内蒙古大学内蒙古大学传感与检测技术期末考试试卷(A)及答案

1、PAGE A卷 第 PAGE 10 页 共 NUMPAGES 10 页内蒙古大学电子信息工程学院 自动化 系传感与检测技术 期末考试试卷（A）学号 姓名 专业 年级 重修标记 闭卷 120 分钟题号一二三四总分 评分一、填空题 （每空1分，共15分）电阻式传感器主要有（ ）和（ ）两大类。电涡流传感器的线圈与被测物体间的距离减小，互感系数M将（ ）。热电效应产生的热电势由（ ）和（ ）两部分组成。传感器的静态特性主要包括（ ）、（ ）、（ ）等。 电容式传感器是将被测量的变化转换成电容量变化的一种传感器，主要类型有 （ ）、（ ）、（ ），若测量微小位移应采用（ ）。若进行位移测量可采用（ ）

2、、（ ）等传感器。半导体应变片在应力作用下电阻率发生变化，这种现象称为( )效应。二、简答（每题5分，共25分）应变效应热电偶冷端补偿方式有哪些？什么是外光电效应，基于外光电效应的器件有哪些？影响电容式极距变化型传感器灵敏度的因素有哪些？为提高其灵敏度可以采取什么措施？差动式与单线圈电感式传感器比较有何优点？三、按要求完成下列各题（40分）证明：热电偶中插入第三种材料，只要其两端温度相同，总电势不变。（10分） 图1试用两种传感器分别对压力P进行测量，请绘出可行性方案原理图，并简述工作过程。 图2为热电阻桥式测温电路，测温范围为0200，其中Rt=10(1+0.02t)k为感温热电阻，Rs为常

3、值电阻，R0=10k，E为工作电压，M、N两点间的电位差为输出电压。（10分） 求：(1) 如果0时电路输出电压为零，常值电阻Rs取多少？ (2) 采用上述常值电阻值，若测温电路平均灵敏度为15mV/， 其工作电压E应取多少？ 图2如图2所示用悬臂梁测力P，给出4个应变片类型及其在梁上的布局示意图，画出测量电路图,并分析测量原理。 （12分） 图3四、(20分)下图为二极管相敏检波电路及其输入电压和参考电压，其中U2U1且同相位，试分析其工作原理并画出流过二极管D1，D2，D3，D4及电表M的电流波形。 图4 图5 试卷（A）答案一、填空题（每空1分，共10分）电位计式电阻传感器，应变式电阻传

4、感器越大接触电势，温差电势变极距型，变面积型，变介质型，变极距型压阻效应二、简答（每题6分，共30分）应变效应：导体或半导体在受到外力作用时，产生机械形变，导致阻值变化，这种因形变而使其阻值发生变化的现象称为应变效应。热电偶冷端补偿方式有冰水保温瓶法，恒温槽法，冷端自动补偿法。外光电效应：在光线的作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应。4分基于外光电效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。2分电容极板距离初始值影响电容传感器的灵敏度，距离越小传感器灵敏度越高，但初始距离太小容易引起电容器击穿，可以在极板间放置云母片防止击穿。差动式与单线圈电感式传感器比较有如下优点：（1）线

5、性好；2分（2）灵敏度提高一倍，即衔铁位移相同时，输出信号大一倍；2分（3）温度变化、电源波动、外界干扰等对传感器精度的影响，由于能互相抵消而减小，电磁吸力对测力变化的影响也由于能相互抵消而减小。2分三、10分证明：EABC(T,T0)=eAB(T)+eBC(T0)+eCA(T0) （1） 当T=T0时,有EABC(T0)=eAB(T0 )+eBC(T0)+eCA(T0)=0由此得eAB(T0 )-eBC(T0)-eCA(T0)代入（1）式EABC(T,T0)=eAB(T)-eAB(T0)=EAB(T,T0) 选择传感器（每个2分）说明工作原理（每个3分） (1) Rs=10k 5分 (2) E=9v 5分布局示意图1所示：上面两个为受拉型，下面两个为受压型。（2分）图1 测量电路如图2所示：四个应变片为两个受拉，两个受压，并且相邻桥臂上的应变片类型相反。当受到向下的力时，上面两个应变片受拉形变，下面两个应变片受压形变，导致应变片的电阻发生变化，电桥不平衡产生输出电压。（测量电路4分，工作原理分析4分） 图2四、波形图10分，工作原理10分 U1与U2同频同相正半周时D3 D4正相导通，D1 D2反向截止，流过电流表的电流从左向右为正方向：故i i，