傳感器期末習(xí)題匯總

1、傳感器原理及應(yīng)用的試題及答案一、 填空（30分，每空1分）1. 有一溫度計(jì)，它的量程范圍為0200，精度等級(jí)為0.5級(jí)。該表可能出現(xiàn)的最大誤差為 1，當(dāng)測(cè)量100 時(shí)的示值相對(duì)誤差為 1% 。2. 在選購線性儀表時(shí)，必須考慮應(yīng)盡量使選購的儀表量程為欲測(cè)量的 15倍 倍左右為宜。3. 傳感器由 、 、 三部分組成。 4. 利用熱敏電阻對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)施過熱保護(hù)，應(yīng)選擇 突變 型熱敏電阻。5. 霍爾元件采用恒流源激勵(lì)是為了 減小溫漂 。6. 傳感器的靈敏度是指穩(wěn)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下，輸出變化量與輸入變化量的比值。對(duì)線性傳感器來說，其靈敏度是 常數(shù) 。7. 被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換成線圈互感變化的互感式傳感器是根據(jù)

2、變壓器 的基本原理制成的，其次級(jí)繞組都用 同名端反向 形式連接，所以又叫差動(dòng)變壓器式傳感器。8. 閉磁路變隙式電感傳感器工作時(shí)，銜鐵與被測(cè)物體連接。當(dāng)被測(cè)物體移動(dòng)時(shí)，引起磁路中氣隙 尺寸 發(fā)生相對(duì)變化，從而導(dǎo)致圈 磁阻 的變化。9. 當(dāng)半導(dǎo)體材料在某一方向承受應(yīng)力時(shí)，它的 電阻率 發(fā)生顯著變化的現(xiàn)象稱為半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)。10. 傳感器靜態(tài)性是指?jìng)鞲衅髟诒粶y(cè)量的各個(gè)值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，輸出量和輸入量之間的關(guān)系稱為傳感器的靜態(tài)特性。11. 靜態(tài)特性指標(biāo)其中的線性度的定義是指。12. 靜態(tài)特性指標(biāo)其中的精度等級(jí)的定義式是即AA/YFS100。13. 傳感器確定擬合直線有切線法、端基法和最小二乘法3種方法

3、。14. 傳感器的差動(dòng)測(cè)量方法的優(yōu)點(diǎn)是減小了非線性誤差、提高了測(cè)量靈敏度。15. 金屬絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片比較其相同點(diǎn)是它們都是在外界力作用下產(chǎn)生機(jī)械變形，從而導(dǎo)致材料的電阻發(fā)生變化。金屬絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片比較其不同點(diǎn)是金屬材料的應(yīng)變效應(yīng)以機(jī)械形變?yōu)橹?，材料的電阻率相?duì)變化為輔；而半導(dǎo)體材料則正好相反，其應(yīng)變效應(yīng)以機(jī)械形變導(dǎo)致的電阻率的相對(duì)變化為主，而機(jī)械形變?yōu)檩o。 16. 金屬箔應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)與金屬絲應(yīng)變片靈敏度系數(shù)不同點(diǎn)是金屬應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)與金屬絲應(yīng)變片靈敏度系數(shù)不同，金屬絲應(yīng)變片由于由金屬絲彎折而成，具有橫向效應(yīng)，使其靈敏度小于金屬箔式應(yīng)變片的靈敏度。17. 采用應(yīng)變片進(jìn)行

4、測(cè)量時(shí)要進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)脑蚴牵弘娮杞z有溫度系數(shù)，試件與電阻絲的線膨脹系數(shù)不同。18. 對(duì)電阻應(yīng)變式傳感器常用溫補(bǔ)方法有單絲自補(bǔ)償，雙絲組合式自補(bǔ)償和電路補(bǔ)償法三種。19. 單位應(yīng)變引起的電阻的相對(duì)變化稱為電阻絲的靈敏系數(shù)。 20. 金屬絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械形變時(shí)它的電阻值將發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱應(yīng)變效應(yīng)。21. 固體受到作用力后電阻率要發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱壓阻效應(yīng)。 22. 應(yīng)變式傳感器是利用電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器。23. 電感式傳感器可以把輸入的物理量轉(zhuǎn)換為線圈的自感系數(shù)或線圈的互感系數(shù)的變化，并通過測(cè)量電路進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為電量的變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)非電量的測(cè)量。24. 與差動(dòng)變壓器

5、傳感器配用的測(cè)量電路中，常用的有兩種:差動(dòng)整流電路和相敏檢波電路。25. 差動(dòng)電感式傳感器結(jié)構(gòu)形式主要有變氣隙式、螺線管式兩種。26. 差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu)形式主要有變隙型、螺線管型兩種。27. 電渦流傳感器可用于位移測(cè)量、振幅測(cè)量、轉(zhuǎn)速測(cè)量和無損探傷。28. 電感式傳感器可以分為自感式、互感式、渦流式三大類。29. 壓電式傳感器可等效為一個(gè)電荷源和一個(gè)電容并聯(lián)，也可等效為一個(gè)與電容相串聯(lián)的電壓源。 30. 壓電式傳感器使用電荷放大器時(shí)，輸出電壓幾乎不受連接電纜長度的影響。 31. 壓電式傳感器的輸出須先經(jīng)過前置放大器處理，此放大電路有電荷放大器和電壓放大器兩種形32. 熱電阻引線方式有三種，其中三

