《傳感器與檢測技術簡明教程》-胡蓉 習題及答案 CH11 新型傳感器

第13章新型傳感器

一、單項詵擇題

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程，核心在于知識性，知

識的最大特點在于其（）。

A.信息化B.模糊性C.智能性D.系統(tǒng)性

2、網(wǎng)絡傳感器特別適于（）

A、集中檢測B、遠程分布測量和監(jiān)控C、局部監(jiān)測D、無人監(jiān)測

3、網(wǎng)絡傳感器的核心是（）

A、構成網(wǎng)絡B、分布式測量C、使傳感器實現(xiàn)網(wǎng)絡通信協(xié)議D、多節(jié)點

4、下列關于智能傳感器的功能描述錯誤的是（）。

A.自檢功能B.自校功能

C.自補償功能D.自動抗干擾功能

5、下列關于智能傳感器與傳統(tǒng)傳感器功能對比錯誤的是（1

A.具有信號調(diào)理功能B.具有自診斷、自校準功能

C.具有自適應、自調(diào)整功能D.具有記憶、存儲功能

二、多項選擇題

1、模糊傳感器的基本功能包括（）

A、學習功能B、推理聯(lián)想功能C、感知功能D、通信功能

2.下列對傳感器集成化的含義描述正確的是（）。

A.將多個功能完全相同的敏感單元集成在同一個芯片上；

B.將多個體積相近，外形相似的元器件集成在一個區(qū)域；

C.對多個結構相同、功能相近的敏感單元進行集成；

D.對不同類型的傳感器進行集成.

三、填空題

1、新型傳感器是相對于而言，隨著技術的發(fā)展和時間的推移，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合。

3、所謂的智能式傳感器就是一種帶有的，兼有信息檢測、信號處理、信息記憶、

____________________的傳感器o

4、模糊傳感器是在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)檢測的基礎上，經(jīng)過,以模擬人類自然語言

符號描述的形式輸出測量結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是：、、

和O

7、網(wǎng)絡傳感器就是能與連接或通過使其與微處理器、計算機或儀器系統(tǒng)連接

的傳感器。

8、網(wǎng)絡傳感器主要是由、及組成。

9、目前，主要有基于的網(wǎng)絡傳感器和基于的網(wǎng)絡傳感器

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合。

11、所謂的智能式傳感器就是一種帶有的，兼有信息檢測、信號處理、信息記

憶、

____________________的傳感器。

12、是智能式傳感器的核心。

四、簡答題

1、列舉至少6種智能式傳感器的特點。

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構？

4、簡述微傳感器的特點。

5、簡述IEEE1451的智能變送器接口標準的主要目標。

6、試畫出網(wǎng)絡傳感器測控系統(tǒng)的結構。

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？

10、智能傳感器今后的發(fā)展方向如何？

11、智能傳感器如何實現(xiàn)？

12、如何設計智能傳感器？

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、什么是微機電系統(tǒng)？

17、微機電系統(tǒng)的基本結構是什么？

18、簡要介紹主要的MEMS制造技術。

19、什么是網(wǎng)絡傳感器？

20、網(wǎng)絡傳感器是如何分類的？

21、簡要介紹IEEE1451網(wǎng)絡傳感器。

22、網(wǎng)絡傳感器的主要發(fā)展方向是什么？

第13章新型傳感器

一、單項選擇題

題號答案知識點

1B模糊傳感器

2B網(wǎng)絡傳感器

3C網(wǎng)絡傳感器

41)智能傳感器

5A智能傳感器

二、多項選擇題

題號答案知識點

1ABCD模糊傳感器

2ACD智能傳感器

三、填空題

題號答案知識點

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；邏輯思維與判斷功能智能傳感器

4模糊推理與知識集成模糊傳感器

5微傳感器；微執(zhí)行器；信號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

7網(wǎng)絡；網(wǎng)絡網(wǎng)絡傳感器

8信號采集單元；數(shù)據(jù)處理單元；網(wǎng)絡接口單元網(wǎng)絡傳感器

9現(xiàn)場總線；以太網(wǎng)（Ethernet）協(xié)議網(wǎng)絡傳感器

10微處理器；傳感器智能傳感器

11微處理機；邏輯思維與判斷功能智能傳感器

12微型計算機或微處理機智能傳感器

四、簡答題

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；高性價比;

