傳感器與檢測技術(shù)復(fù)習(xí)題

《傳感器與檢測技術(shù)》復(fù)習(xí)題一、填空：1、測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標主要有線性度、遲滯、重復(fù)性、分辨力、穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、各種抗干擾穩(wěn)定性。3、光電傳感器的工作原理是基于物質(zhì)的光電效應(yīng)，目前所利用的光電效應(yīng)大致有三大類第一類是利用在光線作用下 材料中電子利用在光線作用下光勢壘 現(xiàn)象，即_光生伏特 效應(yīng)，光敏二極管及光敏三極

傳感器屬于這一類。熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢是兩種導(dǎo)體的接觸電勢和單一導(dǎo)體的溫差k(T

N)ln AT(

。e 0 NB

A B T（即冷端延長線法是在連接導(dǎo)線和較遠并且環(huán)境溫度較穩(wěn)定的地方，以減小冷端溫度變化的影響。壓磁式傳感器的工作原理是：某些鐵磁物質(zhì)在外界機械力作用下，相反，某些鐵磁物質(zhì)在外界磁場的作用下會產(chǎn)生機械變形，這種現(xiàn)象稱為負壓電效應(yīng)。單一導(dǎo)體的溫差電勢組成。在熱電偶溫度補償中，補償導(dǎo)線法（即冷端延長線法）9、霍爾元件靈敏度的物理意義是表示在單位磁感應(yīng)強度下單位控制電流時的霍爾電動勢的大小。15、測量過程中存在著測量誤差，按性質(zhì)可被分為 _絕對誤差 、相對誤差

、和引用誤差

三類，其中 絕對誤差 可以通過對多次測量結(jié)果求 平均 的方法來減小它對測量結(jié)果的影響。16、電子顯示儀表分為模擬式、 數(shù)字式 和屏幕顯示三大類。17電阻應(yīng)變片式傳感器按制造材料可分為① _金

材料和② 半導(dǎo)體 體材料。它們在受到外力作用時電阻發(fā)生變化，其中①的電阻變化主要是由 _電阻應(yīng)變效應(yīng)

形成的，而②的電阻變化主要是由壓阻效應(yīng)造成的。18個“半電池”構(gòu)成：一個“半電池”是已知氧氣分壓的鉑參比電極，另一個“半電池”是含氧量未知的測量電極。19、磁電式傳感器是利用導(dǎo)體和磁場發(fā)生相對運動而在導(dǎo)體兩端（霍爾效應(yīng)）而輸出電勢的。二、單項選擇題(在每小題的四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的序號填在題目的括號內(nèi))。( C )傳感器可用于醫(yī)療-50℃～150℃之間的溫度測量A.金屬輻射式 B.熱電偶C.半導(dǎo)體三極管 色計信號傳輸過程中，產(chǎn)生干擾的原因( C )信號是緩變的C.