6、線制適用于工業(yè)測(cè)量，一般精度要求場(chǎng)合； 二線制適用于引線不長，精度要求較低的場(chǎng)合；四線制適用于實(shí)驗(yàn)室測(cè)量，精度要求高的場(chǎng)合。33. 霍爾效應(yīng)是指在垂直于電流方向加上磁場(chǎng)，由于載流子受洛侖茲力的作用，則在平行于電流和磁場(chǎng)的兩端平面內(nèi)分別出現(xiàn)正負(fù)電荷的堆積，從而使這兩個(gè)端面出現(xiàn)電勢(shì)差的現(xiàn)象。34. 制作霍爾元件應(yīng)采用的材料是半導(dǎo)體材料，因?yàn)榘雽?dǎo)體材料能使截流子的遷移率與電阻率的乘積最大，而使兩個(gè)端面出現(xiàn)電勢(shì)差最大。35. 霍爾片不等位電勢(shì)是如何產(chǎn)生的原因是重要起因是不能將霍爾電極焊接在同一等位面上。36. 按照工作原理的不同，可將光電式傳感器分為光電效應(yīng)傳感器、紅外熱釋電傳感器、 固體圖像傳感器和

7、光纖傳感器。37. 通常把光線照射到物體表面后產(chǎn)生的光電效應(yīng)分為幾大類。第一類是利用在光線作用下光電子逸出物體表面的外光電效應(yīng)，這類元件有光電管、光電倍增；第二類是利用在光線作用下使材料內(nèi)部電阻率改變的內(nèi)光電效應(yīng)，這類元件有光敏電阻；第三類是利用在光線作用下使物體內(nèi)部產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì)的光生伏特效應(yīng)，這類元件有光電池、光電儀表。 二、選擇題(30分，每題2分)1. 在以下幾種傳感器當(dāng)中 C 屬于自發(fā)電型傳感器。A、電容式 B、電阻式 C、壓電式 D、電感式2. C 的數(shù)值越大,熱電偶的輸出熱電勢(shì)就越大。A、熱端直徑 B、熱端和冷端的溫度C、熱端和冷端的溫差 D、熱電極的電導(dǎo)率3. 將超聲波（機(jī)

8、械振動(dòng)波）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)是利用壓電材料的 。A、應(yīng)變效應(yīng) B、電渦流效應(yīng) C、壓電效應(yīng) D、逆壓電效應(yīng)4. 熱電阻測(cè)量轉(zhuǎn)換電路采用三線制是為了 A、提高測(cè)量靈敏度 B、減小非線性誤差 C、提高電磁兼容性 D、減小引線電阻的影響5. 在熱電偶測(cè)溫回路中經(jīng)常使用補(bǔ)償導(dǎo)線的最主要的目的是 。A、補(bǔ)償熱電偶冷端熱電勢(shì)的損失 B、起冷端溫度補(bǔ)償作用C、將熱電偶冷端延長到遠(yuǎn)離高溫區(qū)的地方 D、提高靈敏度6. 減小霍爾元件的輸出不等位電勢(shì)的辦法是 。A、減小激勵(lì)電流 B、減小磁感應(yīng)強(qiáng)度 C、使用電橋調(diào)零電位器7. 在仿型機(jī)床當(dāng)中利用電感式傳感器來檢測(cè)工件尺寸，該加工檢測(cè)裝置是采了測(cè)量方法。8. A、微差式 B

9、、零位式 C、偏差式9. 自感傳感器或差動(dòng)變壓器采用相敏檢波電路最重要的目的是為了 。C、使檢波后的直流電壓能反映檢波前交流信號(hào)的幅度和相位10. 為了減小熱電偶測(cè)溫時(shí)的測(cè)量誤差，需要進(jìn)行的溫度補(bǔ)償方法不包括(D )。 A、補(bǔ)償導(dǎo)線法B、電橋補(bǔ)償法C、冷端恒溫法D、差動(dòng)放大法11. 熱電偶測(cè)量溫度時(shí)(D )。 A、需加正向電壓B、需加反向電壓 C、加正向、反向電壓都可以D、不需加電壓 12. 在實(shí)際的熱電偶測(cè)溫應(yīng)用中，引用測(cè)量儀表而不影響測(cè)量結(jié)果是利用了熱電偶的哪 個(gè)基本定律(A )。 A、中間導(dǎo)體定律 B、中間溫度定律C、標(biāo)準(zhǔn)電極定律 D、均質(zhì)導(dǎo)體定律 13. 將一支靈敏度為0.08 mV/

