光纤传感技术智慧树知到课后章节答案2023年下上海电力大学

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第一章测试

光纤传感器的定义是用光作为敏感信息的载体，用光纤作为传递敏感信息的媒质。

A:对B:错

答案:对

光纤传感器易受电磁场干扰。光纤损耗小，可远距离测量，融传感与通信与一体。

A:错B:对

答案:错

光纤为多层介质结构，从内到外分别为纤芯、包层、涂覆层和护套。纤芯起到传光的作用，单模光纤纤芯直径一般为8-10um。

A:对B:错

答案:对

数值孔径表示光纤接收的能力，数值孔径越大，接收光线的能力越指弱，与光源的耦合效率越高。其取值的大小要兼顾光纤接收光的能力和对模式色散的影响。定义光纤孔径角的正弦值与入射界面折射率的乘积为数值孔径。

A:对B:错

答案:错

光纤的损耗分为吸收损耗、散射损耗和弯曲损耗。光纤的散射损耗包括瑞利散射，布里渊散射和拉曼散射损耗。其中瑞利散射为弹性散射，布里渊散射和拉曼散射为非弹性散射。

A:对B:错

答案:对

光隔离器功能是正向传输的光通过而隔离反向传输的光，从而防止反射光影响系统的稳定性。

A:错B:对

答案:对

第二章测试

光纤传感用光源要求首先是光源的体积小，便于与光纤耦合。光源工作时需要稳定性好、噪声小，能在室温下连续长期工作，光源要便于维护，使用方便。

A:错B:对

答案:对

光纤传感用光源种类包括相干光源，主要由半导体激光器LD、He-Ne激光器、固体激光器等。和非相干光源：包括LED、白炽光源等。

A:对B:错

答案:对

激光器的特性](1)激光的高亮度。(2).激光的方向性差。(3).激光的高单色性。(4).激光的高相干性等特点。按照增益介质分为气体激光器、固体激光器、液体激光器、半导体激光器等。

A:错B:对

答案:错

光纤传感对光探测器的要求线性好、灵敏度高、响应频带宽、响应速度快、动态特性好，性能稳定、噪声小。

A:对B:错

答案:对

光纤传感器按光纤的作用分类分功能型光纤传感器。优点：结构紧凑，灵敏度高。非功能型传感器：是利用其它敏感元件感受被测量的变化，光纤仅作为信息的传输介质。

A:对B:错

答案:对

第三章测试

当光源快速向你运动时，光的频率会增加，表现为光的颜色红移。

A:对B:错

答案:错

当线偏振光沿磁场方向通过置于磁场中的磁光介质时，其偏振面发生旋转的现象称为磁致旋光效应。

A:错B:对

答案:对

电光效应是指某些各向同性的透明物质在电场作用下显示出光学各向异性，物质的折射率因外加电场而发生变化的现象。分为一次电光效应和二次电光效应。

A:错B:对

答案:对

同一光源同一光路，两束相向传播光之间的光程差或相位差与其光学系统相对于惯性空间旋转的角速度成正比的效应为sagnac效应。

A:对B:错

答案:对

在一个波长范围内，若某种介质对于通过它的各种波长的光波性都能几乎均匀的吸收，即吸收系数与波长无关，则称为选择性吸收。

A:错B:对

答案:错

第四章测试

光调制是将信息加到载波光波上，使载波光波的某一参数随外加信号变化而变化，这些参数包括光波的强度、相位、频率、偏振和波长等。

A:错B:对

答案:对

强度调制的定义为利用被测量直接或间接地改变光纤中传输光的强度，再通过测量光强的变化检测出被测量的方法。分别为反射式强度调制、透射式强度调制、折射率强度调制、光模式强度调制、光吸收系数强度调制。

A:错B:对

答案:对

反射式强度调制：输入光纤将光源的光射向被测物体表面，再从被测面反射到另一根输出光纤中，其光强的大小与被测表面与光纤间的距离d无关。

A:对B:错

答案:对

反射式强度调制光纤传感器的优点：原理简单，体积小，性能可靠、设计灵活、加个低廉、带宽高、频率响应快等，在要求成本和采样速率的高精度、非接触式测量领域更具吸引力，应用范围广，已经广泛应用于位移、振动、压力、应那边、表面粗糙度、温度等物理量的测量。

