发布时间 : 星期日 文章传感器原理及工程应用 - （第三版） - (（郁有文）) - （西安电子科技大学出版） - 详细答案(1)更新完毕开始阅读
2、光纤的NA越大，表明它的集光能力越强，一般希望有大的数值孔径，这有利于提高耦合效率； 但数值孔径过大，会造成光信号畸变。所以要适当选择数值孔径的数值，如石英光纤数值孔径一般为0.2~0.4。
8-8 当光纤的n1=1.46，n2=1.45，如光纤外部介质的n0=1，求光在光纤内产生全内反射时入射光的最大入射角?c的值？ 【解】
根据光纤数值孔径NA的定义
1NA?sin?c?n12?n22?1.462?1.452?0.1706 n0入射临界角?c为
?c?arcsinNA?arc0.1706?9.80
故，得该种光纤最大入射角为9.80 ，即入射光线必须在与该光纤轴线夹角小于9.80 时才能传播。
8-9 根据图8-43和8-44，说明半导体光吸收型光纤温度传感器的工作原理。 【答】
半导体吸收式光纤传感器测温系统原理图(a)所示：
(a) 半导体吸收式光纤传感器测温系统原理图
输入光纤和输出光纤两端面间夹一片厚度约零点几毫米的半导体光吸收
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片，并用不锈钢管加以固定,使半导体与光纤成为一体。它的关键部件是半导体光吸收片。由半导体物理知道，半导体的禁带宽度 Eg 随温度 T 增加近似线性地减小，如图(b)所示。
禁带宽度/eV2.42.22.01.81.61.41.21.00.80.60.40.20200 600T / KGaPGaAsSiInP400
(b) 半导体的禁带宽度与温度的关系 (c) 半导体的透射光强与温度的关系
由图(c)可以看出：半导体的本征吸收限（或吸收边）波长随温度增加
ch而向长波长的方向位移。 ?g(?g?)Eg
在 T 一定时的情况下，半导体引起的光吸收随着吸收边波长λg的变短而急剧增加，也即透过率急剧下降，直至光几乎不能穿透半导体。反之，随着吸收边波长λg的变长，半导体的透光率增大。在光源λ一定的情况下，通过半导体的透射光强随温度 T 的增加而减小。 9-1 简述气敏传元件的工作原理。 【答】
半导体气敏传感器的敏感部分是金属氧化物半导体微结晶粒子烧结体，当它的表面吸附被测气体时，半导体微结晶粒子接触表面的导电电子比例就会
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发生变化，从而使气敏元件的电阻值随被测气体的浓度而改变。这种反应是可逆的，因而是可重复使用的。
当氧化型气体吸附到N型半导体上，还原型气体吸附到P型半导体上时，将使半导体载流子减少，而使半导体电阻值增大。
当还原型气体吸附到N型半导体上，氧化型气体吸附到P型半导体上时，则半导体载流子增多，使半导体电阻值下降。 9-2 为什么多数气敏元件都附有加热器？ 【答】
加热器的作用是将附着在敏感元件表面上的尘埃、油雾等烧掉，加速气体的吸附，从而提高器件的灵敏度和响应速度。加热器的温度一般控制在200~400℃左右。
9-3 什么叫湿敏电阻？湿敏电阻有哪些类型？ 【答】
1、湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的。
2、工业上流行的湿敏电阻主要有：半导体陶瓷湿敏元件、氯化锂湿敏电阻和有机高分子膜湿敏电阻。
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9-5
9-6 根据图9-23，说明用色敏传感器测量光波波长（即颜色）的工作原理。
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