10、C的熱電偶與電壓表相連，電壓表接線端處溫度為 50C。電壓表上讀數(shù)為60mV，則熱電偶熱端溫度為（D ）解：根據(jù)題意，電壓表上的毫伏數(shù)是由熱端溫度，t冷端溫度為50C產(chǎn)生的，即 E( t ，50) =60mV 又因?yàn)?E( t ，50) = E( t ，0) - E(50，0) ，E( t ，0)=E( t ，50) + E(50，0)=60 + 4=64 mV， t = 64/0.08 = 800 A、600；B、750；C、850；D、80014. 已知在某特定條件下材料A與鉑配對(duì)的熱電勢(shì)為13.967 mV，材料B與鉑配對(duì)的熱電勢(shì)是8.345 mV，則在此特定條件下，材料A與材料 B配對(duì)

11、后的熱電勢(shì)為（A）解：由參考電極定律 EAB(T，T0) = EAPt(T，T0) - EBPt(T，T0) = 13.967 - 8.345 = 5.622 mV。 A、5.622；B、6.622；C、7.622；D、8.622。15. （本題為多選題）熱電偶近年來被廣泛采用，以下屬于熱電偶具有的優(yōu)點(diǎn)有( ABCD)。 A、結(jié)構(gòu)簡單B、精度高 C、熱慣性小D、可測(cè)局部溫度、便于遠(yuǎn)距離傳送與集中檢測(cè) 16. （本題為多選題）半導(dǎo)體熱敏電阻包括: ( ABC) A、正溫度系數(shù)熱敏電阻B、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻 C、臨界溫度系數(shù)熱敏電阻D、非溫度系數(shù)熱敏電阻17. 下列關(guān)于測(cè)溫傳感器的選擇中合適的是（

12、B）。A、要想快速測(cè)溫，應(yīng)該選用利用PN結(jié)形成的集成溫度傳感器；B、要想快速測(cè)溫，應(yīng)該選用熱電偶溫度傳感器；C、要想快速測(cè)溫，應(yīng)該選用熱電阻式溫度傳感器；D、沒有固定要求。18. 用熱電阻測(cè)溫時(shí)，熱電阻在電橋中采用三線制接法的目的是(C )。 A、接線方便 B、減小引線電阻變化產(chǎn)生的測(cè)量誤差 C、減小橋路中其他電阻對(duì)熱電阻的影響 D、減小橋路中電源對(duì)熱電阻的影響19. 下列光電器件中，基于光電導(dǎo)效應(yīng)工作的是( B)。 A、光電管B、光敏電阻 C、光電倍增管D、光電池 20. 制作霍爾元件最合適的材料是（D）。A、銅； B、石英晶體；C、鎳；D、半導(dǎo)體21. 空霍爾片不等位電勢(shì)是產(chǎn)生的原因是（C

13、）。A、由于高頻交流的作用；B、霍爾傳感器沒有放在中間位置；C、霍爾電極不能焊接在同一等位面上；D、導(dǎo)線焊接不牢固；22. 在使用霍爾片時(shí)，減小霍爾片不等位電勢(shì)通常最行之有效采用的方法是（C）。A、機(jī)械修磨；B、化學(xué)腐蝕；C、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行補(bǔ)償；D、無法解決。23. 本題為多選題）光纖傳感器中常用的光探測(cè)器有以下哪幾種? ( ABC) A、光敏二極管B、光電倍增管C、光敏晶體管D、固體激光器 24. 在做霍爾傳感器位移實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了減小測(cè)量誤差，應(yīng)該使霍爾片與磁場(chǎng)強(qiáng)度（A）。A、垂直；B、平行；C、可以成任意角度；D沒有要求。25. 光纖傳感器一般由三部分組成，除光纖之外，還必須有光源和( D)兩

14、個(gè)重要部件 A、反射鏡B、透鏡C、光柵D、光探測(cè)器 26. 為了測(cè)量金屬內(nèi)部裂紋，我們可以采用（ A ）傳感器。A、渦流式；B、壓電式；C、光電式；D、壓阻式。二、 證明題1. 證明熱電偶的參考電極定律：EAB（T,T0）= EAC（T,T0）- EBC（T,T0）,并畫出原理圖EAB(T,T0) = EAC(T,T0)+ ECB(T,T0)=EAC(T,T0)- EBC(T,T0)2. 證明熱電偶的中間導(dǎo)體定律 T 如果將熱電偶T0端斷開，接入第三導(dǎo)體C，回路 A B 電勢(shì)為EABC（T，T0）證明EABC（T，T0）= EAB（T，T0） T0 T0 C證:EABC（T，T0）=EAB（T

15、）+ EBC（T0）+ ECA（T0） （1） （5分）設(shè)T=T0時(shí) EABC（T0）=0 則有EBC（T0）+ ECA（T0）= - EAB（T0）（6分）將上式代入方程（1）有： EABC（T，T0）=EAB（T）- EAB（T0）= EAB（T，T0） （5分）3. 證明熱電偶的中間溫度定律試證明：EAB（T，T0）=EAB（T，TC）+ EAB（TC，T0）證明：EAB(T,T0) = EAB(T,TC)+ EAB(TC,T0)4. 用補(bǔ)償熱電偶可以使熱電偶不受接線盒所處溫度變化的影響如圖（b）所示接法。試用回路電勢(shì)的公式證明。解：如圖（b）所示，AB為測(cè)溫?zé)犭娕?，CD為補(bǔ)償熱電偶，要