A:对B:错

答案:对

相位调制定义是利用外界因素改变光纤中光波的相位，通过检测相位变化来测量被测量的方法。

A:错B:对

答案:对

应力应变效应是指当光纤受到纵向（即轴向）的机械应力的作用使，光纤的长度、芯径以及纤芯折射率都将发生变化，这些变化将导致光纤中光波波长的变化。

A:错B:对

答案:错

光纤干涉仪与传统的分立元件干涉仪相比不容易准直，测量的动态范围大。

A:错B:对

答案:错

偏振调制的定义为利用外界物理量改变光的偏振特性，通过检测光偏振态的变化来检测物理量的调制技术。偏振态调制型光纤传感器通常基于电光、磁光和弹光效应。最为典型的偏振态调制效应有光的吸收效应。

A:对B:错

答案:错

第五章测试

分布式光纤传感器有以下优点：一是空间范围大；二是传感和传光为同一根光纤，传感部分结构简单，使用方便。第三个优点是性价比高。

A:错B:对

答案:对

分布式光纤传感器包括三个特征参量。第一个特征参量为空间分辨率，空间分辨率是分布式光纤传感器所能分辨的最小空间距离。第二个特征参量是时间分辨率：时间分辨率是指分布式光纤传感器对被测量达到被测的分辨率所需的时间，它表示分布式光纤传感器实现测量实时性。第三个特征参量为被测量分辨率：指分布式光纤传感器对被测量能正确测量的程度。

A:错B:对

答案:对

分布式光纤传感技术根据传感的原理分类主要有三种:分别为基于瑞利散射的振动敏感型光纤传感技术，基于拉曼散射的温度敏感性光纤传感技术，以及基于光纤布拉格光栅的应变、温度敏感型光纤传感技术。

A:对B:错

答案:错

布里渊散射的光纤传感技术用于温度和应变测量的原理。

A:错B:对

答案:对

B-OTDR优点：a.可以连续分布式测量温度和应变，b.高的温度和应变分辨率，c.高空间分辨率，d.超长传感范围，超过80公里，e同一根光纤既可用于传感，也可用于通信。

A:对B:错

答案:对

分布式拉曼温度光纤传感器原理是光纤中自发拉曼散射的斯托克斯光与温度紧密相关。采用反斯托克斯与斯托克斯比值的分布式光纤温度测量，其结果消除了光源波动、光纤弯曲等因素的影响。

A:对B:错

答案:错

第六章测试

光纤光栅的定义为折射率呈周期性变化的光无源器件。按周期大小分为短周期光纤光栅和倾斜光纤光栅。

A:错B:对

答案:错

成栅所用紫外光源采用准分子激光器、倍频染料激光器和倍频氩离子激光器等紫外光源。普通光纤的紫外光敏性有限，不能写出高反射率的光栅，可以采用载氢和掺杂的方法提高光敏性。

A:对B:错

答案:对

光纤布拉格光栅方法包括双光束横向干涉法、振幅掩膜法、飞秒激光刻写法等。长周期光纤光栅的写入方法包括振幅掩模法、熔融拉锥法和微透镜阵列写入法等。

A:对B:错

答案:错

光纤布拉格光栅传感器波长指光纤布拉格光栅反射谱尖峰的中心波长。峰值波长随着应变和温度的改变而改变。

A:错B:对

答案:对

光纤布拉格光栅的反射率越高，返回到测量系统的光功率就越小，相应的测量距离就越短。如果反射率越小，噪声对其影响就越大。推荐反射率大于90%。

A:对B:错

答案:错

光纤布拉格光栅边模抑制比指的是光纤布拉格光栅主峰的反射率与最高的次峰反射率的比值。

A:对B:错

答案:对

光纤光栅解调方法包括光谱分析法、匹配光栅滤波法、法布里-泊罗腔法、非平衡马赫一曾德干涉法、迈克尔逊干涉法、可调谐窄带光源法等。

A:对B:错

答案:对

FBG封装设计一方面是为了对光纤进行保护，能够保持稳定的性能实现长期的测量，另一方面则是为了改变光纤光栅对待测物理参量的灵敏度，根据实际测试要求，对传感器进行增敏或者降敏，更适应实际测量环境的需求。

A:错B:对

答案:对

第七章测试

由于外界环境的变化对共振吸收峰的位置会有影响，因此在光纤SPR传感器中，可以通过监测传感器共振峰位置的改变量对外界环境的变化量进行测量。

A:对B:错

答案:对

光纤SPR传感器分为在线传输式和终端反射式两种。在线传输式将光纤中间一段包层去掉或者使包层直径增大，将金属涂覆在这段光纤中，入射光在全反射作用下经纤芯传播，在倏逝波的作用下激发金属中的自由电子产生表面等离子体波，通过监测从光纤另一端传输的反射光的变化研究外界环境的变化。

A:错B:对

答案:错

光纤荧光温度传感系统结构主要由温敏荧光物质材料、荧光探头，激励光源、耦合器件和信号采集检测单元组成。

A:对B:错

答案:对