武汉理工大学的传感技术选修课程是信息技术领域的一个重要分支，主要研究如何利用各种传感器获取、处理和分析物理或化学信息。这份"传感技术选修 往年试卷"包含的资料对于学习者来说是一份宝贵的资源，它可以帮助学生深入了解课程的核心概念、理论与实践应用。 试卷中的知识点通常涵盖以下几个方面： 1. **传感器的基本原理**：了解传感器的工作原理是学习的基础，包括传感器的定义、分类，如热电偶、压电元件、光电效应等传感器的工作机制。 2. **信号转换与放大**：传感器采集的信息往往很微弱，需要通过电路进行信号放大和转换，以便后续处理。这涉及到模拟电路和数字电路的基础知识，如运算放大器的应用、A/D转换器的工作原理。 3. **测量误差分析**：理解传感器的误差来源及其对测量结果的影响，如非线性误差、迟滞误差、漂移等，以及如何通过校准和补偿来减小误差。 4. **信号处理技术**：包括滤波技术（如低通、高通、带通滤波器）、采样定理、数据处理算法（如平均值、最大值、最小值的计算）等，这些技术在解析传感器数据时至关重要。 5. **典型传感器的应用**：例如，温度传感器（如热电阻、热电偶）、压力传感器（如压阻式、压电式）、位移传感器（如电容式、磁感应式）等在各个领域的应用，如环境监控、工业自动化、汽车电子、医疗设备等。 6. **系统设计与集成**：学习如何将多个传感器集成到一个系统中，实现多参数测量，理解传感器接口设计、数据通信协议（如I2C、SPI）以及嵌入式系统的设计原则。 7. **实验与实践**：通过历年试卷，学生可以了解课程可能涉及的实验内容，如传感器的标定、信号调理、数据采集系统的搭建等，有助于提升动手能力和解决实际问题的能力。 8. **最新发展与趋势**：随着科技的进步，新型传感器（如光纤传感器、MEMS传感器）和技术（如无线传感器网络、物联网）的引入，试卷可能会涉及这些前沿知识。 9. **工程伦理与标准**：在实际应用中，了解相关的行业标准、安全规定和工程伦理也是不可或缺的一部分。 通过深入学习和研究这些试卷，学生不仅能掌握传感技术的基本理论，还能提高分析问题和解决问题的能力，为未来在相关领域的实践打下坚实基础。同时，历年试卷的分析也有助于备考，了解题型和考核重点，提高学习效率。