16、求補(bǔ)償熱電偶CD熱電性質(zhì)與測(cè)溫?zé)犭娕糀B在0100范圍內(nèi)熱電性質(zhì)相近，即有。根據(jù)熱電特性，可以畫出如圖（b）等效電路圖。因此回路總電勢(shì)主要是由四部分接觸電勢(shì)組成。則有 （1）根據(jù)熱電勢(shì)特性；當(dāng)回路內(nèi)各點(diǎn)溫度相等時(shí)，回路電勢(shì)為零。即當(dāng)時(shí)，得 （2）因?yàn)?，故上式?）等于零，此時(shí)將（2）式帶入（1）式有由以上結(jié)果可知與接線盒溫度無關(guān)，只要保持補(bǔ)償熱點(diǎn)偶處恒定即可正常測(cè)溫。三、 簡答題1.我國的模擬儀表有哪些精度等級(jí)？現(xiàn)欲測(cè)量240V左右的電壓，要求測(cè)量示值相對(duì)誤差的絕對(duì)值不大于0.6%，問：若選用量程為250V的電壓表，其精度應(yīng)選哪一級(jí)？若選用量程為500V的電壓表，其精度又應(yīng)選哪一級(jí)？（本題10

17、分）答：01 02 05 10 15 25 50，共七個(gè)精度等級(jí)選用量程為250V的電壓表，其精度應(yīng)選05級(jí)，選用量程為500V的電壓表，其精度應(yīng)選02級(jí)2. 熱電偶參考電極定律有何實(shí)際意義？ 答：大大簡化了熱電偶的選配工作3. 根據(jù)你所學(xué)的傳感器相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)分別列出下列物理量可以使用什么傳感器來測(cè)量？ a、加速度：b、溫度： c、工件尺寸： d、壓力：答：對(duì)于a,采用電阻應(yīng)變片，電容等對(duì)于b,采用熱電偶，熱電阻等對(duì)于c,采用電感，電容等對(duì)于d,采用壓電，霍爾等4.金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體材料的電阻應(yīng)變效應(yīng)有什么不同? 答：金屬電阻的應(yīng)變效應(yīng)主要是由于其幾何形狀的變化而產(chǎn)生的，半導(dǎo)體材料的應(yīng)變效

18、應(yīng)則主要取決于材料的電阻率隨應(yīng)變所引起的變化產(chǎn)生的。5.什么是金屬導(dǎo)體的熱電效應(yīng)?試說明熱電偶的測(cè)溫原理。答：熱電效應(yīng)就是兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組成一個(gè)回路，其兩端相互連接時(shí)，只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同，回路中就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)的方向和大小與導(dǎo)體的材料及兩接點(diǎn)的溫度有關(guān)。熱電偶測(cè)溫就是利用這種熱電效應(yīng)進(jìn)行的，將熱電偶的熱端插入被測(cè)物，冷端接進(jìn)儀表，就能測(cè)量溫度。6.簡要說明差動(dòng)變壓器中零點(diǎn)殘余電壓的產(chǎn)生原因。答：零殘電壓包括基波和諧波分量?；ǚ至恐饕且?yàn)椴顒?dòng)變壓器兩個(gè)二次繞組的結(jié)構(gòu)和電氣參數(shù)不完全相等（不對(duì)稱）使感應(yīng)電勢(shì)幅值不等而形成；諧波分量主要由導(dǎo)磁材料磁化曲線的非線性引起

19、。8. 影響差動(dòng)變壓器輸出線性度和靈敏度的主要因素是什么？答：影響差動(dòng)變壓器輸出線性度和靈敏度的主要因素是：傳感器幾何尺寸、線圈電氣參數(shù)的對(duì)稱性、磁性材料的殘余應(yīng)力、測(cè)量電路零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢(shì)等。9.電渦流式傳感器的靈敏度主要受哪些因素影響？它的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？答：電渦流式傳感器的靈敏度主要受導(dǎo)體的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、幾何形狀，線圈的幾何參數(shù)，激勵(lì)電流頻率以及線圈到被測(cè)導(dǎo)體間的距離等因素影響。電渦流式傳感結(jié)構(gòu)簡單、頻率響應(yīng)寬、靈敏度高、測(cè)量范圍大、抗干憂能力強(qiáng)，特別是有非接觸測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)，因此在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。10簡述熱電偶的幾個(gè)重要定律，并分別說明它們的實(shí)用價(jià)值。答：一

20、是勻質(zhì)導(dǎo)體定律：如果熱電偶回路中的兩個(gè)熱電極材料相同，無論兩接點(diǎn)的溫度如何，熱電動(dòng)勢(shì)為零。根據(jù)這個(gè)定律，可以檢驗(yàn)兩個(gè)熱電極材料成分是否相同，也可以檢查熱電極材料的均勻性。二是中間導(dǎo)體定律：在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體，只要第三種導(dǎo)體的兩接點(diǎn)溫度相同，則回路中總的熱電動(dòng)勢(shì)不變。它使我們可以方便地在回路中直接接入各種類型的顯示儀表或調(diào)節(jié)器，也可以將熱電偶的兩端不焊接而直接插入液態(tài)金屬中或直接焊在金屬表面進(jìn)行溫度測(cè)量。三是標(biāo)準(zhǔn)電極定律：如果兩種導(dǎo)體分別與第三種導(dǎo)體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)已知，則由這兩種導(dǎo)體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)也就已知。只要測(cè)得各種金屬與純鉑組成的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)，則各種

