国科大传感器题型汇总

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1、传感器章节习题汇总第八章：光电式传感器：1.试简述三种光电效应原理及其应用：物质受到光照会发生某些电学特性的变化，这一现象称为光电效应。光电子发射效应（外光电效应）：当物质受到光照射时，电子得到了足够的光能会从物质表面上放射出来的现象，称为光电子发射。应用：普通光电管和光电倍增管光电导效应（内光电效应）：当物质受到光的照射时，载流子的浓度增加，电导率增大的现象，称为光电导效应。应用：光敏电阻光生伏特效应（内光电效应）：当物质受到光的照射时，两种材料的界面上产生电动势的效应，称为光生伏特效应。应用：光电池12.光电传感器有哪几种类型？答：如果按光电传感器的输出量信号划分，可分为开关型

2、和模拟型。模拟型光电式传感器再按被测物、光源、光电元件三者的关系划分，可以分为四种类型。(1)光源本身是被测物，被测物发出的光投射到光电元件上，光电元件的输出反映了光源的某些物理参数。(2)恒光源发射的光通量穿过被测物，部分被吸收后到达光电元件上，吸收量决定于被测物的某些参数。(3)恒光源发出的光通量投射到被测物上，然后被反射到光电元件上，光电元件的输出反映了被测物的某些参数。(4)恒光源发出的光通量在到达光电元件的途中遇到被测物，被遮挡了一部分，光电元件的输出反映了被测物的尺寸。开关型光电式传感器把被测量转换成断续变化的光电流，而输出为开关量或数字的电信号。这一类型主要用于转速测

3、量、模拟开关、位置开关等23.请简述CCD传感器工作原理及其优点，列举三条以上：工作原理：CCD（ChargeCoupledDevice），它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号。优点：(1)寿命长。CCD摄像管的寿命约20到30年。(2)成本低。用CCD摄像管构成的摄像机没有电子枪及其附属设备，体积小，成本低。(3)机械性能好，耐震、耐撞，不怕强光照射。(4)重合精度高。摄像管与镜头固定牢固，匹配精确。(5)暂留特性好，适于拍摄运动图像。34.光纤传感器的工作原理，组成及特点和一种应用：工作原理：被测量对光纤传输的光进行调制，使传

4、输光的强度（振幅）相位、频率或偏振态随着被测量变化而变化，再通过对被调制过的光信号进行检测与解调，从而获得被测参数。特点：（1）抗电磁干扰能力强；（2）灵敏度高。（3）重量轻、体积小。（4）适于遥测。可以利用光通讯技术组成遥测网。应用：光纤流量计，光纤血流计，光纤加速度传感器等4第十三章：MEMS传感器：1.集成电路工艺与MEMS器件工艺特点比较？答：集成电路：薄膜工艺；制作各种晶体管、电阻电容等；重视电参数的准确性和一致性；MEMS：工艺多样化；制作梁、隔膜、凹槽、孔、密封洞、锥、针尖、弹簧及所构成的复杂机械结构；更重视材料的机械特性，特别是应力特性。集成电路技术拥有成熟设计方法

5、学和工业标准，加工制造技术是已经验证并规范成文的，能够实现大批量生产，在封装技术上也相当完善；MEMS缺乏工程设计方法学和工业标准，其加工制造技术以集成电路加工技术为基础，拥有自己独特的制造技术，而其封装技术尚处于萌芽时期，面临严峻挑战。2.MEMS与传统机械的区别：(1)微尺寸效应：当纳米微粒的尺寸与光的波长、电子德布罗意波长、超导相干波长和透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，体现出传统固体所不具备的许多特殊性质；(2)量子尺寸效应：指当粒子尺寸下降到某一数值时，费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级或者能隙变宽的现象。(3)加工方式：起源于半导体和微电子工艺，以光刻、外延、

6、薄膜淀积、氧化、扩散、注入、溅射、蒸镀、刻蚀、划片和封装等为基本工艺步骤来制造复杂三维形体的微加工技术。起源于半导体和微电子工艺，以光刻、外延、薄膜淀积、氧化、扩散、注入、溅射、蒸镀、刻蚀、划片和封装等为基本工艺步骤来制造复杂三维形体的微加工技术。53.MEMS的定义及其特点：定义：微机电系统（MEMS）是指用微机械加工技术制作的包括微传感器、微致动器、微能源等微机械基本部分以及高性能的电子集成线路组成的微机电器件与装置。特点：微小型、智能、集成、高可靠性4.试简要论述MEMS的发展面临的挑战：(1)商业化：MEMS的商业化对加工设备和代工厂提出了很高的要求。(2)CAD工具：需要

7、强大的CAD工具对MEMS器件设计进行仿真和模拟。(3)可靠性和功能测试：MEMS器件的可靠性及功能测试包含众多领域，相比IC器件的测试成本更高。(4)封装：MEMS器件的封装技术尚处于萌芽阶段，对于不同的MEMS器件，其封装方法各不相同，而且封装成本昂贵，在总成本中的比例高达70%。(5)行业标准与规范：目前MEMS领域缺乏统一的行业标准，缺乏相关贸易组织机构、MEMS产业发展的路线等基本标准化体系建设。65.试简要介绍几种常用的MEMS加工工艺：(1)物理气相淀积