光纤传感与检测技术考核试卷

光纤传感与检测技术考核试卷考生姓名：__________答题日期：_______得分：_________判卷人：_________

一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）

1.光纤传感器按工作原理主要分为哪两大类？()

A.电磁感应型和光电型

B.功能型和传输型

C.分布式和点式

D.光强调制型和光频调制型

2.下列哪种光纤传感器的原理是基于Sagnac效应？()

A.光强调制型光纤传感器

B.光纤光栅传感器

C.分布式光纤传感器

D.光纤陀螺仪

3.光纤中传播的光波受到外界因素影响时，以下哪个参数不会发生改变？()

A.光强

B.光频

C.光相位

D.光速

4.下列哪项不是光纤传感器的主要优点？()

A.抗电磁干扰能力强

B.能够在恶劣环境中工作

C.体积小，重量轻

D.成本较高

5.关于光纤布拉格光栅传感器，以下描述错误的是？()

A.它是一种反射式传感器

B.对温度和应力敏感

C.可以用于分布式监测

D.基于光强度的变化来检测

6.在光纤传感器中，分布式光纤传感器的主要特点是什么？()

A.可以实现单点测量

B.能够对整个光纤长度进行监测

C.对特定点的变化不敏感

D.成本较低

7.光纤传感器中的光强调制型传感器主要利用的是光的哪一参数？()

A.光强

B.光频

C.光相位

D.光速

8.以下哪种检测技术常用于光纤光栅传感器？()

A.光谱分析

B.频谱分析

C.电阻应变片

D.电容传感器

9.光纤传感器在航空航天领域的应用主要得益于以下哪些特点？()

A.轻质，抗干扰

B.成本低，安装方便

C.对环境变化不敏感

D.可以监测高频信号

10.下列哪种方法通常用于提高光纤传感器的灵敏度？()

A.增加光纤长度

B.增加光功率

C.使用特殊的光纤

D.减少光纤长度

11.在光纤传感器中，哪种结构通常用于温度的测量？()

A.光纤光栅

B.马赫-曾德尔干涉仪

C.偏振维持光纤

D.光纤线圈

12.关于光纤干涉仪传感器，以下哪个描述是错误的？()

A.它基于光的干涉原理

B.对温度和压力非常敏感

C.不易受到环境的影响

D.结构复杂，不易安装

13.光纤传感器的检测系统中，光电探测器的主要作用是什么？()

A.产生光信号

B.检测光信号

C.放大电信号

D.调制光信号

14.分布式光纤传感系统中，喇曼散射起到什么作用？()

A.用于温度监测

B.用于应力监测

C.用于形变监测

D.用于声波监测

15.下列哪种传感器通常用于结构健康监测？()

A.光强调制型光纤传感器

B.光纤光栅传感器

C.马赫-曾德尔干涉仪

D.所有以上选项

16.在光纤传感技术中，OTDR（光时域反射仪）的主要作用是什么？()

A.用于测量光速

B.用于定位光纤中断

C.用于测量光纤长度

D.用于监测光纤的衰减

17.关于光纤的衰减，以下哪个描述是正确的？()

A.光纤的衰减与波长无关

B.光纤的衰减随温度升高而降低

C.在特定波长下，光纤的衰减最小

D.光纤的衰减主要与光纤的材料有关

18.在光纤传感器中，哪种连接方式会导致最小的信号损失？()

A.螺纹连接

B.熔接

C.机械连接

D.适配器连接

19.以下哪个因素不会影响光纤光栅传感器的测量结果？()

A.温度

B.应力

C.光纤长度

D.光纤的折射率

20.在光纤传感器设计中，哪种方法可以用来增加测量范围？()