21、金屬之間相互組合而成的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)可直接計(jì)算出來。四是中間溫度定律：熱電偶在兩接點(diǎn)溫度t、t0時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)等于該熱電偶在接點(diǎn)溫度為t、tn和tn、t0時(shí)的相應(yīng)熱電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和。中間溫度定律為補(bǔ)償導(dǎo)線的使用提供了理論依據(jù)。11.什么叫應(yīng)變效應(yīng)？利用應(yīng)變效應(yīng)解釋金屬電阻應(yīng)變片的工作原理。 答：材料的電阻變化是由尺寸變化引起的，稱為應(yīng)變效應(yīng)。 應(yīng)變式傳感器的基本工作原理：當(dāng)被測(cè)物理量作用在彈性元件上，彈性元件在力、力矩或壓力等作用下發(fā)生形變，變換成相應(yīng)的應(yīng)變或位移，然后傳遞給與之相連的應(yīng)變片，將引起應(yīng)變敏感元件的電阻值發(fā)生變化，通過轉(zhuǎn)換電路變成電量輸出。輸出的電量大小反映了被測(cè)物理量的大小。 1

22、2試簡要說明使電阻應(yīng)變式傳感器產(chǎn)生溫度誤差的原因，并說明有哪幾種補(bǔ)償方法。 答：溫度誤差產(chǎn)生原因包括兩方面：溫度變化引起應(yīng)變片敏感柵電阻變化而產(chǎn)生附加應(yīng)變，試件材料與敏感柵材料的線膨脹系數(shù)不同，使應(yīng)變片產(chǎn)生附加應(yīng)變。溫度補(bǔ)償方法基本上分為橋路補(bǔ)償和應(yīng)變片自補(bǔ)償兩大類。 13. 試比較自感式傳感器與差動(dòng)變壓器式傳感器的異同。 答：(1)不同點(diǎn)：1）自感式傳感器把被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換成自感系數(shù)的變化； 2) 差動(dòng)變壓器式傳感器把被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換成互感系數(shù)的變化。 (2)相同點(diǎn)：兩者都屬于電感式傳感器，都可以分為氣隙型、氣隙截面型和螺管型。14. 如果地面下一均勻的自來水直管道某處O發(fā)生漏水，則

23、在管道上A、B兩點(diǎn)放兩只壓電傳感器，應(yīng)能檢測(cè)到漏水處的位置。試說明其工作原理。ABO點(diǎn)LALB地 面L329題圖 答：如果地面下一均勻的自來水直管道某處O發(fā)生漏水，水漏引起的振動(dòng)從O點(diǎn)向管道兩端傳播，在管道上A、B兩點(diǎn)放兩只壓電傳感器，由從兩個(gè)傳感器接收到的由O點(diǎn)傳來的t0時(shí)刻發(fā)出的振動(dòng)信號(hào)所用時(shí)間差可計(jì)算出LA或LB。兩者時(shí)間差為t= tAtB=（LALB）/v又L=LA +LB ，所以15.熱電偶測(cè)溫時(shí)，為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？常用的補(bǔ)償方法有哪些？答（1）因?yàn)闊犭娕嫉臒犭妱?shì)只有當(dāng)冷端的溫度恒定時(shí)才是溫度的單值函數(shù)，而熱電偶的標(biāo)定時(shí)是在冷端溫度特定的溫度下進(jìn)行的，為了使熱電勢(shì)能反映所測(cè)量

24、的真實(shí)溫度，所以要進(jìn)行冷端補(bǔ)償。（2）A：補(bǔ)償導(dǎo)線法B：冷端溫度計(jì)算校正法C：冰浴法D：補(bǔ)償電橋法。題圖16.試說明如圖所示的熱電偶三線制測(cè)溫時(shí)，是如何消除連接導(dǎo)線電阻r帶來的測(cè)溫誤差的？答：當(dāng)電橋平衡時(shí)，可寫出下列關(guān)系式，即 由此可以得出 設(shè)計(jì)電橋時(shí)如滿足R1=R2則圖中右邊含有r的項(xiàng)完全消去，這種情況下連線阻r對(duì)橋路平衡毫無影響，即可以消除熱電阻測(cè)量過程中r的影響。但必須注意，只有在對(duì)稱電橋(R1=R2的電橋) ，且只有在平衡狀態(tài)下才如此。17.試說明如圖所示的熱電阻四線制測(cè)溫時(shí)，是如何消除連接導(dǎo)線電阻r帶來的測(cè)溫誤差的。第334題圖答：由恒流源供給已知電流I流過熱電阻R，使其產(chǎn)生壓降u，

