《傳感器與檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)明教程》-胡蓉 習(xí)題及答案 CH11 新型傳感器

第13章新型傳感器

一、單項(xiàng)詵擇題

1、模糊傳感器的“智能”之處在于：它可以模擬人類感知的全過(guò)程，核心在于知識(shí)性，知

識(shí)的最大特點(diǎn)在于其（）。

A.信息化B.模糊性C.智能性D.系統(tǒng)性

2、網(wǎng)絡(luò)傳感器特別適于（）

A、集中檢測(cè)B、遠(yuǎn)程分布測(cè)量和監(jiān)控C、局部監(jiān)測(cè)D、無(wú)人監(jiān)測(cè)

3、網(wǎng)絡(luò)傳感器的核心是（）

A、構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)B、分布式測(cè)量C、使傳感器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議D、多節(jié)點(diǎn)

4、下列關(guān)于智能傳感器的功能描述錯(cuò)誤的是（）。

A.自檢功能B.自校功能

C.自補(bǔ)償功能D.自動(dòng)抗干擾功能

5、下列關(guān)于智能傳感器與傳統(tǒng)傳感器功能對(duì)比錯(cuò)誤的是（1

A.具有信號(hào)調(diào)理功能B.具有自診斷、自校準(zhǔn)功能

C.具有自適應(yīng)、自調(diào)整功能D.具有記憶、存儲(chǔ)功能

二、多項(xiàng)選擇題

1、模糊傳感器的基本功能包括（）

A、學(xué)習(xí)功能B、推理聯(lián)想功能C、感知功能D、通信功能

2.下列對(duì)傳感器集成化的含義描述正確的是（）。

A.將多個(gè)功能完全相同的敏感單元集成在同一個(gè)芯片上；

B.將多個(gè)體積相近，外形相似的元器件集成在一個(gè)區(qū)域；

C.對(duì)多個(gè)結(jié)構(gòu)相同、功能相近的敏感單元進(jìn)行集成；

D.對(duì)不同類型的傳感器進(jìn)行集成.

三、填空題

1、新型傳感器是相對(duì)于而言，隨著技術(shù)的發(fā)展和時(shí)間的推移，于近年新出

現(xiàn)的一類傳感器。

2、智能傳感器較傳統(tǒng)傳感器最大的變化就是將和相結(jié)合。

3、所謂的智能式傳感器就是一種帶有的，兼有信息檢測(cè)、信號(hào)處理、信息記憶、

____________________的傳感器o

4、模糊傳感器是在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)檢測(cè)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò),以模擬人類自然語(yǔ)言

