sfy傳感器習題與思考題146題要點

1、傳感器習題與思考題 146題第1章傳感器概述1 下列傳感器屬于物性型有源傳感器的是(D)A金屬電阻應變片 B壓電式傳感器 C熱敏電阻D半導體氣敏傳感器2什么是傳感器？它由哪幾個部分組成？分別起到什么作用？答：傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定對應關(guān)系的、便于應用的某種物理量的測量裝置。傳感器由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路、輔助電源四部分組成。敏感元件是直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關(guān)系的物理量；轉(zhuǎn)換元件把敏感元件的輸出作為它的輸入，轉(zhuǎn)換成電路參量；轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電量輸出。3傳感器的性能參數(shù)反映了傳感器的什么關(guān)系？什么是傳感器的靜態(tài)特性，描述傳感器靜態(tài)特性的技術(shù)指標有哪些？

2、各種參數(shù)代表什么意義？什么是傳感器的動態(tài)待性？動態(tài)參數(shù)有 那些？應如何選擇？答：傳感器的性能參數(shù)反映了傳感器的輸入與輸出關(guān)系。傳感器的靜態(tài)特性指被測量處于穩(wěn)定狀態(tài)下的輸入輸出關(guān)系。傳感器靜態(tài)特性的技術(shù)指標有線性度、靈敏度、遲滯、重復性、漂移。傳感器的線性度是指傳感器的輸出與輸入之間數(shù)量關(guān)系的線性程度。靈敏度S是指傳感器的輸出量增量 y與引起輸出量增量 y的輸入量增量 x的比值。傳感器的動態(tài)特性是指其輸出對隨時間變化的輸入量的響應特性。一階傳感器的動態(tài)參數(shù)是傳感器的時間常數(shù)。當3 T1時，A ( W )心1 , 0( 3 )心0,表明傳感器輸出與輸入為線性關(guān)系，輸出比較真實的反映了輸入的變化規(guī)律

3、。二階傳感器的動態(tài)參數(shù)有傳感器的固有頻率、傳感器的阻尼比。傳感器固有頻率3 n3輸入信號頻率，Z <1,欠阻尼;A(3) 1 , 0 ( 3 ) 0,傳感器輸再現(xiàn)輸入的波形。4、傳感器的標定有哪兩種？標定的目的是什么？傳感器的標定分為靜態(tài)標定和動態(tài)標定。靜態(tài)標定目的是確定傳感器的靜態(tài)特性指標，如線性度、靈敏度、滯后和重復性等。動態(tài)標定目的是確定傳感器的動態(tài)特性參數(shù)，如頻率響應、時間常數(shù)、固有頻率和阻尼比等。12 分）5 畫出測試系統(tǒng)的組成框圖，并說明各組成部分的作用。(傳感器作為測試系統(tǒng)的第一環(huán)節(jié)， 將被測量轉(zhuǎn)化為人們所熟悉的各種信號， 通常傳感器將被 測量轉(zhuǎn)換成電信號；信號變換部分是對

4、傳感器所送出的信號進行加工，如信號的放大、濾波、補償、校正、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換等，經(jīng)過處理使傳感器輸出的信號便于傳輸、 顯示或記錄； 顯示與記錄部分將所測信號變?yōu)楸阌谌藗兝斫獾男问?，以供人們觀測和分析。6某位移傳感器，在輸入量變化5 mm時，輸出電壓變化為 300 mV ,求其靈敏度。答： S=A y/A x=300/5=60 mV /mm第2章應變式傳感器1 電阻應變片的工作原理就是依據(jù)應變效應，建立導體電阻與變形之間的量值關(guān)系而工作的。2 當應變片主軸線與試件軸線方向一致且受一維應力時，應變片靈敏系數(shù)K是應變片的電阻相對變化量與試件主應力的應變 之比3、 電阻應變片一般由 敏感柵一、基片、

5、覆蓋層_和 引線四個部分組成,其中_敏感柵_是核心部件。4、電阻絲的靈敏度系數(shù)大于應變片的靈敏度系數(shù)，原因是：一是粘結(jié)層傳遞變形失真，另一個是柵端圓弧部分的橫向效應。5 電阻應變片的溫度補償中，若采用電橋補償法測量應變時，工作應變片粘貼在被測試件表面上，補償應變片粘貼在與被測試件完全相同的補償塊上，且補償應變片不受應變6 電阻應變片的配用測量電路采用差動電橋時，不僅可以消除非線性誤差，并起到溫度補 償作用，同時還能提高電壓靈敏度。7 通常用應變片式傳感器測量（C ）。A .溫度B.密度C.加速度D.電阻 &電阻應變片配用的測量電路中，為了克服分布電容的影響，多采用（A .直流平衡電橋B