25、再用電位差計(jì)測(cè)出u，便可利用歐姆定律得 此處供給電流和測(cè)量電壓分別使用熱電阻上四根導(dǎo)線，盡管導(dǎo)線有電阻r，但電流在導(dǎo)線上形成的壓降rI不在測(cè)量范圍之內(nèi)。電壓導(dǎo)線上雖有電阻但無電流，因?yàn)殡娢徊钣?jì)測(cè)量時(shí)不取電流，所以四根導(dǎo)線的電阻r對(duì)測(cè)量均無影響。四線制和電位差計(jì)配合測(cè)量熱電阻是比較完善的方法，它不受任何條件的約束，總能消除連接導(dǎo)線電阻對(duì)測(cè)量的影響，當(dāng)然恒流源必須保證I穩(wěn)定不變，而且其值的精確度應(yīng)該和R1的測(cè)量精度相適應(yīng)。 19. 為什么多數(shù)氣敏器件都附有加熱器？答：無論哪種類型（薄膜、厚膜、集成片或陶瓷）的氣敏元件，其內(nèi)部勻有加熱絲，一方面用來燒灼元件表面油垢或污物，另一方面可起加速被測(cè)氣體的吸

26、、脫作用。加熱溫度一般為20040020. 如何提高半導(dǎo)體氣敏傳感器對(duì)氣體的選擇性和氣體檢測(cè)靈敏度？答：改善氣敏元件的氣體選取擇性常用的方法：向氣敏材料摻雜其他金屬氧化物或其他添加物；控制氣敏元件的燒結(jié)溫度；改善元件工作時(shí)的加熱溫度。一般用金屬或金屬氧化物材料的催化作用來提高氣體檢測(cè)的靈敏度。21. 使用k型熱電偶，基準(zhǔn)接點(diǎn)為0、測(cè)量接點(diǎn)為30和900時(shí)，溫差電動(dòng)勢(shì)分別為1.203mV和37.326mV。當(dāng)基準(zhǔn)接點(diǎn)為30，測(cè)溫接點(diǎn)為900時(shí)的溫差電動(dòng)勢(shì)為多少？ 答：由公式，得：當(dāng)基準(zhǔn)接點(diǎn)為30，測(cè)溫接點(diǎn)為900時(shí)的溫差電動(dòng)勢(shì)為:37.326-1.203=36.123mV。22. 請(qǐng)簡要敘述一下

27、熱敏電阻的優(yōu)缺點(diǎn)及改進(jìn)措施。答：熱敏電阻的優(yōu)點(diǎn)：（1）靈敏度較高，其電阻溫度系數(shù)要比金屬大10100倍以上，能檢測(cè)出106的溫度變化；（2）工作溫度范圍寬，常溫器件適用于-55315，高溫器件適用溫度高于315（目前最高可達(dá)到2000），低溫器件適用于-27355；（3）體積小，能夠測(cè)量其他溫度計(jì)無法測(cè)量的空隙、腔體及生物體內(nèi)血管的溫度；（4）使用方便，電阻值可在0.1100k間任意選擇；（5）易加工成復(fù)雜的形狀，可大批量生產(chǎn)；（6）穩(wěn)定性好、過載能力強(qiáng)缺點(diǎn)是：互換性差，非線性嚴(yán)重。用熱敏電阻測(cè)溫，提高精度的改進(jìn)措施：由于熱敏電阻的非線性，采用并聯(lián)一個(gè)固定阻值的溫度特性反得的電阻，或在電路處理

28、上，采用分段處理，提高精度；對(duì)于互換性差的處理，在電路上增加調(diào)節(jié)電位器，在更換新的熱敏電阻后，重新標(biāo)定（調(diào)整電路的零點(diǎn)和滿量程）。23. 為什么壓電式傳感器不能用于靜態(tài)測(cè)量，只能用于動(dòng)態(tài)測(cè)量中？而且是頻率越高越好？答：壓電式傳感器的測(cè)量基于壓電效應(yīng)，而且在測(cè)量時(shí)必須保證：壓電元件在產(chǎn)生壓電效應(yīng)過程中必須沒有電荷泄露。在做靜態(tài)測(cè)量時(shí)，要做到外力作用在壓電元件時(shí)所產(chǎn)生的電荷能在無泄漏的情況下進(jìn)行完全保存，這實(shí)際上是不可能的，因此壓電式傳感器用于靜態(tài)測(cè)量是不合適的。要實(shí)現(xiàn)測(cè)量時(shí)電荷無泄漏的條件，只有使壓電元件在交變力的作用下，才能夠促使壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電荷不斷得到補(bǔ)充，以供給測(cè)量回路一定的電流，因此說