光电传感器是一种能够将可见光信号转换为电信号的器件，也可称为光电器件，主要用于光控开关，光控照明，光控报警领域中，对各种可见光进行控制。 　　 　　光电传感器的线路连接图 　　从上图可看出该光电传感器采用的是光敏电阻器作为光电元件，光敏电阻器是一种对光敏感的元件，其电阻值随入射光线的强弱发生变化而变化。 　　当环境光较强时，光电传感器RG的阻值较小，使可调电阻器RP与光电传感器RG处的分压值变低，不能达到双向触发二极管VD的触发电压值，双向触发二极管VD 截止，进而使双向了晶闸管VS也截止，照明灯EL熄灭。 　　当环境光较弱时，光电传 在现代传感技术中，光电传感器是一种将光信号转换为电信号的器件，广泛应用于自动化控制领域，特别是在光控开关、照明以及报警系统中。光敏电阻器是光电传感器中重要的组成部分，其能够将光强变化转换为电阻值变化，进而影响电路的分压，实现对环境光照强度的检测与响应。 光电传感器的控制电路通常利用光敏电阻的电阻值随光强变化的特性来设计。在光照强度变化时，光敏电阻的阻值会发生相应变化，从而改变电路中分压的大小。这种改变最终影响到整个电路的工作状态，控制负载（如照明灯）的开关。具体来说，当环境光线较强时，光敏电阻的阻值会减小，与之串联的可调电阻器RP和光敏电阻器RG形成较低的分压值，该分压值若低于双向触发二极管VD的触发电压，VD将保持截止状态，导致双向晶闸管VS也截止，使得负载断开，照明灯熄灭。 反之，在环境光线较暗时，光敏电阻的阻值增大，与可调电阻器RP形成较高的分压值。随着光线强度的进一步减弱，该分压值会增加到足以触发双向触发二极管VD的程度，VD导通后，会触发双向晶闸管VS导通，闭合电路，使照明灯EL点亮。通过这种方式，光电传感器实现了对环境光照的实时监控，并根据光照强度的高低自动控制照明设备的开关。 值得注意的是，通过调整可调电阻器RP的阻值，我们可以设置特定的光照强度阈值，以满足不同环境的应用需求。例如，在住宅照明中，可能需要在傍晚时分自动开启灯光；而在工作场所，则可能需要在光线低于特定阈值时自动打开照明设备。这种灵活性使得光电传感器控制电路能够被广泛应用于多种场合。 除了在照明控制上的应用，光电传感器还在多个领域发挥着重要作用。例如，在工业自动化领域，光电传感器可以用于监测生产线上物体的存在与否，实现自动化检测；在安全领域，光电传感器能够作为入侵检测系统的一部分，及时响应非法入侵；在医疗设备中，利用光电传感器监测特定部位的光强，可以用于监测生理指标等。通过光电传感器，这些系统能够实时、准确地获取所需的光信号信息，从而提高自动化和智能化水平。 光电传感器及其控制电路的设计和应用，是现代传感技术进步的一个缩影。随着光电技术、微电子技术的发展，光电传感器正变得越来越小型化、智能化，其应用范围也在不断扩大。设计人员通过深入研究光电传感器的工作原理和电路特性，可以更好地将光电传感器集成到各类复杂的自动控制系统中，实现更加精确和高效的控制。同时，新的光电材料和新型传感器的研究开发，也在不断拓展光电传感器的应用边界，使其在智能家居、智慧城市、物联网等新兴领域中展现出更加广阔的应用前景。 光电传感器作为传感技术中的关键元件，其控制电路的设计理念和技术分析，不仅揭示了光电传感器的工作机理，还展示了其在不同领域中的广泛应用潜能。深入理解并掌握光电传感器的控制电路，对于提高自动化和智能化系统性能具有重要意义。随着技术的不断进步和创新，光电传感器及其控制电路必将在未来的科技发展中扮演更加重要的角色。

内容概要：本文深入探讨了光纤双芯耦合及多芯耦合传感器技术，特别是双芯光子晶体光纤传感器的原理、特性和应用。首先介绍了光纤双芯耦合技术的基本概念，即通过控制光纤间的距离和折射率实现光信号耦合，强调其高灵敏度和稳定性。接着讨论了光纤多芯耦合传感器的优势，如更高的灵敏度和更大的信息容量。随后重点阐述了双芯光子晶体光纤的独特结构（周期性空气孔）及其带来的优异光学性能，使其成为高精度传感的理想选择。最后，文中还介绍了Rsoft和beamprop两款重要仿真软件在光纤传感器设计中的关键作用，能够模拟和分析光纤的传输和耦合特性，为设计和优化提供科学依据。 适合人群：对光纤传感技术和光子晶体光纤感兴趣的科研人员、工程师和技术爱好者。 使用场景及目标：适用于希望深入了解光纤双芯耦合、多芯耦合传感器以及双芯光子晶体光纤传感器的工作原理和应用的人群。目标是帮助读者掌握相关理论知识并了解仿真工具的作用，从而更好地进行实际设计和应用。 阅读建议：本文不仅涵盖了理论知识，还包括了具体的技术细节和仿真工具的应用，因此建议读者在阅读时结合实际案例进行思考，并尝试使用Rsoft和beamprop进行仿真实验，以便更好地理解和掌握相关内容。