6、 .直流不平衡電橋C .交流平衡電橋D .交流不平衡電橋9、如圖1為實心柱體上粘貼的應變片，下列說法正確的是（ A ）A、R i為拉應變 E、R 2為拉應變C、R i為壓應變 D、R 2無應變。二與電流方向一致時，它的電10對于固體壓敏電阻的簡單的拉伸和壓縮來說，當作用應力 阻率的相對變化率與( A、C)。A 半導體材料的彈性模量成正比B 半導體材料的彈性模量成反比C .作用應力:成正比D .作用應力:：成反比11.試說明金屬應變片與半導體應變片的相同和不同之處。答：在應變作用下電阻都會發(fā)生變化，金屬應變片靈敏度低，半導體應變片優(yōu)點是靈敏度高，但它有溫度系數(shù)大，非線性比較嚴重等缺點。12 什么

7、是壓阻效應答：是指半導體材料在某一軸向受外力作用時，其電阻率p發(fā)生變化的現(xiàn)象。13. 應變片產(chǎn)生溫度誤差的原因及減小或補償溫度誤差的方法是什么？應變片溫度誤差產(chǎn)生的主要因素：電阻溫度系數(shù)的影響，試件材料和電阻絲材料的線膨脹系數(shù)的影響。電阻應變片的配用測量電路采用差動電橋時可減小或補償溫度誤差(12 分)，輸出電壓為U2,應變片14、取四個完全相同的應變片擬粘貼在懸臂梁上組成差動全橋。(1) 、應變片應該怎樣粘貼？(2) 、在一定應力下應變片產(chǎn)生應變，若電橋輸入電壓為U1,的應變靈敏系數(shù)為K,求應變片的應變£ x 答：(1 )相對的一組受壓，另一組受拉。(2)6 =心豐=6手R RRK

8、J"丘U2K15、兩個初始電阻值為 120 Q電阻應變片粘貼于懸臂梁的同一表面上，如圖所示，應變片的靈敏度K=2.0，與兩個阻值為120Q的定值電阻接成電橋，若供橋電壓為2V，粱端受力發(fā) 生應變時，電橋輸出為 40mV，求:(5分)(1 )、畫出對應的測量電橋，并簡要說明該測量電路的特點。(2)、兩個應變片的電阻變化量 R及應變量& x。( 5分)5/¥i+A/?.1)答：o U o16、如圖為電子秤的初始電路。(1 )如何安放四個電阻片？(2) 簡述傳感器的工作過程。(3) 差動放大器，其電壓放大倍數(shù)為多少？F時， R/R。(4) 應變片靈敏度系數(shù) k=2，未受應

9、變時每個橋電阻為R=100 Q，當試件受力應變片承受平均應變 £ =10-3 ，求應變片電阻變化量 R和電阻相對變化量電橋電源電壓為直流 5 V,電橋輸出電壓是多少？答：(1 )相對的一組受壓，另一組受拉。(2)(4)7(3) (100 倍)R = K = 0.002RU0=10mVR9第3章電感式傳感器1、電感式傳感器是利用 電磁感應 原理，將被測量的變化轉(zhuǎn)化成自感量或互感量 變化的一種機電轉(zhuǎn)換裝置。2. 差動螺線管式電感傳感器主要由兩個繞在同一鐵芯上 的螺線管和初始狀態(tài)處于對稱位置的 銜鐵 組成。因而兩個螺線管的初始電感相等。位移測量，還可以用于測量與位移有關(guān)的一差動變壓器傳感器

10、 _,它屬于 互感（自感或3 差動變壓器傳感器不僅可以直接用于 任何機械量。4、如圖所示的電感式傳感器的類型為 互感）式傳感器，圖中1為_二次繞組2為一一次繞組3為_活動銜鐵1所代表的兩個元件連接時應該反向串聯(lián)5 螺線管式差動變壓器傳感器主要由一個一次線圈、兩個二次線圈、 活動銜鐵6 螺線管式差動變壓器傳感器中，零點殘余電壓是評定差動變壓器性能的主要指標之一，它的存在會造成傳感器在零位附近靈敏度降低和測量誤差增大。7 電渦流傳感器的配用電路有諧振 電路、 電橋 電路（任寫兩個）。&電渦流傳感器的整個測量系統(tǒng)由傳感器線圈和被測金屬導體兩部分組成。利用兩者的電磁耦合來完成測量任務(wù)。9、與變

