觉测量的区别与系。计算机视觉是助于信息处理理论、子器件和计算机技术的步，人们试图摄像机获取环境场景像转为算机处理的数字信号，计算机平台进视觉信息处理；机器视觉地应计算机视觉研究的部成果,是字成像技术处理技术和计算机技术的集成应用技术，着重于利计算机强大的数据处能力对获取图像进行自分析处理，提一个可供机器或自动设备可以识别和利的结果；视觉传感测量于计算机视觉，但并等同计算机视觉,Marr的觉计算理论是通过三维场景映射到的二维图像来研和感知场景三维物理构的理论，强调的是识和理解功能，重于基本理论研究，视觉传感测量其是几何量测量则是从工程应用的角度发究定量提取三维空间有用信息的理论方法。第章声表面波传感技术1.什叫声表面波？有什么特与用途？声表面波SAWAcousticWave）一种能集中在介质表面传播的性.特点：声表面具有较低的传播速度较短的波长，大概是相电磁波的10-5倍因在同一频上，SAW器件的尺寸比相应电磁波器件的尺寸小得多就以大幅度减器件的体积和重量有利于电子器的超小型化。由于声表面波沿固体表面传播的且传播速度较慢这得时变信号在给定瞬时以完全呈现在体基片表面上,当信号在输入输出之间行进时，就容易信进行注入、提取和变换等理声表面波是晶表面传播的弹性波，涉及晶体内部电子的迁过程，这样使SAW器具有较强的抗辐射能力和较的动态范围。用途:SAW器件主要包括：滤波器、延迟线、振荡器、混频器、大器、卷积器、关器、编码器、声光调制器、声光转器、声光开关、超马达、射频标签和传感等.特别是其作为一种快速超小型的频率控制、选择和号处理器件，对电子通信系统的发展起着极重要的作用。2.叉换能器的作用原理是什么?在发射叉指换器上施加适当频率的流电信号后，在压电晶内部分布有电，该电场可分解为垂和水平二个分(Ev和Eh过逆压电效应使指条电极的料发生垂直于和平行于表的变形变（声波，频与激励频率一此声信号沿基表面传播，并最终由收叉指换能器通过压电应转换为电信号输出.3.什叫声表面波传感器？简其结构组成和能特点利用声表面波有特点做出的传感器做传感器11

(完整)现代传感技术与系统课后及答案声表面波器件括一个压电材料薄基和采用薄膜工艺制作在板上的叉指换器和反射极阵列。SAW传感器一般采振荡器电路的形式.特点:⑴高度灵敏度⑵准数字输出微型化功:⑷于实现无线源化⑸参数敏感性，抗干扰能力强⑹结构工艺性好，便大批量生产：5。表面波传感器为什么特别注意温度补偿常用的补偿方有哪些由于SAW传器能感测到许多物理量与化学,所以用它来感测某种物理量或化量时物理量或学量(特别温度产变化对测量精的影响就不可忽视了。1.选零温度系数切型2。差动3。数字补偿法4。浮零点法8.什是声表面波标签？试说其工件原理与点。声表面波(SAW）射频标签（RFID）芯片主要由电基片、叉指能器、标签天线和反栅组成。其基本原理为在压电基片上制作一个SAW叉指换能时在SAW传播路上分布了一组或多组反射栅，工作时阅读器射出高频脉冲激励信，由敏感基片的天线接无线信号，并过IDT将磁信号转换为声表面波.声面波经一段延迟后由反射栅反回,再通过IDT将信号转换为电磁波信号并经线发射出去，再由读写接收处理。根据由反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。第章生物传感技术6.阐微生物反应与酶反应的同点。1。生物反应和酶反应的同特点（1）者都是生物化学反应，反应所需要的环境相;（2)微生细胞中包含各种各样的，可以催化所酶可以催化的反应；（3)两者化的速度近似。2。同点（1)酶反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“想环境可以在长的时间保持定的催化活性；（2）一个微生物细胞自身包含数以千计种的酶，然单一的酶更适合多底物反；（3）反应需要的辅助因子和能量可以由微生物细提;（4）的提纯成本高，有些酶至今未能完全的提,相比之下，微生物胞来源方便，价格低廉15。生物的特征及微生物传器的分类如何微生物的特征体积小，繁殖快，分广。根据微生物与物作用原理的不同:测定呼吸活性型生物传感;测定代谢物质型微生物传感器；根据测量信号不同电流型微生物感器；电位型微生物感器。16。见的微生物传感器及其作原理是什么电化学微生物感器分为电流型和电型。电流型是指工作中微生物敏感膜待测物质发生反应后,通过检测某种质的含量变化，最终出为电流信号的传感器电位型是指工时，通过信号转换器转换后输出信号为位的微生物传感器.压电高频阻抗微生物传感器高频压电晶体频率对溶液介质性质变化具有灵敏响特性制成的。燃料电池型微物传感微生在呼吸代谢过程中可产生子直接在阳极上放电产生电信号但是微生物在电极上电的能力很弱，往往要加入电子传递的媒介-—体，起到增大电流作用。22.简述基因传感器的原理.所谓基因传感，其原理就是通过固在传感器或称换能器探表面上的己知甘酸序列的单链DNA分子也为ssDNA探)和另一条互补的ssDNA分子也称为目标DNA杂交形的双链（dsDNA会表现12