1 引言 　　传感器及其相关电路被用来测量各种不同的物理特性，例如温度、力、压力、流量、位置、光强等。这些特性对传感器起激励的作用。传感器的输出经过调理和处理，以对物理特性提供相应的测量。 　　数字信号处理是利用计算机或专用的处理设备，以数值计算的方式对信号进行采集、变换、估计与识别等加工处理，从而达到提取信息和便于应用的目的。仪表放大器具有非常优越的特性，能将传感器非常微弱的信号不失真的放大以便于信号采集。本文介绍在一个智能隔振系统中，传感器数据采集系统具有非常多的传感器，而且信号类型都有很大的差别的情况下如何使用仪表放大器将传感器信号进行调理以符合模数转换器件的工作范围。 　　2 仪

在自动测控系统中，常需要测量和显示有关电参量。目前大多数测量系统仍采用变压器式电压、电流互感器，由于互感器的非理想性，使得变比和相位测量都存在较大的误差，常需要采用硬件或软件的方法补偿，从而增加了系统的复杂性。采用霍尔检测技术，可以克服互感器这些缺点，能测量从直流到上百千赫兹的各种形状的交流信号，并且达到原副边不失真传递，同时又能实现主电路回路和电子控制电路的隔离，霍尔传感器的输出可直接与单片机接口。因此霍尔传感器已广泛应用于微机测控系统及智能仪表中，是替代互感器的新一代产品。在此提出了利用霍尔传感器对电参量特别是对高电压、大电流的参数的测量。 　　1 测量原理 　　1．1 霍尔效应原理

第五章 总结与展望 1.总结： 本文对自适应滤波器的 FPGA 实现研究，主要涉及两方面的内容，一方面结合 FPGA 设计数字信号系统具有可并行调用运算的特点，设计实现了可以独立调用功能模块的自 适应横向滤波器的结构，并利用该结构的设计方法，设计了 16 阶的自适应横向滤波器， 这种设计方法具有灵活，可以根据实际情况选择资源以及处理速度的特点。另一方面针 对传统自适应陷波器仅能对已知频率的单频噪声进行滤除，采用将采集到的噪声信号进 行 FFT 变换并提取几个特征频率值并将频率值作为自适应陷波器的期望信号频率，周 期性地提取并改变噪声特征频率值，并通过自适应算法，将变动的主要噪声频率值滤除， 最终提出该滤波器的 FPGA 结构设计。本文完成了以下设计内容。 （1）充分了解本文设计自适应滤波器所需的知识的基础上，采用 Matlab 的仿真功 能，对自适应横向滤波器以及符号算法的自适应陷波滤波器进行功能仿真，了解自适应 滤波器的滤波特点以及运算参数，以及滤波器阶数对滤波器收敛性能做了一定的研究， 为之后的滤波器设计奠定了理论基础。 （2）结合自适应横向滤波器可以独立的分为滤波部分，权值更新部分以及误差求 取部分，提出一种将各部分模块化设计，最后再调用组合的自适应横向滤波器设计方法， 最终利用该方法设计出了 16 阶的自适应横向滤波器，并对全串行，并行设计方法进行 了比较研究。 （3）对如何进行噪声特征频率提取的问题，提出了一种首先进行 FFT 变换之后对 变换值进行最大值提取求取对应频率值的方法，介绍了该方法的原理，并编写了 verilog HDL 程序，采用 Modelsim 进行了行为仿真。仿真结果说明能正确的提取出对应频率值。 （4）结合提取出来的噪声特征频率，设计陷波频率可变的自适应陷波滤波器，给出 了部分设计的 verilog HDL 设计程序，并进行了行为仿真测试。仿真结果说明，功能设 计是正确的。 2.展望 针对 FPGA 的自适应陷波滤波器设计，本文进行了 Matlab 仿真以及 verilog HDL 程 序编写并使用 Modelsim 仿真功能证明设计的正确性，但是由于个人理论知识以及研究 时间有限，在以下几个方面有待改进。 万方数据

