內(nèi)蒙古大學(xué)《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》習(xí)題集8及答案

1、傳感器與檢測(cè)技術(shù)習(xí)題8一、簡(jiǎn)答題（30分，6分/題）1、傳感器（或測(cè)試儀表）在第一次使用前和長(zhǎng)時(shí)間使用后需要進(jìn)行標(biāo)定工作，請(qǐng)問(wèn)標(biāo)定的意義？2、以自感式傳感器為例說(shuō)明差動(dòng)式傳感器可以提高靈敏度的原理。3、簡(jiǎn)述霍爾電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原理。4、光電池的工作原理，指出它應(yīng)工作在電流源還是電壓源狀態(tài)。5、按照傳感型（功能型）和傳輸型光纖傳感器的特點(diǎn)應(yīng)該選用哪種光纖（單模/多模），為什么？二、計(jì)算題（20分，10分/題）1、設(shè)6次測(cè)量某物體的長(zhǎng)度，其測(cè)量的結(jié)果分別為：9.8 10.0 10.1 9.9 10.3 15厘米，若忽略粗大誤差和系統(tǒng)誤差，試求在99.73%的置信概率下，對(duì)被測(cè)物體長(zhǎng)度的最小估計(jì)區(qū)間。2

2、、測(cè)得某檢測(cè)裝置的一組輸入輸出數(shù)據(jù)如下：x0.92.53.34.55.76.8y1.11.62.63.24.05.0試用最小二乘法擬合直線，求其線性度和靈敏度。三、分析/證明題（32分，8分/題）1、系統(tǒng)的系統(tǒng)響應(yīng)帶寬與傳感器的響應(yīng)帶寬無(wú)關(guān)，請(qǐng)問(wèn)這種說(shuō)法正確嗎？試述理由。2、Pt100和Cu50各代表什么傳感器？分析熱電阻傳感器測(cè)量電橋之三線、四線連接法的主要作用。3、用鎳鉻-鎳硅熱電偶測(cè)量爐溫，其儀表示值為600，而冷端溫度t0為65，則實(shí)際溫度為665，對(duì)不對(duì)？為什么？應(yīng)如何計(jì)算？4、智能傳感器只是將被測(cè)信號(hào)數(shù)字化，意義不大，你同意此觀點(diǎn)否？分析說(shuō)明你的理由。四、設(shè)計(jì)題（18分）根據(jù)你所掌

3、握傳感器知識(shí)，設(shè)計(jì)一套測(cè)濕傳感器（包括敏感元件的選擇、測(cè)量電路的設(shè)計(jì)、采用的溫度補(bǔ)償及抗干擾措施）。 傳感器與檢測(cè)技術(shù)習(xí)題8答案一、簡(jiǎn)答題（30分，6分/題）1、傳感器（或測(cè)試儀表）在第一次使用前和長(zhǎng)時(shí)間使用后需要進(jìn)行標(biāo)定工作，請(qǐng)問(wèn)標(biāo)定的意義？答：確定傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)和動(dòng)態(tài)特性參數(shù)2、以自感式傳感器為例說(shuō)明差動(dòng)式傳感器可以提高靈敏度的原理。解：差動(dòng)式靈敏度:與單極式傳感器靈敏度比較靈敏度提高一倍，非線性大大減少。3、簡(jiǎn)述霍爾電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原理。答：一塊半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)(磁場(chǎng)方向垂直于薄片)中，當(dāng)有電流I流過(guò)時(shí)，電子受到洛侖茲力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。結(jié)果在半導(dǎo)體的后端面上電子有所積累