符號(hào)描述的形式輸出測(cè)量結(jié)果的一類智能傳感器。

5、完整的MEMS是由、、、通訊接口和電源等部

件組成的一體化的微型器件系統(tǒng)。

6、MEMS器件制造中的四種主流技術(shù)是：、、

和O

7、網(wǎng)絡(luò)傳感器就是能與連接或通過(guò)使其與微處理器、計(jì)算機(jī)或儀器系統(tǒng)連接

的傳感器。

8、網(wǎng)絡(luò)傳感器主要是由、及組成。

9、目前，主要有基于的網(wǎng)絡(luò)傳感器和基于的網(wǎng)絡(luò)傳感器

兩大類。

10、智能傳感器較傳統(tǒng)傳感器最大的變化就是將和相結(jié)合。

11、所謂的智能式傳感器就是一種帶有的，兼有信息檢測(cè)、信號(hào)處理、信息記

憶、

____________________的傳感器。

12、是智能式傳感器的核心。

四、簡(jiǎn)答題

1、列舉至少6種智能式傳感器的特點(diǎn)。

2、智能式傳感器的主要作用是什么？

3、試畫出模糊傳感器的一般結(jié)構(gòu)？

4、簡(jiǎn)述微傳感器的特點(diǎn)。

5、簡(jiǎn)述IEEE1451的智能變送器接口標(biāo)準(zhǔn)的主要目標(biāo)。

6、試畫出網(wǎng)絡(luò)傳感器測(cè)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

7、什么叫智能傳感器？

8、智能傳感器的主要功能是什么？

9、與傳統(tǒng)傳感器相比，智能傳感器具有哪些特點(diǎn)？

10、智能傳感器今后的發(fā)展方向如何？

11、智能傳感器如何實(shí)現(xiàn)？

12、如何設(shè)計(jì)智能傳感器？

13、什么是模糊傳感器？

14、什么是微傳感器？

15、模糊傳感器的基本功能有哪些？

16、什么是微機(jī)電系統(tǒng)？

17、微機(jī)電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)是什么？

18、簡(jiǎn)要介紹主要的MEMS制造技術(shù)。

19、什么是網(wǎng)絡(luò)傳感器？

20、網(wǎng)絡(luò)傳感器是如何分類的？

21、簡(jiǎn)要介紹IEEE1451網(wǎng)絡(luò)傳感器。

22、網(wǎng)絡(luò)傳感器的主要發(fā)展方向是什么？

第13章新型傳感器

一、單項(xiàng)選擇題

題號(hào)答案知識(shí)點(diǎn)

1B模糊傳感器

2B網(wǎng)絡(luò)傳感器

3C網(wǎng)絡(luò)傳感器

41)智能傳感器

5A智能傳感器

二、多項(xiàng)選擇題

題號(hào)答案知識(shí)點(diǎn)

1ABCD模糊傳感器

2ACD智能傳感器

三、填空題

題號(hào)答案知識(shí)點(diǎn)

1傳統(tǒng)傳感器概述

2微處理器；傳感器智能傳感器

3微處理機(jī)；邏輯思維與判斷功能智能傳感器

4模糊推理與知識(shí)集成模糊傳感器

5微傳感器；微執(zhí)行器；信號(hào)處理和控制電路微傳感器

6超精密加工及特種加工；表面微加工；體微加工；微傳感器

LIGA技術(shù)

7網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)傳感器

8信號(hào)采集單元；數(shù)據(jù)處理單元；網(wǎng)絡(luò)接口單元網(wǎng)絡(luò)傳感器

9現(xiàn)場(chǎng)總線；以太網(wǎng)（Ethernet）協(xié)議網(wǎng)絡(luò)傳感器

10微處理器；傳感器智能傳感器

11微處理機(jī)；邏輯思維與判斷功能智能傳感器

12微型計(jì)算機(jī)或微處理機(jī)智能傳感器

四、簡(jiǎn)答題

1、答：高精度；寬量程；多功能；高可靠性；高穩(wěn)定性；高分辨率；高信噪比；高性價(jià)比;

自適應(yīng)性強(qiáng)；超小型化；微功率。

知識(shí)點(diǎn)：智能傳感器

2、答：（1）提高測(cè)量精度：（2）增加功能；（3）提高自動(dòng)化程度。

知識(shí)點(diǎn)：智能傳感器

3、答：如圖A.6所示。

被測(cè)量值范

國(guó)劃分表

被測(cè)量1模糊.區(qū)間中值或相

判據(jù)應(yīng)符號(hào)表示組

合

模測(cè)量

糊結(jié)果

判

據(jù)

被測(cè)最n模糊區(qū)間中值或相

判據(jù)應(yīng)符號(hào)表示

圖A.6模糊傳感器的一般結(jié)構(gòu)

知識(shí)點(diǎn)：模糊傳感器

4、答：（1）空間占有率??；（2）靈敏度高，響應(yīng)速度快；（3）便于集成化和多功能化；（4）

可靠性提高：（5）消耗電力小,節(jié)省資源和能量：（6）價(jià)格低廉。

知識(shí)點(diǎn)：微傳感器

5、答：主要目標(biāo)是定義一整套通用的通信接口，使變送器能夠獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有基于微處

