Chemische Sensoren: Interaktive Lernquizzes für Mechatronik-Studierende

Question 1

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die wesentliche Funktionsweise eines Gassensors?

Accepted Answer

Wandlung chemischer Signale in elektrische Signale

Answer

Wandlung elektrischer Signale in chemische Signale

Answer

Messung physikalischer Eigenschaften eines Gases

Answer

Erkennung der chemischen Zusammensetzung eines Gases

Question 2

Welches Material wird als Membran für Gassensoren verwendet?

Accepted Answer

Parylen

Answer

Polyethylen

Answer

Polystyrol

Answer

Polycarbonat

Question 3

Welcher Sensortyp basiert auf einer chemischen Reaktion zwischen dem Sensorelement und dem zu messenden Gas?

Accepted Answer

Gassensor

Answer

Piezoelektrischer Sensor

Answer

Temperatursensor

Answer

Feuchtesensor

Question 4

Nennen Sie eine typische Anwendung eines pH-Sensors.

Accepted Answer

Überwachung der Wasserqualität

Answer

Messung der Temperatur

Answer

Detektion von Gaslecks

Answer

Überprüfung der Luftfeuchtigkeit

Question 5

Welches Material wird häufig als Sensorelement in Biosensoren verwendet?

Accepted Answer

Enzym

Answer

Keramik

Answer

Metall

Answer

Kunststoff

Question 6

Welche Größe kann von einem chemischen Sensor nicht gemessen werden?

Accepted Answer

Geschwindigkeit

Answer

Temperatur

Answer

Konzentration

Answer

Feuchtigkeit

Question 7

Welches Element wird in Lambdasonden zur Detektion von Sauerstoff verwendet?

Accepted Answer

Zinkoxid

Answer

Titandioxid

Answer

Eisenoxid

Answer

Aluminiumoxid

Question 8

Welcher Sensortyp verwendet die chemische Lumineszenz als Nachweisprinzip?

Accepted Answer

Optischer Sensor

Answer

Elektrochemischer Sensor

Answer

Magnetischer Sensor

Answer

Piezoresistiver Sensor

Question 9

Was ist das grundlegende Prinzip, auf dem die Funktionsweise chemischer Sensoren beruht?

Accepted Answer

Wechselwirkung zwischen Sensormaterial und Messobjekt

Answer

Veränderung des elektrischen Widerstands

Answer

Lichtabsorption

Question 10

Welches der folgenden Kriterien ist **kein** essentielles Auswahlkriterium für chemische Sensoren?

Accepted Answer

Preis

Answer

Empfindlichkeit

Answer

Spezifität

Answer

Reaktionszeit

Question 11

Welcher Sensortyp basiert auf einer chemischen Reaktion, die eine messbare elektrochemische Veränderung hervorruft?

Accepted Answer

Amperometrischer Sensor

Answer

Piezoresistiver Sensor

Answer

Optischer Sensor

Answer

Kapazitiver Sensor

Question 12

Welche der folgenden Größen beeinflusst die Empfindlichkeit von pH-Sensoren am stärksten?

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Lichtintensität

Answer

Feuchtigkeit

Answer

Druck

Question 13

Welcher Sensortyp eignet sich besonders für die Detektion von flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs)?

Accepted Answer

Metall-Oxid-Halbleiter-Sensor (MOS-Sensor)

Answer

piezoelektrischer Sensor

Answer

Fiberoptischer Sensor

Answer

Induktiver Näherungssensor

Question 14

Was versteht man unter der Selektivität chemischer Sensoren?

Accepted Answer

Fähigkeit, zwischen verschiedenen Zielsubstanzen zu unterscheiden

Answer

Fähigkeit, kleinste Konzentrationen einer Zielsubstanz zu detektieren

Question 15

Welches Verfahren wird zur Herstellung von pH-Sensoren eingesetzt?

Accepted Answer

Ionenaustausch

Answer

Sputtern

Answer

Photolithographie

Answer

Dünnschichtdeposition

Question 16

In welchem Anwendungsbereich finden Gassensoren typischerweise Verwendung?

Accepted Answer

Überwachung der Luftqualität

Answer

Geschwindigkeitsmessung

Answer

Positionsmessung

Answer

Temperaturmessung

Question 17

Welcher Parameter charakterisiert die Empfindlichkeit eines chemischen Sensors am besten?

