傳感器與檢測技術(shù)復(fù)習(xí)題(共8頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上傳感器與檢測技術(shù)復(fù)習(xí)題一、填空：1、測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)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 _材料中電子溢出表面的現(xiàn)象，即外光電效應(yīng)，光電管以及光電倍增管傳感器屬于這一類；第二類是利用在光線作用下材料電阻率發(fā)生改變的現(xiàn)象，即 內(nèi)光電 效應(yīng)。 光敏電阻 傳感器屬于這一類。第三類是利用在光線作用下 光勢壘 現(xiàn)象，即 _光生伏特_ 效應(yīng)， 光敏二極管及光敏三極管_ 傳感器屬于這一類。4.熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢是兩種導(dǎo)體的接觸電勢和單

2、一導(dǎo)體的溫差電勢組成的，其表達(dá)式為Eab（T，To）=。在熱電偶溫度補(bǔ)償中補(bǔ)償導(dǎo)線法（即冷端延長線法）是在連接導(dǎo)線和熱電偶之間，接入延長線，它的作用是將熱電偶的參考端移至離熱源較遠(yuǎn)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。5.壓磁式傳感器的工作原理是：某些鐵磁物質(zhì)在外界機(jī)械力作用下，其內(nèi)部產(chǎn)生機(jī)械壓力，從而引起極化現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。相反，某些鐵磁物質(zhì)在外界磁場的作用下會產(chǎn)生機(jī)械變形，這種現(xiàn)象稱為負(fù)壓電效應(yīng)。6. 熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢是由兩種導(dǎo)體的接觸電勢和 單一導(dǎo)體的溫差電勢組成。在熱電偶溫度補(bǔ)償中，補(bǔ)償導(dǎo)線法（即冷端延長線法）是在連接導(dǎo)線 和熱電偶之間，接入延長線 ，它

3、的作用是將熱電偶的參考端移至離熱源較遠(yuǎn)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。9、霍爾元件靈敏度的物理意義是表示在單位磁感應(yīng)強(qiáng)度下單位控制電流時(shí)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 _金屬_ 材料和_半導(dǎo)體_體材料。它們在受到外力作用時(shí)電阻發(fā)生變化，其中的電阻變化主要是由 _電阻應(yīng)變效應(yīng)_ 形成的，而的電阻變

4、化主要是由 壓阻效應(yīng) 造成的。18、氧化鋯氧量分析儀根據(jù)濃差電池原理設(shè)計(jì)而成。氧濃差電池由兩個(gè)“半電池”構(gòu)成：一個(gè)“半電池”是已知氧氣分壓 的鉑參比 電極，另一個(gè)“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(yùn)動而在導(dǎo)體兩端 產(chǎn)生感應(yīng)電勢的。而霍爾式傳感器為霍爾元件在磁場中有電磁效應(yīng)（霍爾效應(yīng)）而輸出電勢的。二、單項(xiàng)選擇題(在每小題的四個(gè)備選答案中，選出一個(gè)正確答案，并將正確答案的序號填在題目的括號內(nèi))。1. ( C )傳感器可用于醫(yī)療上-50150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D.比色計(jì)2.信號傳輸過程中，產(chǎn)生干擾的原因是(

5、C ) A.信號是緩變的B.信號是快變的 C.干擾的耦合通道D.信號是交流的3.差動電橋由環(huán)境溫度變化引起的誤差為( D ) A. B. C. D.04. 非線性度是表示校準(zhǔn)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5. 將電阻應(yīng)變片貼在( C )上，就可以分別做成測力、位移、加速度等參數(shù)的傳感器。 A.質(zhì)量塊B.導(dǎo)體 C.彈性元件D.機(jī)器組件1. 非線性度是表示校準(zhǔn)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，電阻率( A ) A.迅速下降B. 上升 C.保持不變D.歸零4. 半導(dǎo)

6、體應(yīng)變片具有( C )的優(yōu)點(diǎn)。 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。答：一塊長為l、寬為d的半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁場（磁場方向垂直于薄片）中，當(dāng)有電流I流過時(shí)，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢Uh。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)”。所謂熱電效應(yīng)，就是當(dāng)不同材料的導(dǎo)體組成一個(gè)閉合回路時(shí)，若兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫度不同，那么在回路中將會產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象。兩點(diǎn)間的溫差越大，產(chǎn)生的電動勢就越大。引入適當(dāng)?shù)臏y量電路測量電動勢的大小，就可測得溫度的大小。

