《传感器原理应用》课程试题A卷

复习一、填空（在以下括号中填入合适的词汇，使其原理建立）1、传感器的敏捷度是指稳态标准条件下，输出变化量与输入变化量的比值。对线性传感器来说，其敏捷度是常数。2．用石英晶体系作的压电式传感器中，晶面上产生的面上的压强成正比，而与晶片几何尺寸和面积没关。

电荷与作用在晶3、有源滤波器由集成运放和__RC网络__构成。4、采纳热电阻作为丈量温度的元件是将温度的丈量变换为电阻的丈量。5、单线圈螺线管式电感传感器主要由线圈、铁磁性外壳和可沿线圈轴向挪动的活动死心。6、被测非电量的变化变换成线圈互感变化的互感式传感器是依据变压器的基来源理制成的，其次级绕组都用同名端反向形式连结，所以又叫差动变压器式传感器。7．闭磁路变隙式电感传感器工作时，衔铁与被测物体连结。当被测物体移动时，惹起磁路中气隙尺寸发生相对变化，进而致使圈磁阻的变化。8、动向标定的目的，是查验测试传感器的动向性能指标。9、在电阻应变片公式，dR/R=(1+2μ)ε+λEε中，λ代表__资料压阻系数。10、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为

50Ω，则其分度号是

CU50

，对于镍铬-镍硅热电偶其正极是镍铬

。11、红外图像传感器由红外敏感元件和电子扫描电路构成。12、空气介质变隙式电容传感器中，提升敏捷度和减少非线性偏差是矛盾的，为此实质中多数采纳差动式电容传感器。13、当半导体资料在某一方向承受应力时，它的电阻率发生显着变化的现象称为半导体压阻效应。14．影响金属导电资料应变敏捷系数K。的主要要素是导电资料几何尺寸的变化。15．为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要采纳细分技术。16．若丈量系统无接地址时，障蔽导体应连结到信号源的接地端1、在以下几种传感器中间(压电式)属于自觉电型传感器。2．以下被测物理量合适于使用红外传感器进行丈量的是（温度）。3、在热电偶测温回路中常常使用赔偿导线的最主要的目的是(C)。C．将热电偶冷端延伸到远离高温区的地方4、利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其敏捷度高、非线性偏差小，(A)。A．两个桥臂应该分别用应变量变化相反的工作应变片5、在光的作用下，电子汲取光子能量从键合状态过渡到自由状态，惹起物体电阻率的变化，这类现象称为(光电导效应)。6、改变电感传感器的引线电缆后，(一定对整个仪器从头标定)。7、自感传感器采纳相敏检波电路最重要的目的是为了(C)。C．使检波后的直流电压能反应检波前沟通信号的幅度和相位8、依照工作原理分类，固体图象式传感器属于(光电式传感器)。9、单色光的波长越短，它的(A频次越高，其光子能量越大)。10、差动电桥由环境温度变化惹起的偏差为(0)11、属于传感器动向特征指标的是(固有频次)。12、(热端和冷端的温差)的数值越大，热电偶的输出热电势就越大。13、热电阻丈量变换电路采纳三线制是为了(减小引线电阻的影响)。14、当石英晶体受压时，电荷产生在(B．X面上)15、减小霍尔元件的输出不等位电势的方法是(A使用电桥调零电位器)16、发现某检测仪表机箱有麻电感,一定采纳(B将机箱接大地)举措。17、在实验室中丈量金属的熔点时,冷端温度赔偿采纳(C．冰浴法)。18、电涡流式传感器激磁线圈的电源是(A高频沟通)19、固体半导体摄像元件CCD是一种(BNPN型晶体管集成电路)20、将电阻R和电容C串连后再并联到继电器或电源开关两头所构成的RC汲取电路，其作用是(B除去电火花扰乱)。21．电阻应变片的初始电阻数值有多种,此顶用的最多的是（120Ω）22．以下三种铂热电阻的丈量范围有一种是我国当前使用的（A）。1、金属电阻应变片与半导体资料的电阻应变效应有什么不一样?答：金属电阻的应变效应主假如因为其几何形状的变化而产生的，半导体资料的应变效应则主要取决于资料的电阻率随应变所惹起的变化产生的。2、压电式传感器丈量电路的作用是什么?其核心是解决什么问题?答：压电式传感器丈量电路的作用是将压电晶体产生的电荷变换为电压信号输出，其核心是要解决轻微信号的变换与放大，获得足够强的输出信号。3、简述光电池的工作原理指出它应工作在电流源仍是电压源状态。答：光电池是鉴于光生伏殊效应制成的，是自觉电式，是有源器件。它有较大面积的P--N结，当光照耀在P--N结上时则在结的两头出现电动势。它应工作在电压源状态。4、什么是金属导体的热电效应?试说明热电偶的测温原理。答：热电效应就是两种不一样的导体或半导体A和B构成一个回路，其两头互相连结时，只需两结点处的温度不一样，回路中就会产生一个电动势，该电动势的方向和大小与导体的资料及两接点的温度相关。热电偶测温就是利用这类热电效应进行的，将热电偶的热端插入被测物，冷端接进仪表，就能丈量温度。5、简要说明差动变压器中零点剩余电压的产生原由。、答：零残电压包含基波和睦波重量。基波重量主假如因为差动变压器两个二次绕组的构造和电气参数不完整相等（不对称）使感觉电势幅值不等而形成；谐波重量主要由导磁资料磁化曲线的非线性惹起。6、试说明光纤的导光原理。、答：光纤导光鉴于入射到光纤内的光能够实现全反射。因为纤芯的折射率比包层的大，当入射角大于临界角时，其折射角大于90度，形成全反射，使得光不会进入包层而只在纤芯内流传。