信號是快變的D.差動電橋由環(huán)境溫度變化引起的誤差( D )1R1

1R12 R1 B. 4 R11R1EC. 2 R1 D.0非線性度是表示校準曲( B )的程度。接近真值 B.偏離擬合直線C.正反行程不重合 D.重復(fù)性將電阻應(yīng)變片貼( C )上，就可以分別做成測力、位移、加度等參數(shù)的傳感器。A.質(zhì)量塊B.導(dǎo)體C.彈性元件D.機器組件1.非線性度是表示校準曲線(B)的程度。A.接近真值B.偏離擬合直線C.正反行程不重合D.重復(fù)性2.半導(dǎo)體熱敏電阻率隨著溫度上升，電阻( A )A.迅速下降B.上升C.保持不變D.歸零4.(C)的優(yōu)點。A. 可靠性高B.溫度穩(wěn)定性好C. 靈敏度高D.接口電路復(fù)雜三、簡答題：1、簡述霍爾電動勢產(chǎn)生的原理。d（磁場方向垂直于薄片）中，當有電流IUh。這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，也是霍爾電動熱的產(chǎn)生原理。2、簡述熱電偶的工作原理。答：熱電偶的測溫原理基于物理的“熱電效應(yīng)3、以石英晶體為例簡述壓電效應(yīng)產(chǎn)生的原理?，F(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。反之，如對石英晶體施加一定變電場，晶體本身將產(chǎn)生機械變形，外電場撤離，變形也隨之消失，稱為逆壓電效應(yīng)。形壓電效應(yīng)，但它具有良好的厚度變形和長度變形壓電效應(yīng)。4、簡述電阻應(yīng)變片式傳感器的工作原理機械變形時，它的電阻值相應(yīng)發(fā)生變化。什么叫做熱電動勢、接觸電動勢和溫差電動勢？答：①熱電動勢：兩種不同材料的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體B串接成一通稱熱電勢。②接觸電動勢：接觸電勢是由兩種不同導(dǎo)體的自由電子，其密度不的溫度，而與導(dǎo)體的形狀和尺寸無關(guān)。電勢。7、簡述應(yīng)變片在彈性元件上的布置原則，及哪幾種電橋接法具有溫度補償作用。答：(1)貼在應(yīng)變最敏感部位，使其靈敏度最佳；在復(fù)合載荷下測量，能消除相互干擾；考慮溫度補償作用；單臂電橋無溫度補償作用，差動和全橋方式具有溫度補償作用。8、從傳感器的靜態(tài)特性和動態(tài)特性考慮，詳述如何選用傳感器。答：考慮傳感器的靜態(tài)特性的主要指標，選用線性度大、遲滯小、重復(fù)性好、分辨力強、穩(wěn)定性高、抗干擾穩(wěn)定性高的傳感器?？紤]動態(tài)特性，所選的傳感器應(yīng)能很好的追隨輸入量的快速變化，即具有很短的暫態(tài)響應(yīng)時間或者應(yīng)具有很寬的頻率響應(yīng)特性。三、計算題1、如圖所示電路是電阻應(yīng)變儀中所用的不平衡電橋的簡化電路，圖R=R=R是固定電阻，RRR受拉，2 3 1 4 1R受壓，ΔR=0，橋路處于平衡狀態(tài)，當應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時，橋4路失去平衡，這時，就用橋路輸出電壓Ucd表示應(yīng)變片變后電阻值的變化量。試證明：Ucd=-（E/2）(ΔR/R)。答：R1

RR R4

RRU U U

R E

R E

2RR Ecd cb

db RRR RRR 4R2

R2略去R的二次項,即可得U

ERcd 2 R cR2R2R1abUcdR3Rd42.下面是熱電阻測量電路，試說明電路工作原理并計算RtPt100T=50Rt值1 2 r r R r 圖中GRR為固定電阻，Ra1 2 r r R r 2 3 g 2 3R分別接在相鄰的兩臂，當溫度變化時，只要它們的 分別接在指示Rg4 R=Ra+R為電阻在參考溫度（時的電4 相連，可能導(dǎo)致電橋的零點不穩(wěn)。Rt

(1AtBt2)0100[13.94010350(5.802107)502]119.553.制作霍爾元件應(yīng)采用什么材料，為什么？2：1？某霍爾元件l×b×d1.0×0.35×0.1cm3,當方向通以電流I=1.0mA,在垂直lb方向加有均勻磁場B=0.3T,22V/AT,試求其霍爾電勢及載流子濃度。1）采用半導(dǎo)體材料。因為其靈敏度高，輸出霍爾電勢大。2）因為元件越薄，靈敏度系數(shù)越大。3）U k IB3H H4.

U IBpedpIBU ed2.841020HHH1）50℃～150℃,0.5級,求-20℃,100℃時的絕對誤差和示值相對誤差。2）欲測量250V0.5%,問選250V,?300V500V的電壓表,?3)400V左右,,1.5級測量范圍0～500V;另一只0.5級,測量范圍?1）絕對誤差為：1500.50.75℃0.75100%3.75%-20℃時相對誤差為：100℃時相對誤差為：

200.75100%1002）2500.5%

1.250.005250即選用精度為0.5級的250V電壓表。1.25

0.004,1.25

0.00