理器的系統(tǒng),儀器儀表和現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)相連,并最終實(shí)現(xiàn)變送器到網(wǎng)絡(luò)的互換性與互操作性。

知識(shí)點(diǎn)：智能傳感器

6、答：如圖A.7所小。

圖A.7網(wǎng)絡(luò)傳感器測(cè)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

知識(shí)點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)傳感器

7、答：智能傳感器是指?jìng)鞲衅髋c微處理器賦予智能的結(jié)合，兼有信息檢測(cè)與信息處理的傳

感器。

知識(shí)點(diǎn)：智能傳感器

8、答：智能傳感器的主要功能是：

（1）具有自動(dòng)校零、自動(dòng)標(biāo)定、自動(dòng)校正功能：

（2）具有自動(dòng)補(bǔ)償功能：

（3）能夠自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

（4）能夠自動(dòng)進(jìn)行檢驗(yàn)、自選量程、自尋故障；

（5）具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、記憶與信息處理功能；

（6）具有雙向通訊、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字輸出或符號(hào)輸出功能；

（7）具有判斷、決策處理功能，

知識(shí)點(diǎn)：智能傳感器

9、答：與傳統(tǒng)傳感器相比，智能傳感器具有以下特點(diǎn)：

（1）精度高

（2）可靠性與穩(wěn)定性高

（3）信噪比與分辨力高

（4）自適應(yīng)性強(qiáng)

（5）性能價(jià)格比高

知識(shí)點(diǎn)：智能傳感器

10、答：（1）利用微電子學(xué)，使傳感器和微處理器結(jié)合在一起實(shí)現(xiàn)各種功能的單片智能傳感

器；

（2）微結(jié)構(gòu)（智能結(jié)構(gòu)）是今后智能傳感器重要發(fā)展方向之一；

（3）利用生物工藝和納米技術(shù)研制傳感器功能材料，以此技術(shù)為基礎(chǔ)研制分子和原子生物

傳感器。

（4）完善智能器件原理和智能材料的設(shè)計(jì)方法。

知識(shí)點(diǎn)：智能傳感器

11、答：智能傳感器的實(shí)現(xiàn)有三種途徑：

（1）集成化實(shí)現(xiàn)

即采用微機(jī)械加工技術(shù)和大規(guī)模集成電路工藝，利用半導(dǎo)體材料硅作為基本材料來(lái)制作

敏感元件，將信號(hào)調(diào)理電路、微處理器單元等集成在一塊芯片上構(gòu)成的。

（2）非集成化實(shí)現(xiàn)

是將傳統(tǒng)傳感器（采用非集成化工藝制作的傳感器，僅具有獲取信號(hào)的功能）、信號(hào)調(diào)理

電路、帶數(shù)字總線接口的微處理器合為一體而構(gòu)成的一個(gè)智能傳感器系統(tǒng)。

（3）混合實(shí)現(xiàn)

混合實(shí)現(xiàn)是指根據(jù)需要與可能，將系統(tǒng)各個(gè)集成化環(huán)節(jié)，如敏感單元、信號(hào)調(diào)理電路、

微處理器單元、數(shù)字總線接口等，以不同的組合方式集成在幾塊芯片上，并裝在一個(gè)外殼里。

知識(shí)點(diǎn)：智能傳感器

12、答：智能傳感器的設(shè)計(jì)一般要涉及以下幾個(gè)方面的內(nèi)容及相應(yīng)的流程：

（1）智能壓力傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（2）敏感元件設(shè)計(jì)

（3）傳感器工藝設(shè)計(jì)

（4）軟件設(shè)計(jì)

知識(shí)點(diǎn)：智能傳感器

13、答：模糊傳感器是以數(shù)值測(cè)量為基礎(chǔ)，并能產(chǎn)生和處理與其相關(guān)的測(cè)量符號(hào)信息的

裝置，即模糊傳感器是在經(jīng)典傳感器數(shù)值測(cè)量的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)模糊推理與知識(shí)集成，以自然語(yǔ)