Accepted Answer

Steigung der Kalibrierkurve

Answer

Reaktionszeit

Answer

Hysterese

Answer

Grenzwert der Nachweisgrenze

Question 18

Welchem Zweck dient die Kalibrierung chemischer Sensoren?

Accepted Answer

Anpassung des Sensorsignals an die Zielsubstanzkonzentration

Answer

Kalibrierung ist nur für neue Sensoren erforderlich

Question 19

Welches Material wird als Referenzelektrode in pH-Sensoren verwendet?

Accepted Answer

Silber/Silberchlorid (Ag/AgCl)

Answer

Platin (Pt)

Answer

Kupfer (Cu)

Answer

Kohle (C)

Question 20

Welcher Sensortyp ist darauf ausgelegt, die Konzentration eines bestimmten Gases zu detektieren?

Accepted Answer

Gassensor

Answer

Temperatursensor

Answer

Beschleunigungssensor

Answer

Näherungssensor

Question 21

Welche Aussage über Biosensoren ist zutreffend?

Accepted Answer

Sie nutzen biologisches Material als Erkennungsmechanismus.

Answer

Sie erzeugen ausschließlich optische Signale.

Answer

Sie sind ausschließlich für die Messung von pH-Werten geeignet.

Question 22

Welches Messprinzip liegt pH-Sensoren zugrunde?

Accepted Answer

Messung der Wasserstoffionenkonzentration

Answer

Messung der Temperatur

Answer

Messung des elektrischen Potenzials

Answer

Messung der Lichtintensität

Question 23

Welche Anwendung ist für einen Gassensor geeignet?

Accepted Answer

Überwachung der Luftqualität

Answer

Erkennung von Bewegung

Answer

Messung der Temperatur

Answer

Bestimmung des pH-Werts

Question 24

Welche Aussage über die Kalibrierung von chemischen Sensoren ist richtig?

Accepted Answer

Sie ist entscheidend für die Gewährleistung der Genauigkeit.

Answer

Sie ist nur erforderlich, wenn der Sensor neu ist.

Answer

Sie kann nur mit hoch entwickelten Geräten durchgeführt werden.

Question 25

Welche Art von Signal erzeugen chemische Sensoren?

Accepted Answer

Elektrisch oder optisch

Answer

Chemisch

Answer

Mechanisch

Question 26

Was ist die primäre Funktion eines chemischen Sensors?

Accepted Answer

Umwandlung chemischer Informationen in ein messbares Signal

Answer

Erzeugung von Licht

Answer

Erzeugung von elektrischem Strom

Question 27

Welches Messprinzip kommt bei Lambdasonden zum Einsatz?

Accepted Answer

Elektrochemisch

Answer

Magneto-resistiv

Answer

Optisch

Answer

Induktiv

Question 28

Welche Biosensorart wird üblicherweise zur Bestimmung des Blutzuckerwertes verwendet?

Accepted Answer

Enzymatischer Biosensor

Answer

Potentiometrischer Biosensor

Answer

Immunsensor

Answer

Optischer Biosensor

Question 29

Welche Aussage zur Empfindlichkeit chemischer Sensoren trifft zu?

Accepted Answer

Sie hängt von der spezifischen Oberfläche des Sensors ab.

Answer

Sie steigt mit der Temperatur.

Answer

Sie ist unabhängig von der Konzentration der Zielsubstanz.

Question 30

Welches Material wird häufig für die Herstellung der empfindlichen Schicht von Gassensoren verwendet?

Accepted Answer

Metalloxide

Answer

Metalle

Answer

Polymere

Answer

Keramik

Question 31

Welche der folgenden Größen kann nicht mit Hilfe von chemischen Sensoren gemessen werden?

Accepted Answer

Beschleunigung

Answer

Konzentration

Answer

Feuchtigkeit

Answer

Temperatur

Question 32

Welcher wesentliche Vorteil ergibt sich aus dem Einsatz chemischer Sensoren in der Medizin?

Accepted Answer

Früherkennung von Erkrankungen

Answer

Geringere Kosten

Answer

Einfachere Handhabung

Answer

Höhere Genauigkeit

Question 33

Welches grundlegende Prinzip liegt elektrochemischen Gassensoren zugrunde?