29、壓電傳感器只能用于動(dòng)態(tài)測(cè)量。而且頻率越高，補(bǔ)充電荷的時(shí)間越短，保證測(cè)量時(shí)的無電荷泄露效果更好。24. 簡述石英晶體和壓電陶瓷的工作原理？答：石英晶體屬于壓電晶體，工作原理是壓電效應(yīng)，對(duì)其加力后，會(huì)產(chǎn)生縱向壓電效應(yīng)和橫向壓電效應(yīng)等。 壓電陶瓷的是一種經(jīng)極化處理后的人工多晶鐵電體。其工作原理也是壓電效應(yīng)，但要使壓電陶瓷產(chǎn)生壓電性，必須先對(duì)其進(jìn)行極化處理。25. 試分析差動(dòng)變壓器相敏檢測(cè)電路的工作原理。26. 什么是壓電效應(yīng)？試比較石英晶體和壓電陶瓷的壓電效應(yīng)27. 簡述霍爾效應(yīng)及霍爾傳感器的應(yīng)用場(chǎng)合28. 霍爾元件能夠測(cè)量哪些物理參數(shù)?霍爾元件的不等位電勢(shì)的概念是什么，溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N 29

30、. 簡述電渦流傳感器的工作原理傳感器的激磁線圈通（交變）電流時(shí)，在其周圍產(chǎn)生（交變）磁場(chǎng)，使被測(cè)金屬導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生（電渦流），激磁線圈離導(dǎo)體越近，其線圈等效阻抗（越大）。電渦流的強(qiáng)度與被測(cè)金屬導(dǎo)體的電阻率、磁導(dǎo)率及幾何形狀有關(guān)，又與線圈的幾何參數(shù)、線圈中激磁電流的（頻率）有關(guān)，還與線圈與被測(cè)金屬導(dǎo)體間的（距離）等參數(shù)有關(guān)。電渦流傳感器可看成是（電感式）傳感器。通過測(cè)量線圈（電感）的變化量，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)該（參數(shù)）的測(cè)量。電渦流傳感器屬于（非接觸測(cè)量）。30. 簡述光敏電阻的工作原理。光敏電阻上可以加 正向 電壓，也可以加 反向 電壓。加上電壓后，無光照射時(shí)，由于光敏電阻的 光電導(dǎo)效應(yīng)消失 ，電路中只有

31、 很小 的電流，稱為 暗 電流；當(dāng)有適當(dāng)波長范圍內(nèi)的光照射時(shí)，因其 光電導(dǎo)效應(yīng) ，電路中電流也就 會(huì)增大 ，稱為 亮 電流。根據(jù) 光電流 的大小，即可推算出入射光的 波長 的大小。四、 計(jì)算題和計(jì)分析題（請(qǐng)列出運(yùn)算步驟）1、某熱電偶的兩個(gè)電極為A、B,其靈敏度為0.04mV/，將它置于1200處的溫度場(chǎng)，若指示表（冷端）處溫度為50，試求熱電勢(shì)的大?。看穑簾犭娕检`敏度k=0.04mV/，工作端溫度T=1200，冷端溫度T0=50 根據(jù)中間溫度定律：2、一測(cè)量吊車起吊重物的拉力傳感器如圖1（a）所示。R1、R2、R3、R4按要求貼在等截面軸上。等截面軸的截面積為0.00196m2，彈性模量E=2

32、1011N/m2，泊松比，且R1=R2=R3=R4=120, 所組成的全橋型電路如題圖1（b）所示，供橋電壓U=2V。現(xiàn)測(cè)得輸出電壓U0=2.6mV。求：等截面軸的縱向應(yīng)變及橫向應(yīng)變?yōu)槎嗌伲苛為多少？ 因?yàn)椋?按全橋計(jì)算： 縱向應(yīng)變： 橫向應(yīng)變： 力： 3、某熱電偶的熱電勢(shì)在E(600,0)時(shí)，輸出E=5.257 mV，若冷端溫度為0時(shí)，測(cè)某爐溫輸出熱電勢(shì)E=5.267 mV。試求該加熱爐實(shí)際溫度是多少？ 已知：熱端溫度是600時(shí)，冷端溫度是0時(shí)，有 則該熱電偶的靈敏度為 現(xiàn)測(cè)得加熱爐冷端溫度為0，輸出熱電勢(shì)是 ,得實(shí)際溫度是 4用鎳鉻-鎳硅(K)熱電偶測(cè)量溫度，已知冷端溫度為40，用高精度

33、毫伏表測(cè)得這時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)為29.188mV，求被測(cè)點(diǎn)的溫度。解：由鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表查出E(40，0)=1.638mV，根據(jù)式計(jì)算出再通過分度表查出其對(duì)應(yīng)的實(shí)際溫度為5已知鉑銠10-鉑(S)熱電偶的冷端溫度t025，現(xiàn)測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)E(t，t0)11.712mV，求熱端溫度是多少度?解：由鉑銠10-鉑熱電偶分度表查出E(25，0)=0.161mV，根據(jù)式(5-2-1)計(jì)算出再通過分度表查出其對(duì)應(yīng)的實(shí)際溫度為6. 將一支靈敏度0.08mV/的熱電偶與電壓表相連，電壓表接線端處溫度為50。電壓表上讀數(shù)為60mV，求熱電偶熱端溫度。解：根據(jù)題意，電壓表上的毫伏數(shù)是由熱端溫度t，冷端溫度為50產(chǎn)生的