为使进入光纤的光能够在纤芯内全反射，一定使从外面入射的光芒限制在必定的入射角内，进而使入射到纤芯和包层界面的光的入射角大于临界角，即在某个临界角内的入射进入光纤的光才能实现全反射。7.金属电阻应变片与半导体资料的电阻应变效应有什么不一样?金属电阻的应变效应主假如因为其几何形状的变化而产生的，半导体资料的应变效应则主要取决于资料的电阻率随应变所惹起的变化产生的影响差动变压器输出线性度和敏捷度的主要要素是什么答：影响差动变压器输出线性度和敏捷度的主要要素是：传感器几何尺寸、线圈电气参数的对称性、磁性资料的剩余应力、丈量电路零点剩余电动势等。电涡流式传感器的敏捷度主要受哪些要素影响它的主要长处是什么答：电涡流式传感器的敏捷度主要受导体的电导率、磁导率、几何形状，线圈的几何参数，激励电流频次以及线圈到被测导体间的距离等要素影响。电涡流式传感构造简单、频次响应宽、敏捷度高、丈量范围大、抗干忧能力强，特别是有非接触丈量的长处，所以在工业生产和科学技术的各个领域中获得了宽泛的应用。10．简述热电偶的几个重要定律，并分别说明它们的适用价值。答：一是匀质导体定律：假如热电偶回路中的两个热电极资料同样，不论两接点的温度怎样，热电动势为零。依据这个定律，能够查验两个热电极资料成分能否同样，也能够检查热电极资料的平均性。二是中间导体定律：在热电偶回路中接入第三种导体，只需第三种导体的两接点温度同样，则回路中总的热电动势不变。它使我们能够方便地在回路中直接接入各样种类的显示仪表或调理器，也能够将热电偶的两头不焊接而直接插入液态金属中或直接焊在金属表面进行温度丈量。三是标准电极定律：假如两种导体分别与第三种导体构成的热电偶所产生的热电动势已知，则由这两种导体构成的热电偶所产生的热电动势也就已知。只需测得各样金属与纯铂构成的热电偶的热电动势，则各样金属之间互相组合而成的热电偶的热电动势可直接计算出来。四是中间温度定律：热电偶在两接点温度t、t0时的热电动势等于该热电偶在接点温度为t、tn和tn、t0时的相应热电动势的代数和。中间温度定律为赔偿导线的使用供给了理论依照。四、计算题（请列出运算步骤）1、在以钢为资料的实心圆柱形试件上，沿轴线和圆周方向各贴一片电阻为Ω的金属应变片R1和R2如图（）所示]，把这两应变片接入电桥[见120[1a图1（b）所示]。若钢的泊松系数0.285，应变片的敏捷系数k=2，电桥电源电压U=2V，当试件受轴向拉伸时，测得应变片R1的电阻变化值R10.48。试求：①轴向应变；②电桥的输出电压。2、某一霍尔元件尺寸为L10mm，b3.5mm,d1.0mm，沿L方向通以电流I1.0mA，在垂直于L和b的方向加有平均磁场B0.3T，敏捷度为22V/(AT)，试求输出霍尔电势及载流子浓度。3、某热电偶的两个电极为A、B,其敏捷度为0.04mV/℃，将它置于1200℃处的温度场，若指示表（冷端）处温度为50℃，试求热电势的大小1R1/R1①敏捷系数：k=2R1/R0.48/120轴向应变：0.002k2②电桥的输出电压为：2、因为KH22V/(AT),I1.0mA,B0.3T输出霍尔电势为：UHKHIB6.6mV3热电偶敏捷度：k=0.04mV/℃工作端温度：T=1200℃冷端温度：T0=50℃，则EABT,0EABT,1200EAB50,04、一丈量吊车起吊重物的拉力传感器如图1（a）所示。R1、R2、R3、R4按要求贴在等截面轴上。等截面轴的截面积为0.00196m2，弹性模量1120.31234所构成的全桥型电路E=2×10N/m，泊松比，且R=R=R=R=120Ω,如题图1（b）所示，供桥电压U=2V。现测得输出电压U0=2.6mV。求：①等截面轴的纵向应变及横向应变成多少②力F为多少5、4霍尔元件敏捷度KH40V/(AT)，控制电流I3.0mA，将它置于1104～5104T线性变化的磁场中，它输出的霍尔电势范围有多大6、某热电偶的热电势在E(600,0)时，输出E=5.257mV，若冷端温度为0℃时，测某炉温输出热电势E=5.267mV。试求该加热炉实质温度是多少4因为：RRRR120;0.3;S0.00196m2;1234按全桥计算：

R

U0

R

0.156U①纵向应变：lR/RR/Rlk0.000812512横向应变：rlr0.0004875l②力：FSE3.185105N5

因

为

：KH

40V/(AT),

I

3.0mA,

B110

4

510

4T输出的霍尔电势范围：低端UHKHIB12V高端UHKHIB60V已知：热端温度是600℃时，冷端温度是0℃时，有E600,05.257mV则该热电偶的敏捷度为K5.257/6000.008762mV/C现测得加热炉冷端温度为0℃，输出热电势是ET,05.267mV得实质温度是如下图正方形平板电容器,极板长度a=4cm,极板间距离δ=0.2mm.若用此变面积型传感器丈量位移x,试计算该传感器的敏捷度并画出传感器的特性曲线.极板间介质为空气,08.8510-12F/m。7解：这是个变面积型电容传感器，共有4个小电容并联构成。40a24161048.851012C0210328.32/pF40a(ax)(x的单位为米)CxC040ax)CCxC0CxC040a48.8510124102K210370.8/pFx8．用镍铬-镍硅(K)热电偶丈量温度，已知冷端温度为40℃，用高精度毫伏表测得这时的热电动势为29.188m