A.增加光纤的长度

B.减少光纤的长度

C.使用低折射率的光纤

D.使用高折射率的光纤

（以下为其他题型，本题未要求，故不继续输出）

二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）

1.光纤传感器的应用领域包括哪些？（）

A.结构健康监测

B.石油化工

C.医疗诊断

D.通信系统

2.光纤传感器可以用来监测以下哪些物理量？（）

A.温度

B.压力

C.应变

D.振动

3.以下哪些是光纤传感器按工作原理的分类？（）

A.光强调制型

B.光频调制型

C.光相调制型

D.电阻调制型

4.光纤光栅传感器的主要特点有哪些？（）

A.灵敏度高

B.尺寸小

C.集成度高

D.对光源要求低

5.分布式光纤传感器可以用来监测以下哪些现象？（）

A.热点温度

B.断裂损伤

C.油管泄漏

D.生物组织活动

6.以下哪些技术可以用于提高光纤传感器的分辨率？（）

A.增加光纤长度

B.使用高分辨率的光谱仪

C.采用特殊结构的光纤

D.增加光源的功率

7.光纤传感器中，以下哪些因素会影响传感器的性能？（）

A.光纤的损耗

B.光纤的连接方式

C.光源的稳定性

D.环境温度变化

8.以下哪些是光纤干涉仪传感器的主要优点？（）

A.灵敏度高

B.分辨率高

C.抗电磁干扰

D.结构简单

9.在光纤传感技术中，以下哪些是喇曼散射的应用？（）

A.温度测量

B.距离测量

C.生物组织监测

D.油管泄漏监测

10.以下哪些是光强调制型光纤传感器的特点？（）

A.结构简单

B.成本低

C.灵敏度较低

D.对光源要求高

11.以下哪些技术可以用于光纤传感器信号的解调？（）

A.光谱分析

B.频谱分析

C.波形分析

D.电阻应变片

12.光纤传感器在军事领域的应用包括哪些？（）

A.隐身技术

B.爆炸物检测

C.防御系统

D.通信系统

13.以下哪些因素会影响光纤的衰减？（）

A.波长

B.光纤的材料

C.环境温度

D.光纤的长度

14.以下哪些是光纤传感器在电力系统中的应用？（）

A.输电线路温度监测

B.变压器油温监测

C.高压电缆应变监测

D.发电机温度监测

15.光纤传感器的光源通常可以是以下哪些？（）

A.发光二极管

B.激光器

C.稳定光源

D.太阳光

16.以下哪些方法可以用来减少光纤连接处的损耗？（）

A.熔接

B.机械连接

C.适配器连接

D.螺纹连接

17.以下哪些是分布式光纤传感器的主要优点？（）

A.能够实现长距离监测

B.空间分辨率高

C.时间分辨率高

D.成本低

18.在光纤传感器中，以下哪些因素会影响光纤光栅的反射光谱？（）

A.温度

B.应力

C.光纤的折射率

D.光源的波长

19.以下哪些是光纤传感器在医疗领域的应用？（）

A.内窥镜

B.血压监测

C.血糖监测

D.超声波成像

20.光纤传感器在环境监测中的作用包括哪些？（）

A.水质监测

B.空气质量监测

C.地震监测

D.噪音监测

三、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处）

1.光纤传感器按其功能可分为________和________两大类。

2.光纤中的主要传输机制是________。

3.光纤光栅传感器是基于________效应的。

4.在光纤传感器中，________是分布式光纤传感器的主要特点。

5.光纤的衰减主要受到________、________和________等因素的影响。

6.光纤传感器的光源通常包括________和________等类型。

7.用来测量光纤中光波传播时间变化的设备是________。

8.光纤传感器在医疗领域的应用之一是________。

9.提高光纤传感器灵敏度的方法之一是使用________。

10.光纤传感器信号解调技术中，________主要用于分析光强的变化。

四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）

1.光纤传感器对电磁干扰的抵抗能力比电传感器强。（）

2.光纤光栅传感器的灵敏度与光纤的长度成正比。（）

3.分布式光纤传感器可以实时监测光纤整个长度上的物理量变化。（）

4.光纤的衰减与波长无关。（）

5.光纤传感器在结构健康监测中主要用于监测结构的应变。（）

6.光纤传感器可以在极端环境下正常工作。（）

7.光纤干涉仪传感器的结构复杂，安装困难。（）

8.喇曼散射在光纤传感器中主要用于距离测量。（）

9.光强调制型光纤传感器的灵敏度高于光频调制型光纤传感器。（）

10.光纤传感器的成本普遍高于传统的电传感器。（）

五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）

1.请简述光纤传感器的工作原理，并列举至少三种光纤传感器的类型及其应用。

2.描述分布式光纤传感器与点式光纤传感器的区别，并分别说明它们在实际应用中的优势。

3.光纤光栅传感器是如何实现温度和应力的测量的？请详细说明其工作原理。

4.请阐述OTDR（光时域反射仪）在光纤传感与检测技术中的作用，并解释它如何帮助定位光纤中的问题。

标准答案

一、单项选择题

1.B

2.D

3.D

4.D

5.D

6.B

7.A

8.A

9.A

10.C

11.A

12.D

13.B

14.A

15.B

16.B

17.C

18.B

19.C

20.A

二、多选题

1.ABCD

2.ABCD

3.ABC

4.ABC

5.ABCD

6.BC

7.ABCD

8.ABC

9.ABD

10.AC

11.ABC

12.ABCD

13.ABC

14.ABCD

15.ABC

16.AB

17.AC

18.ABCD

19.ABC

20.ABCD

三、填空题

1.功能型传输型

2.全内反射

3.布拉格

4.能够对整个光纤长度进行监测

5.波长环境温度光纤的材料

6.发光二极管激光器

7.光时域反射仪（OTDR）

8.内窥镜

9.特殊结构的光纤

10.光谱分析

四、判断题

1.√

2.×

3.√

4.×

5.√

6.√

7.×

8.×

9.×

10.√

五、主观题（参考）

1.光纤传感器的工作原理是利用光纤对特定物理量的敏感性，如温度、压力、应变等，通过检测光在光纤中传播特性的变化来进行传感。类型包括：光强调制型、光频调制型、光相调制型和光纤光栅传感器。应用包括结构健康监测、医疗诊断、石油化工等领域。

2.分布式光纤传感器能监测光纤整个长度上的物理量变化，适用于长距离监测；点式光