Accepted Answer

Redox-Reaktion an einer Grenzfläche

Answer

Absorption von Licht durch Gasmoleküle

Answer

Kapazitätsänderung eines Dielektrikums

Answer

Induktive Kopplung zwischen Spulen

Question 34

Welcher Biosensor-Typ basiert auf der spezifischen Bindung von Analyten an immobilisierte Antikörper?

Accepted Answer

Immunsensor

Answer

Zellbasierter Sensor

Answer

Enzymsensor

Answer

Nukleinsäuresensor

Question 35

Welche Messgröße wird primär bei einem pH-Sensor erfasst?

Accepted Answer

Wasserstoffionenkonzentration

Answer

Temperatur der Flüssigkeit

Answer

Spannung an den Elektroden

Answer

Leitfähigkeit der Lösung

Question 36

Welche der folgenden Anwendungen ist ein typisches Einsatzgebiet für Gassensoren?

Accepted Answer

Überwachung der Luftqualität in Innenräumen

Answer

Messung des Blutdrucks

Answer

Bestimmung des Blutzuckerwertes

Answer

Sequenzierung von DNA

Question 37

Welcher Faktor kann die Selektivität eines chemischen Sensors negativ beeinflussen?

Accepted Answer

Querempfindlichkeit gegenüber anderen Substanzen

Answer

Wiederholgenauigkeit der Messwerte

Answer

Linearität des Sensorsignals

Answer

Empfindlichkeit gegenüber dem Zielanalyten

Question 38

Welche Komponente ist das zentrale Element eines kapazitiven Gassensors?

Accepted Answer

Dielektrikum mit veränderbarer Permittivität

Answer

Elektrolyt mit ionenleitender Fähigkeit

Answer

Halbleitermaterial mit dotierter Grenzfläche

Question 39

Welche Überlegung spielt bei der Anwendung von Biosensoren in medizinischen Diagnosen eine entscheidende Rolle?

Accepted Answer

Biokompatibilität mit dem menschlichen Körper

Answer

Kostengünstige Herstellung und Entsorgung

Answer

Lange Haltbarkeit unter verschiedenen Bedingungen

Answer

Geringe Größe für minimalinvasive Messungen

Question 40

Welcher Biosensor-Typ nutzt Fluoreszenz als Nachweisprinzip?

Accepted Answer

Optischer Biosensor

Answer

Elektrochemischer Biosensor

Answer

Mechanischer Biosensor

Answer

Thermischer Biosensor

Question 41

Welche geometrische Größe beeinflusst maßgeblich die Empfindlichkeit eines chemischen Sensors?

Accepted Answer

Aktive Oberfläche des Sensors

Answer

Gesamtmasse des Sensors

Answer

Dichte des Sensormaterials

Answer

Volumen des Sensors

Question 42

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten die Funktionsweise eines Gassensors?

Accepted Answer

Ein Gassensor detektiert die Anwesenheit eines Gases durch eine chemische Reaktion, die eine messbare Änderung hervorruft, beispielsweise eine Änderung des elektrischen Widerstands.

Answer

Ein Gassensor misst die Konzentration eines Gases durch die Absorption von Licht bestimmter Wellenlängen.

Question 43

Welche Art von chemischem Sensor wird typischerweise zur Messung des pH-Werts einer Lösung verwendet?

Accepted Answer

pH-Sensor

Answer

Temperatursensor

Answer

Biosensor

Answer

Gassensor

Question 44

Welche der folgenden Anwendungen ist am besten geeignet für einen Biosensor?

Accepted Answer

Glukosekonzentration im Blut eines Patienten messen

Answer

Den Druck in einem Reifen messen

Answer

Die Temperatur eines Motors messen

Question 45

Welches der folgenden Materialien wird häufig als Material für den empfindlichen Teil eines Gassensors verwendet?

Accepted Answer

Metalloxide

Answer

Kunststoff

Answer

Glas

Answer

Holz

Question 46

Welche der folgenden Größen wird typischerweise zur Kennzeichnung der Empfindlichkeit eines chemischen Sensors verwendet?

Accepted Answer

Die Änderung der Sensorantwort pro Konzentrationseinheit des Analyten

Answer

Die Zeit, die der Sensor benötigt, um sich zu stabilisieren

Answer

Die maximale Sensorantwort

Question 47

Was ist der Hauptvorteil eines chemischen Sensors gegenüber einer traditionellen chemischen Analysemethode?

Accepted Answer

Chemische Sensoren sind in der Regel schneller und kostengünstiger.