(完整)现代传感技术与系统课后及答案出一定的物理号，最后由换能器反出来.24。述微悬臂梁传感器的工原理。微悬臂梁生物感器是以微悬臂梁作换能元件在微悬臂梁的面涂有生物敏感层,当被测质吸附到生物敏感层后微悬臂梁的表面应力共振频率发生变化。通过检测微悬梁的弯曲变形或共振移就可以测吸附到敏感上的生物分子第11章前沿传感技术3。么是软测量技术它主要包括哪几方面内容？个主要因素，）软测量技术一是根据某种最优准则通过选择一些容测量且与主导变量密切系的二次变助变量）来预测主变量，它所建立的软量模型可以完成一些实硬件检测仪器不能完成的测量任务四个因素：中辅助变量的选择；输数据的处理数学；模型建立；数学模的修正软测量技术的心是建立工业对象的确可靠的模型5。述模糊理论与模糊传器原理结构对相对，逻辑框图，初值感性，参数敏性）模糊理论是以糊集合为基础本神是接受糊性现象存在的事,而以处理概念模糊不确定的事物为其研究目，并积极的将其严密量化成计算机可以处理讯息，不主张繁杂的数学分析即模来解决模型模糊传感器是经典传感器数值测量基础上经过模推理与知识集成以然语言符号描述的形式输出测量结果其逻辑结构可分为转换部分和符号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、符号理层、有指导信息层通信层。这些功能有机集成在一起，成数值／符号转换功6.什叫混沌理论？它在测量有何应用？混沌理论是一兼具质性思考与量化析的方法，用以探讨动系统中无法用一的数据关系，而必用整体、连续数据关系才能加以解及预测之行为。基于混沌系统初值敏感性的检测技的基本思想就是反蝴蝶应倒过来应用将敏感元件作为混沌路的一部分，敏感参数随被测量变而变化,并使系统的沌轨道变化，测出混轨道的变化从而得到被测量。如基于沌理论的频率测量、度测量、电阻电容电感量.第12章现代传感系统概述1。代传感系统的基本结是什么？现代传感系统传感器节点、通信网、中央处理服务器、处电路和相关软组成，集成了传感器术、分布式测技术、计算机技术、络通讯技术、现场总线术、智能仪器术、虚拟仪器技术等可以满足现代测量控制和数据处理的多需求。2.什是分布式测量系统？分式测量系统有么结构特征分布式测量系通过Internet、Intranet或线网络等把分布于不同地方独完成特定功能的本地测量设备和测计算机连接起来，允在不同地理位置的多个户与不同地理置的多个仪器交互，完成特定的测试任，达到测量资源共享协同工作、分散操作、中管理、测量程监控和设备诊断等的。13

(完整)现代传感技术与系统课后及答案分布式测量系以网络为基础，测量心服务器为核心，由测中心服务器、场测试子系统和数据询子系统组成具有开放互联能力，持网上测试应用服务的能。分布式测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。么是现场总线系统？其型协议都有哪,简要说明各有什么特点？安装在制造和程区域的现场装置与制室内的自动控制装置间的数字式、行、多点通信的数据线现场总线是以个分散、数字化、智化的测量和控制设备作网络节点,节点间过总线连接实现信息互共完自动控制功能的网络系和控制系统。现场总线控制统：以现场总线为基的全数字控制系统。Profibus：Porfibus支主—从系统、纯主站系统、多主多从混合系等种传输方式LonWorks：它采用了ISO/OSI模的全部七层通协议，采用了面向对的设计方通过网络变把网络通信设计简化为参数设置，通讯速率从300bps至15Mbps不,直接通信距离可达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安防爆产品，被誉为用控制网络；基金会现场总：基金会现场总线，FoudationFieldbus，简称FF，这是过程自化领域得到广泛支持和具有良发展前景的技术。CAN支多主方式工作，网络上任节均在任意时刻主动向其它点送信息支点对点、一点对多点和全广播方式接/发数据HART：种被为可寻址远程传感高速通道的开放通信协议其点是现有模拟信号传输线上实现数字通信，属于模拟统向数字系统转变过中工业过程控制的过渡产品，因而在前的过渡时期具有较的市场竞争能力，到了较好的发展。RS尽管RS不能称为现场线但是作为现总线的鼻祖还有多设备继续沿用这种通讯协议。采用RS—485通具有设备单、低成本等优势，有一定的生命力。以RS-485为基础的OPTO-22命令集等也在多系统中得到了广泛应用.6。拟仪器与传统仪器有么不同？虚拟仪器：以用计算机为硬件平台利用相应具有高性能测功能的硬件作输输出接,结高效灵活的仪器件在计算机屏幕上虚拟出仪器面板和交互能通过鼠标或键盘实施操的仪器。虚拟仪器通过件将计算机硬件资源仪器硬件有机的融合为体计算机强大的算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本和体积，并过软件实现对数据的示、存储以及分析理由于计算机性能以每半年提高一倍的速飞发展,已把传仪器远抛到后面。第13章多传感器数据融合1.什是多传感器数据融合？传感器数据融的实质是什么？多传感器数据合是针对一个系统中用多个（)传感器这一特定问而出的信息处理方法,是将来自多传感器或源的信息和数据进行合处理，从而对观测对形成准确结论过程。数据融合的目是基于各独立传感器观测数据过融合导出更丰富的效信息得佳协同效果，发挥多个传感的联合优势提传感器系的有效性和鲁棒性,消除单一传感器局限性3.比不同数据融合形式的特、结构和适应。如果多传感器据是同质的原数据可以直接融合为数据级融合据级融合直接对未经预处理的传感器原始观数据进行综合和分析其优点是保持尽可能多客