1.3 课题的主要研究内容 1.3.1 课题的主要工作 （1）本文先采用模块化方式设计自适应横向(FIR)滤波器,对 FPGA 设计自适应算法 的基本滤波器的方法进行探究，并对后文设计自适应陷波器提供设计思路，具有一定的 普遍意义。 （2）本文所要研究的自适应陷波器，需要对噪声信号以及有用信号进行分别采集， 所以对噪声采集分析模块要进行一定的研究工作，利用振动传感器采集对应的噪声信号 作为参考噪声信号进行分析，利用 FPGA 设计 FFT 噪声信号幅频转换模块。所以对采集 后进行 AD 转换以及，FFT 变换后的噪声分析进行控制程序编写以及研究。 （3）针对自适应陷波器结构特点，设计一种新型自适应陷波器，可以将 FFT 变换 后的噪声分析出的三个噪声特征频率输出到自适应陷波器模块中，并实时调整滤除噪声 频率，以得到更好的滤波效果。 万方数据

PPP-BOTDA分布式光纤传感技术在水工结构物健康监测中的可行性探讨，杨孟，苏怀智，基于脉冲预泵浦（pulse-prepump, PPP）布里渊光时域分析的PPP-BOTDA分布式光纤传感技术，作为新近发展起来的一种监测手段，在空间分辨率和

为了满足煤矿瓦斯监测的需要,研制了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)传感技术的瓦斯监测系统。详细讨论了系统的软、硬件设计,系统具有完成数据的采集、传输、记录、数据显示及超限报警等功能,具有性能稳定、灵敏度较高、测量范围宽、重复性好等特点,适用于煤矿井下瓦斯监测。

物理学基本知识，可以作为传感器基本知识使用。   与真正的百科（例如维基百科）不同的是，《小时物理百科》系列更偏向于教材而不仅仅是一本供专业人士查阅的工具书．本书的主要面向的人群是： 1. 具有一定的高中数学物理基础，但没有上过任何大学数理课程，想自学大学物理的读者．2. 正在上相关大学物理课程的读者（作为参考书或预习使用）．3. 本科已经毕业，想重温或巩固本科内容的读者．4. 已学过本书内容，但需要经常查阅相关公式定理的读者．   本书作为《小时物理百科》系列的第一本（力学分册），涵盖了物理专业本科生所学的力学课程（通常是第一门专业物理课程）及少许理论力学课程（以下统称为经典力学）的内容，以及书中所需的所有超出高考大纲的数学内容（高等数学，线性代数等）．   本书可以帮助读者迅速了解力学的理论框架，配有若干例题，但暂不设习题，不设物理学史等拓展内容，因此不能代替相关课程的教材．   全书分为两个部分，数学部分介绍了力学部分涉及的任何超出高中数学的内容，包括数学拾遗，一元微积分，线性代数，多元微积分与计算物理六章．与标准的本科高等数学教材（如同济大学的《高等数学》和《线性代数》）相比，数学部分忽略了许多细节，也忽略了一些物理部分不需要使用的内容．这样，读者可以尽早开始学习物理而无需花费太多时间在数学上．力学部分主要讲解了牛顿的经典力学，包括质点，质点系与刚体，振动与波动，天体运动与中心力场，理论力学五章．   结构和特点 与其他教材不同，本书更接近于百科的形式，由许多词条构成．一个词条从半页到几页不等，可能包括“预备知识”，“结论”，“推导”，“例”，“应用实例”，“拓展阅读”等不同的组成部分．理论上来说，读者可以直接跳到最感兴的词条，如果“预备知识”里面列出的词条都已经掌握，就可以开始学习该词条，否则就先掌握“预备知识”里面的词条，以此类推．这种学习方法的好处在于无需按照课程的顺序学习，因此本书在结构上具有很大的优势．读者甚至可以根据自己的目标词条，画出一个知识结构图，这样就可以对知识结构做到一览无余，用最高的效率攀登目标词条．