传感器题目，急

Question

1根据电容传感器的工作原理说明它的分类，电容传感器能够测量哪些物理参量？2光导纤维按传输模式分为哪两种类型？传感行和传输型光纤传感器按照其特点应选用哪种光纤？

Answer 1

电容传感器
用电测法测量非电学量时，首先必须将被测的非电学量转换为电学量而后输入之。通常把非电学量变换成电学量的元件称为变换器；根据不同非电学量的特点设计成的有关转换装置称为传感器，而被测的力学量（如位移、力、速度等）转换成电容变化的传感器称为电容传感器。
�从能量转换的角度而言，电容变换器为无源变换器，需要将所测的力学量转换成电压或电流后进行放大和处理。力学量中的线位移、角位移、间隔、距离、厚度、拉伸、压缩、膨胀、变形等无不与长度有着密切联系的量；这些量又都是通过长度或者长度比值进行测量的量，而其测量方法的相互关系也很密切。另外，在有些条件下，这些力学量变化相当缓慢，而且变化范围极小，如果要求测量极小距离或位移时要有较高的分辨率，其他传感器很难做到实现高分辨率要求，在精密测量中所普遍使用的差动变压器传感器的分辨率仅达到1～5 μm数量级；而有一种电容测微仪，他的分辨率为0.01 μm，比前者提高了两个数量级，最大量程为100±5 μm，因此他在精密小位移测量中受到青睐。
�对于上述这些力学量，尤其是缓慢变化或微小量的测量，一般来说采用电容式传感器进行检测比较适宜，主要是这类传感器具有以下突出优点：
�(1)测量范围大其相对变化率可超过100%；
�(2)灵敏度高如用比率变压器电桥测量，相对变化量可达10-7数量级；
(3)动态响应快因其可动质量小，固有频率高，高频特性既适宜动态测量，也可静态测量；
�(4)稳定性好由于电容器极板多为金属材料，极板间衬物多为无机材料，如空气、玻璃、陶瓷、石英等；因此可以在高温、低温强磁场、强辐射下长期工作，尤其是解决高温高压环境下的检测难题。
油液的污染形式通常是金属磨粒、氧化物、油泥、结碳、水分、沉淀物、燃油以及氢、氯、热、电、空气等造成的污染。油液污染后其物理或化学性能都会生变化，根据介电常数的变化，便可综合测定在用油的总体污染程度和质量。
FW-C1型电容式润滑油实时在线监测传感器
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本传感器采用电容式测量方法，可以在线准确测定润滑油的污染程度，包括氧化程度、含水量和其它机械化学杂质污染度，从而精确测定润滑油质量，判定是否需要更换润滑油，即可节约油料，又能预测设备故障，是设备润滑油管理中改变传统的按期换油，实现按质换油的关键部件。本传感器采用螺纹连接，体积小，重量轻，结构可靠，是理想的在线润滑油检测传感器，可普遍应用于各类大型动力机械，轴承，齿轮箱，泵机和汽轮机的润滑油检测质量实时检测中。该传感器还可与控制室中的二次仪表或控制器相连，实现数据存储，积算、传输和控制功能。
FWS-CⅡ型在线电容式水分检测传感器
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本传感器采用电容式测量方法，在线检测各种工作机械的液压、润滑系统介质的含水率，特别是外部水容易渗入机械内部的轧钢机、造纸机、汽轮 机、船舶机械。 监视循环油系统是否存在泄漏，如水冷却器等。 监视工作机械的密封元件是否损坏，引起外部水渗入。 监视环境空气湿度对润滑液压系统油品品质和含水率的影响。，从而精确测定润滑油质量，预测设备故障，是设备润滑油管理中的关键部件。本传感器采用螺纹连接，体积小，重量轻，结构可靠，测量精度高，工作稳定，具有较强的抗电磁干扰性能。封闭型不锈钢制外壳具有很好的防水防尘性能。可直接安装于工厂现场液压润滑管道上。是理想的在线水分检测传感器。
该传感器还可与控制室中的二次仪表或控制器相连，在线、连续、实时的检测各种低水分油品的含水率。直接显示，远程控制和报警。实现数据存储，积算、传输和控制功能。普遍应用于大中型机械联动机组的液压、润滑循环系统 例如：高线轧机和板带轧机润滑油系统、板带轧机和棒线轧机液压传动系统、汽轮发电机组润滑系统、造纸机组润滑系统、船舶机械润滑系统、燃料油库。粘度计，污染度，湿度计电容式传感器
第二个问题
光导纤维传输中的一个重要性能就是模式分布
我们将沿纤芯传输的光分解为沿轴向和沿截面两种平面波成分
沿截面传输的平面波在纤芯与包层的界面处发生全反射
每一往复传输的相位变化是2*Pi的整数倍时
就可以在截面内形成驻波,这样的驻波光线组称为"模"

2.多模光纤与单模光纤:
多模光纤的纤芯大,入射光进入纤芯的角度多,向前传播的路径也多
所以其电磁场分布模式多种多样,可同时传播多种模式
单模光纤的纤芯小,光的入射角度小,电磁场分布模式单纯
只允许一种最基本的模式即基模的传播,其它高次模均被淘汰
3.光在单模光纤中的传播

光在单模光纤中的传播轨迹，简单地讲是以平行于光纤轴线的形式以直线方式传播，

这是因为在单模光纤中仅以一种模式（基模）进行传播，而高次模全部截止，不存在模式色散。平行于光轴直线传播的光线代表传播中的基模。
第三个问题
传感型: 光纤既传输信号，又是敏感元件

传输型: 光纤仅传输信号，不起敏感作用

Answer 2

电容器传感器多数是利用容抗与距离和面积的关系，用距离和容抗的关系可以测量压力，位移之类的物理量，面积与容抗的关系多数是用来调节电容，当然用作传感器也未尝不可