言符號(hào)的描述形式輸出的傳感器。

知識(shí)點(diǎn)：模糊傳感器

14、答：微傳感器是利用集成電路工藝和微組裝工藝，基于各種物理效應(yīng)的機(jī)械、電子

元器件集成在一個(gè)基片上的傳感器。

知識(shí)點(diǎn)：微傳感器

15、答：模糊傳感器作為一種智能傳感器，具有智能傳感器的基本功能，即學(xué)習(xí)、推理、

聯(lián)想、感知和通信功能。

知識(shí)點(diǎn)：模糊傳感器

16、答：微機(jī)電系統(tǒng)就是由微傳感器、微執(zhí)行器、信號(hào)處理和控制電路、通訊接口和電

源等部件組成的一體化的微型器件系統(tǒng)。其目標(biāo)是把信息的獲取、處理和執(zhí)行集成在一起，

組成具有多功能的微型系統(tǒng)，集成于大尺寸系統(tǒng)中，從而大幅度地提高系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能

化和可靠性水平。

知識(shí)點(diǎn)：微傳感器

17、答：微機(jī)電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)一般由微傳感器、微執(zhí)行器、信號(hào)處理和控制電路、通

訊接口和電源等部件組成。

知識(shí)點(diǎn)：微傳感器

18、答：（1）超精密加工及特種加工

利用傳統(tǒng)的超精密加工以及特種加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)微機(jī)械加工。微機(jī)電系統(tǒng)中采用的超精密

加工技術(shù)多是由加工工具本身的形狀或運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)決定微型器件的形狀。這類方法可用于加

工三維的微型器件和形狀復(fù)雜、精度高的微構(gòu)件。其主要缺點(diǎn)是裝配困難、與電子元器件和

電路加工的兼容性不好。

（2）表面微加工

以硅片作基片，通過(guò)淀積與光刻形成多層薄膜圖形，把下面的犧牲層經(jīng)刻蝕去除，保留

上面的結(jié)構(gòu)圖形的加工方法。在基片上有淀積的薄膜，薄膜生成通常采用物理氣相淀積和化

學(xué)氣相淀積工藝在襯底材料上制作而成。表面犧牲層制作是先在襯底上淀積犧牲層材料，利

用光刻形成一定的圖形，然后淀積作為機(jī)械結(jié)構(gòu)的材料并光刻出所需的圖形，再將支撐結(jié)構(gòu)

層的犧牲層材料腐蝕掉，從而形成懸浮的、可動(dòng)的微機(jī)械結(jié)構(gòu)部件。

（3）體微加工

體微加工技術(shù)是為制造微三維結(jié)構(gòu)而發(fā)展起來(lái)的，是按照設(shè)計(jì)圖在硅片（或其他材料）

上有選擇地去除一部分硅材料，形成微機(jī)械結(jié)構(gòu)°體微加工技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)是蝕刻，通過(guò)腐

蝕對(duì)材料的某些部分有選擇地去除，使被加工對(duì)象顯露出一定的幾何結(jié)構(gòu)特征。腐蝕方法分

為化學(xué)腐蝕和離子腐蝕。

（4）LIGA技術(shù)

LIGA技術(shù)先利用同步輻射X射線光刻技術(shù)光刻出所需要的圖形，然后利用電鑄成型方

法制作出與光刻圖形相反的金屬模具，再利用微塑鑄形成深層微結(jié)構(gòu)。LIGA技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是

能制造三維微結(jié)構(gòu)器件，獲得的微結(jié)構(gòu)具有較大的深寬比和精細(xì)的結(jié)構(gòu)，側(cè)壁陡峭、表面平

整，微結(jié)構(gòu)的厚度可