自適應性強；超小型化；微功率。

知識點：智能傳感器

2、答：（1）提高測量精度：（2）增加功能；（3）提高自動化程度。

知識點：智能傳感器

3、答：如圖A.6所示。

被測量值范

國劃分表

被測量1模糊.區(qū)間中值或相

判據(jù)應符號表示組

合

模測量

糊結果

判

據(jù)

被測最n模糊區(qū)間中值或相

判據(jù)應符號表示

圖A.6模糊傳感器的一般結構

知識點：模糊傳感器

4、答：（1）空間占有率?。唬?）靈敏度高，響應速度快；（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）價格低廉。

知識點：微傳感器

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

理器的系統(tǒng),儀器儀表和現(xiàn)場總線網(wǎng)絡相連,并最終實現(xiàn)變送器到網(wǎng)絡的互換性與互操作性。

知識點：智能傳感器

6、答：如圖A.7所小。

圖A.7網(wǎng)絡傳感器測控系統(tǒng)的結構

知識點：網(wǎng)絡傳感器

7、答：智能傳感器是指傳感器與微處理器賦予智能的結合，兼有信息檢測與信息處理的傳

感器。

知識點：智能傳感器

8、答：智能傳感器的主要功能是：

（1）具有自動校零、自動標定、自動校正功能：

（2）具有自動補償功能：

（3）能夠自動采集數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行預處理；

（4）能夠自動進行檢驗、自選量程、自尋故障；

（5）具有數(shù)據(jù)存儲、記憶與信息處理功能；

（6）具有雙向通訊、標準化數(shù)字輸出或符號輸出功能；

（7）具有判斷、決策處理功能，

知識點：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：

（1）精度高

（2）可靠性與穩(wěn)定性高

（3）信噪比與分辨力高

（4）自適應性強

（5）性能價格比高

知識點：智能傳感器

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

器；

（2）微結構（智能結構）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研制傳感器功能材料，以此技術為基礎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計方法。

知識點：智能傳感器

11、答：智能傳感器的實現(xiàn)有三種途徑：

（1）集成化實現(xiàn)

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

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

（2）非集成化實現(xiàn)

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

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

（3）混合實現(xiàn)

混合實現(xiàn)是指根據(jù)需要與可能，將系統(tǒng)各個集成化環(huán)節(jié)，如敏感單元、信號調(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，并裝在一個外殼里。

知識點：智能傳感器

12、答：智能傳感器的設計一般要涉及以下幾個方面的內(nèi)容及相應的流程：

（1）智能壓力傳感器的結構設計

（2）敏感元件設計

（3）傳感器工藝設計

（4）軟件設計

知識點：智能傳感器

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

裝置，即模糊傳感器是在經(jīng)典傳感器數(shù)值測量的基礎上經(jīng)過模糊推理與知識集成，以自然語

言符號的描述形式輸出的傳感器。

知識點：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，基于各種物理效應的機械、電子

元器件集成在一個基片上的傳感器。

知識點：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，即學習、推理、

聯(lián)想、感知和通信功能。

知識點：模糊傳感器

16、答：微機電系統(tǒng)就是由微傳感器、微執(zhí)行器、信號處理和控制電路、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)的自動化、智能

化和可靠性水平。

知識點：微傳感器

17、答：微機電系統(tǒng)的基本結構一般由微傳感器、微執(zhí)行器、信號處理和控制電路、通

訊接口和電源等部件組成。

知識點：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實現(xiàn)微機械加工。微機電系統(tǒng)中采用的超精密

加工技術多是由加工工具本身的形狀或運動軌跡來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雜、精度高的微構件。其主要缺點是裝配困難、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

上面的結構圖形的加工方法。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，然后淀積作為機械結構的材料并光刻出所需的圖形，再將支撐結構

層的犧牲層材料腐蝕掉，從而形成懸浮的、可動的微機械結構部件。

（3）體微加工

體微加工技術是為制造微三維結構而發(fā)展起來的，是按照設計圖在硅片（或其他材料）

上有選擇地去除一部分硅材料，形成微機械結構°體微加工技術的關鍵技術是蝕刻，通過腐

蝕對材料的某些部分有選擇地去除，使被加工對象顯露出一定的幾何結構特征。腐蝕方法分

為化學腐蝕和離子腐蝕。

（4）LIGA技術

LIGA技術先利用同步輻射X射線光刻技術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構。LIGA技術的優(yōu)點是

能制造三維微結構器件，獲得的微結構具有較大的深寬比和精細的結構，側壁陡峭、表面平

整，微結構的厚度可