4、。而前端面缺少電子，因此后端面帶負(fù)電，前端面帶正電，在前后端面形成電場(chǎng)，該電場(chǎng)產(chǎn)生的力阻止電子繼續(xù)偏轉(zhuǎn)當(dāng)兩力相平衡時(shí)，電子積累也平衡，這時(shí)在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電場(chǎng)，相應(yīng)的電勢(shì)稱為霍爾電勢(shì)UH。4、光電池的工作原理，指出它應(yīng)工作在電流源還是電壓源狀態(tài)。答：光電池是基于光生伏特效應(yīng)制成的，是自發(fā)電式；是有源器件。它有較大面積的P一N結(jié)，當(dāng)光照射在P一N結(jié)上時(shí)則在結(jié)的兩端出現(xiàn)電動(dòng)勢(shì)。它應(yīng)工作在電壓源狀態(tài)。5、按照傳感型（功能型）和傳輸型光纖傳感器的特點(diǎn)應(yīng)該選用哪種光纖（單模/多模），為什么？答：功能型(或稱物性型、傳感型)光纖不僅作為光傳播的波導(dǎo)而且具有測(cè)量的功能。它可以利用外界物理因素

5、改變光纖中光的強(qiáng)度、相位、偏振態(tài)或波長(zhǎng)，從而對(duì)外界因素進(jìn)行測(cè)量和數(shù)據(jù)傳輸。可分為振幅調(diào)制型、相位調(diào)制型及偏振態(tài)調(diào)制型。多模單模皆可非功能型(或稱結(jié)構(gòu)型、傳光型) 其光纖只是作為傳光的媒介，還需加上其它敏感元件才能組成傳感器。多模。二、計(jì)算題（20分，10分/題）1、設(shè)6次測(cè)量某物體的長(zhǎng)度，其測(cè)量的結(jié)果分別為：9.8 10.0 10.1 9.9 10.3 15厘米，若忽略粗大誤差和系統(tǒng)誤差，試求在99.73%的置信概率下，對(duì)被測(cè)物體長(zhǎng)度的最小估計(jì)區(qū)間。解： 分別為-0.2 0 0.1 -0.1 0.22、測(cè)得某檢測(cè)裝置的一組輸入輸出數(shù)據(jù)如下：x0.92.53.34.55.76.8y1.11.62

6、.63.24.05.0試用最小二乘法擬合直線，求其線性度和靈敏度。解: 代入數(shù)據(jù)求得 擬合直線靈敏度,線性度7%三、分析/證明題（32分，8分/題）1、系統(tǒng)的系統(tǒng)響應(yīng)帶寬與傳感器的響應(yīng)帶寬無(wú)關(guān)，請(qǐng)問(wèn)這種說(shuō)法正確嗎？試述理由。答：不完全正確。2、Pt100和Cu50各代表什么傳感器？分析熱電阻傳感器測(cè)量電橋之三線、四線連接法的主要作用。答：分別代表鉑電阻熱電式傳感器（100），銅電阻熱電式傳感器(50). 熱電阻傳感器測(cè)量電橋之三線、四線連接法的主要作用是消除在熱電阻安裝的地方與儀表相距遠(yuǎn)時(shí)，環(huán)境溫度變化時(shí)其連接導(dǎo)線電阻也變化所造成的測(cè)量誤差。3、用鎳鉻-鎳硅熱電偶測(cè)量爐溫，其儀表示值為600，

7、而冷端溫度t0為65，則實(shí)際溫度為665，對(duì)不對(duì)？為什么？應(yīng)如何計(jì)算？答：對(duì)。查表知鎳鉻-鎳硅熱電偶K=1，T=Tz+KTn=600+165=6654、智能傳感器只是將被測(cè)信號(hào)數(shù)字化，意義不大，你同意此觀點(diǎn)否？分析說(shuō)明你的理由。答：不同意，從SMART傳感器的功能和優(yōu)點(diǎn)兩方面來(lái)看 = 1 * GB3 功能自補(bǔ)償功能：如非線性、溫度誤差響應(yīng)時(shí)間等的補(bǔ)償自診斷功能：如在接通電源時(shí)自檢微處理器和基本傳感器之間具有雙向通信功能，構(gòu)成一死循環(huán)工作系統(tǒng)信息存儲(chǔ)和記憶功能數(shù)字量輸出和顯示 = 2 * GB3 優(yōu)點(diǎn)：精度高，可通過(guò)軟件來(lái)修正非線性，補(bǔ)償溫度等系統(tǒng)誤差，還可補(bǔ)償隨機(jī)誤差，從而使精度大為提高有一定的可編程自動(dòng)化能力。包括指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、自動(dòng)調(diào)零、自檢等功能廣。智能傳感器