7、3、 以石英晶體為例簡述壓電效應(yīng)產(chǎn)生的原理。答：石英晶體在沿一定的方向受到外力的作用變形時(shí)，由于內(nèi)部電極化現(xiàn)象同時(shí)在兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；而當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷的極性隨著改變。晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。這種現(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(jī)械變形，外電場撤離，變形也隨之消失，稱為逆壓電效應(yīng)。石英晶體整個(gè)晶體是中性的，受外力作用而變形時(shí)，沒有體積變形壓電效應(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答：電阻應(yīng)變片的工作原理是基于電阻應(yīng)變效應(yīng)，即在導(dǎo)體產(chǎn)生機(jī)械變

8、形時(shí)，它的電阻值相應(yīng)發(fā)生變化。6. 什么叫做熱電動勢、接觸電動勢和溫差電動勢？答：熱電動勢：兩種不同材料的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）A、B串接成一個(gè)閉合回路，并使兩個(gè)結(jié)點(diǎn)處于不同的溫度下，那么回路中就會存在熱電勢，因而有電流產(chǎn)生，相應(yīng)的熱電勢稱為溫差電勢或塞貝克電勢，通稱熱電勢。 接觸電動勢：接觸電勢是由兩種不同導(dǎo)體的自由電子，其密度不同而在接觸處形成的熱電勢。它的大小取決于兩導(dǎo)體的性質(zhì)及接觸點(diǎn)的溫度，而與導(dǎo)體的形狀和尺寸無關(guān)。溫差電動勢：是在同一根導(dǎo)體中，由于兩端溫度不同而產(chǎn)生的一種電勢。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(bǔ)償作用。答：(1)貼在應(yīng)變最敏感部位，使其靈敏度最

9、佳；(2)在復(fù)合載荷下測量，能消除相互干擾；(3)考慮溫度補(bǔ)償作用；單臂電橋無溫度補(bǔ)償作用，差動和全橋方式具有溫度補(bǔ)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(biāo)，選用線性度大、遲滯小、重復(fù)性好、分辨力強(qiáng)、穩(wěn)定性高、抗干擾穩(wěn)定性高的傳感器。考慮動態(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(shí)間或者應(yīng)具有很寬的頻率響應(yīng)特性。三、計(jì)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，圖中R2=R3=R是固定電阻，R1與R4是電阻應(yīng)變片，工作時(shí)R1受拉，R4受壓，R=0，橋路處于平衡狀態(tài)，當(dāng)應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變

10、時(shí)，橋路失去平衡，這時(shí)，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）(R/R)。答：證明： 略去的二次項(xiàng),即可得2. 下面是熱電阻測量電路，試說明電路工作原理并計(jì)算已知Rt是Pt100鉑電阻，且其測量溫度為T=50，試計(jì)算出Rt的值解：該熱電阻測量溫度電路由熱敏電阻、測量電阻和顯示電表組成。圖中G為指示電表，R1、R2、R3為固定電阻，Ra為零位調(diào)節(jié)電阻。熱電阻都通過電阻分別為r2、r3、Rg的三個(gè)導(dǎo)線和電橋連接，r2和r3分別接在相鄰的兩臂，當(dāng)溫度變化時(shí)，只要它們的Rg分別接在指示電表和電源的回路中，其電阻變化也不會影響電橋的平衡狀態(tài)，電橋在零位調(diào)整時(shí)，應(yīng)

11、使R4=Ra+Rt0為電阻在參考溫度（如0°C）時(shí)的電阻值。三線連接法的缺點(diǎn)之一是可調(diào)電阻的接觸電阻和電橋臂的電阻相連，可能導(dǎo)致電橋的零點(diǎn)不穩(wěn)。3. 1）制作霍爾元件應(yīng)采用什么材料，為什么？2）為何霍爾元件都比較薄，而且長寬比一般為2 ：1？3）某霍爾元件l ×b ×d 為1.0× 0.35 ×0.1 cm3, 當(dāng)方向通以電流I=1.0 mA, 在垂直lb方向加有均勻磁場B=0.3T, 傳感器的靈敏系數(shù)為22 V/A T, 試求其霍爾電勢及載流子濃度。1）采用半導(dǎo)體材料。因?yàn)槠潇`敏度高，輸出霍爾電勢大。 2）因?yàn)樵奖?，靈敏度系數(shù)越大。 3） 4.1）有一數(shù)字溫度計(jì)，測量范圍為 50 150,精度0.5級, 求當(dāng)示值分別為-20,100時(shí)的絕對誤差和示值相對誤差。2）欲測量250 V電壓，要求測量示值相對誤差不大于 ±0.5%, 問選用量程為250 V電壓表,其精度為那一級? 若選用量程為300 V和500 V的電壓表,其精度又分別為那一級?3)已知待測電壓為400V左右,現(xiàn)有兩只電壓表,一只1.5級,測量范圍0