34、，即=60mV。故所以熱端溫度t=64/0.08=800。7.已知鉑電阻溫度計(jì)，0時(shí)電阻為100，100時(shí)電阻為139，當(dāng)它與熱介質(zhì)接觸時(shí)，電阻值增至281，試確定該介質(zhì)溫度。解：由RR0（1at），知R0100，a0.39/所以t=(281100)/a181/0.39=464.18. 擬定用光敏二極管控制的交流電壓供電的明通及暗通直流電磁控制原理圖。計(jì)算題429題圖解:根據(jù)題意,直流器件在交流電路中應(yīng)采用整流的濾波措施,方可使直流繼電器吸合可靠，又因光敏二極管功率小，不中足以直接控制繼電器，故要采用晶體管或運(yùn)算放大電路.擬定原理圖如圖所示。圖中V為晶體三極管，D1光電二極管；D2整流二極管；

35、C濾波電容；T變壓器；R降壓電阻；LD被控電燈。原理：當(dāng)有足夠的光線照射到光敏二極管上時(shí),其內(nèi)阻下降；在電源變壓器為正半周時(shí)，三極管V導(dǎo)通，使K通電吸合，燈亮。無光照時(shí)則燈滅，故是一個(gè)明通電路；若圖中光敏二極管D1與電阻R調(diào)換位置，則可得到一個(gè)暗通電路。9. 分析圖所示汽車駕駛室風(fēng)擋玻璃自動(dòng)去濕裝置有理.計(jì)算題430題圖解:圖 (a)所示為風(fēng)擋玻璃示意圖.RS為嵌入玻璃的加熱絲,H為結(jié)露敏感元件即濕敏電阻R.。圖（b）為控制電路。由T1 、T2組成施密特觸發(fā)電路，并將R5 和RH 接入電路適當(dāng)位置，擬控制的加熱工況。工作原理如下：在施密特電路中，T2 電極負(fù)載是繼電器線圈繞阻，T1 的基極回路

36、為電阻R1，R2和濕敏電阻RH。先調(diào)整好電路，使在常溫、常濕下，T1同、2截止，則繼電器K不通，電加熱絲RS不工作，一旦由于陰雨天濕度加大、玻璃結(jié)露則濕敏電阻RH阻值減小降到某值，使R2/RH之值不能維持T1導(dǎo)通狀態(tài)，則電路翻轉(zhuǎn)為T1截止，T2導(dǎo)通狀態(tài)，繼電器K閉和，將加熱絲RS接入電源E，指示燈LD亮表示加熱狀態(tài)。風(fēng)擋玻璃被加熱，驅(qū)散濕氣。當(dāng)其濕敏電阻隨濕度減小阻值升高到一定值時(shí)，則電路又回到初始狀態(tài)，T1導(dǎo)通，T2截止，K斷電，即RS加熱停止。指示燈滅，這樣實(shí)現(xiàn)汽車玻璃的防濕控制。10. 在材料為鋼的實(shí)心圓柱形試件上，沿軸線和圓周方向各貼一片電阻為120的應(yīng)變片R1和R2，把這兩片應(yīng)變片接

37、入差動(dòng)電橋（如圖2-19），若鋼的泊松系數(shù)=0.285，應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)k=2，電橋電源電壓U=2V，當(dāng)試件受軸向拉伸時(shí)，測(cè)得應(yīng)變片的電阻變化R1=0.48 ，求電橋的輸出電壓U0為多少？圖2-12a半橋電路答：由軸向應(yīng)變引起的電阻變化；可求的軸向應(yīng)變系數(shù);總的應(yīng)變系數(shù)；又 11一應(yīng)變片的電阻R0=120，K=2.05，用作應(yīng)變?yōu)?00m/m的傳感元件。(1)求R與R/R；(2)若電源電壓Ui=3V,求其惠斯通測(cè)量電橋的非平衡輸出電壓U0。 解：由 ， 得則 R=1.6410-3 R=1.6410-3 120=0.1968 其輸出電壓為 =1.23(mV) 12. 一試件的軸向應(yīng)變x=0.0

38、015，表示多大的微應(yīng)變()?該試件的軸向相對(duì)伸長率為百分之幾?解： x =0.0015=150010-6 =1500(m) 由于 x =l/l 所以 l/l=x =0.0015=0.15% 13. 某120電阻應(yīng)變片的額定功耗為40mW，如接人等臂直流電橋中，試確定所用的激勵(lì)電壓。 解：由電阻應(yīng)變片R=120，額定功率P=40mW，則其額定端電壓為 U= 當(dāng)其接入等臂電橋中時(shí)，電橋的激勵(lì)電壓為 Ui =2U=22.19=4.38V4V 14. 如果將120的應(yīng)變片貼在柱形彈性試件上，該試件的截面積S=0.510-4m2，材料彈性模量E=2101lN/m2。若由5104N的拉力引起應(yīng)變片電阻變化為1.2，求該應(yīng)變片的靈敏系數(shù)K。 解：應(yīng)變片電阻的相對(duì)變化為 柱形彈性試件的應(yīng)變?yōu)?應(yīng)變片的靈敏系數(shù)為15. 以阻值R=120，靈敏系數(shù)K=2.0的電阻應(yīng)變片與阻值120的固定電阻組成電