Answer

Chemische Sensoren benötigen keine Kalibrierung.

Answer

Chemische Sensoren sind präziser als traditionelle Methoden.

Question 48

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten die Arbeitsweise eines elektrochemischen Sensors?

Accepted Answer

Ein elektrochemischer Sensor misst die Änderung des elektrischen Stroms oder der Spannung, die durch eine chemische Reaktion an der Elektrodenoberfläche verursacht wird.

Answer

Ein elektrochemischer Sensor misst die Änderung des elektrischen Widerstands eines Materials aufgrund der Anwesenheit eines Analyten.

Question 49

Welche der folgenden Herausforderungen ist typischerweise mit der Verwendung von chemischen Sensoren verbunden?

Accepted Answer

Eingeschränkte Selektivität, was zu Fehlmessungen führen kann.

Answer

Hohe Kosten für die Produktion von Sensoren.

Answer

Die Notwendigkeit, Sensoren regelmäßig zu kalibrieren.

Question 50

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten den Unterschied zwischen einem Gassensor und einem Biosensor?

Accepted Answer

Ein Gassensor detektiert die Anwesenheit eines Gases, während ein Biosensor die Anwesenheit eines biologischen Analyten, wie z. B. eines Enzyms, detektiert.

Answer

Ein Gassensor ist in der Regel kleiner als ein Biosensor.

Question 51

Ein pH-Sensor wird verwendet, um den pH-Wert einer Lösung zu messen. Welcher Wert entspricht einem sauren pH-Wert?

Accepted Answer

pH-Wert unter 7

Answer

pH-Wert über 7

Answer

pH-Wert zwischen 0 und 1

Answer

pH-Wert gleich 7

Question 52

Welches Prinzip liegt Gassensoren zugrunde?

Accepted Answer

Änderung der elektrischen Leitfähigkeit

Answer

Änderung der Masse

Answer

Änderung der Lichtintensität

Answer

Änderung des pH-Werts

Question 53

Welche Anwendung finden Biosensoren?

Accepted Answer

Medizinische Diagnostik

Answer

Wegmessung

Answer

Messung der Luftfeuchtigkeit

Answer

Temperaturmessung

Question 54

Wie wird die pH-Empfindlichkeit eines pH-Sensors erreicht?

Accepted Answer

Verwendung eines ionenselektiven Materials

Answer

Verwendung eines lichtempfindlichen Sensors

Answer

Verwendung eines piezoelektrischen Materials

Question 55

Welche Vorteile bieten chemische Sensoren im Vergleich zu anderen Sensortypen?

Accepted Answer

Hohe Spezifität und Sensitivität

Answer

Geringe Größe und geringer Stromverbrauch

Answer

Einfache Integration in Systeme

Answer

Robustheit gegenüber rauen Umgebungen

Question 56

Welches Sensorelement wird in elektrochemischen Gassensoren häufig verwendet?

Accepted Answer

Metalloxidhalbleiter (MOS)

Answer

Piezoelektrischer Quarz

Answer

Optische Faser

Answer

Thermoelement

Question 57

Wie wird die Ausgangsgröße eines Biosensors typischerweise gemessen?

Accepted Answer

Elektrochemisch

Answer

Mechanisch

Answer

Optisch

Question 58

Welcher Faktor beeinflusst die Ansprechzeit von pH-Sensoren?

Accepted Answer

Dicke der Membran

Answer

Temperatur

Answer

Luftfeuchtigkeit

Answer

Größe der Elektroden

Question 59

Welche Art von Kalibrierung wird bei chemischen Sensoren häufig verwendet?

Accepted Answer

Mehrpunktkalibrierung

Answer

Einpunktkalibrierung

Answer

Automatische Kalibrierung

Answer

Manuelle Kalibrierung

Question 60

Welches Material wird in amperometrischen Gassensoren zur Herstellung der Arbeitselektrode verwendet?

Accepted Answer

Platin

Answer

Kupfer

Answer

Aluminium

Question 61

Wie beeinflusst die Temperatur die Leistung von Biosensoren?

Accepted Answer

Sie kann die Enzymreaktion beeinflussen

Answer

Sie kann die Lebensdauer des Sensors verkürzen

Answer

Sie kann die Genauigkeit des Sensors beeinträchtigen

Answer

Sie hat keinen signifikanten Einfluss