11、隙式相比螺線管式自感傳感器一般用于測量（B）量A、微小線位移B、較大線位移C、角位移量D、轉(zhuǎn)速10差動變壓器傳感器配用的測量電路主要電路有（A、B）。A .相敏檢波電路B .差動整流電路C.直流電橋D.差動電橋11 利用電渦流式傳感器測量位移時，為了得到較好的線性度和靈敏度，其激磁線圈（半徑為ra）與被測物體間的距離 x應該滿足（B ）。A ra xB . ra»xC. ra<xD . ra>x12如圖所示的結(jié)構(gòu)由線圈、鐵芯、銜鐵三部分組成的。線圈套在鐵芯上的，在鐵芯與銜鐵之間有一個空氣隙， 空氣隙厚度為。傳感器的運動部分與銜鐵相連。當外部作用力作用在 傳感器的運動部分時

12、， 銜鐵將會運動而產(chǎn)生位移， 使空氣隙發(fā)生變化。這種結(jié)構(gòu)可作為傳感器用于Ca.靜態(tài)測量 b.動態(tài)測量c. 靜態(tài)測量和動態(tài)測量d. 既不能用于靜態(tài)測量，也不能用于動態(tài)測量13、變氣隙式自感傳感器，當街鐵移動靠近鐵芯時，鐵芯上的線圈電感量（不變）14、為什么變隙式電感式傳感器用于測量微小位移？增加減小變間隙式電感傳感器的測量范圍與靈敏度及線性度相矛盾，所以變隙式電感式傳感器用于測量微小位移時是比較精確的。15、介紹下圖所示傳感器的工作原理。甘點堀釘答：為差動式變隙式電感式傳感器p 二 § = a L =u。罔半16、渦流式傳感器的主要優(yōu)點是什么？答：電渦流傳感器測量范圍寬、反應速度快、可

13、實現(xiàn)非接觸測量，常用于在線檢測。17、電渦流傳感器除了能測量位移外，還能測量哪些非電量？答：電渦流式傳感器的主要用途之一是可用來測量金屬件的靜態(tài)或動態(tài)位移，最大量程達數(shù)百毫米。凡是可轉(zhuǎn)換為位移量的參數(shù)，都可用電渦流式傳感器測量，如機器轉(zhuǎn)軸的軸向竄動、金屬材料的熱膨脹系數(shù)、鋼水液位、紗線張力、流體壓力等。非接觸式硬度連續(xù)測量，在線 非接觸轉(zhuǎn)速測量等。18、如圖所示為 BYM型自感式壓力傳感器，（1）請說出其工作原理。（2 ）圖中彈簧管將什么量轉(zhuǎn)換成什么量？1彈簧管；2、4鐵心；3銜鐵；5、7線圈；6調(diào)節(jié)螺釘圖BYM型自感式壓力傳感器答：（1）F=0銜鐵在中心位置，L1= L2，仁i2,總電流i=

14、0,輸出電壓u0=0,F>0,銜鐵下移，L1<L2,i1>i2, 總電流i不為0,輸出電壓u0不為0,反映了 F的變化。（2）力變?yōu)殂曡F的移動，從而使兩個差動電感電感量發(fā)生變化。第4章電容式傳感器1、電容式傳感器可分為變極距型、變面積型和變介質(zhì)型三種類型。在實際使用時，電容式傳感器常以改變改變平行板間距d來進行測量，因為這樣獲得的測量靈敏度高。2、 變間隙式電容傳感器d0小傳感器靈敏度高。但 d0過小，容易引起電容器擊穿或短路。3、 一般變極距型電容式傳感器的起始電容在20 30 pF之間，極板間距離在 25200卩m154、變面積型電容式傳感器其量程不受線性范圍的限制，適合

15、于測量較大的直線位移和角位移 5、運算放大器電路解決了單個變極板間距離式電容傳感器的非線性問題。6、電容傳感器做成差動式之后，靈敏度提高一倍，而且非線性誤差大大降低了。7、 為減少電容式傳感器在使用中存在的邊緣效應，可以在結(jié)構(gòu)上加保護電極，但要求保護電極和被保護電極要為 同心、電氣上絕緣且間隙越小越好，同時始終保持等電位，以保證中間工作區(qū)得到均勻的場強分布，從而克服邊緣效應的影響。8. 電容傳感器的輸入被測量與輸出被測量間的關(guān)系，除（變面積型 變極距型 變介電常數(shù)型）外是線性的。9 通常用電容式傳感器測量（B ）。A .電容量B.加速度C.電場強度D .交流電壓10. 變間隙式電容傳感器的非線

16、性誤差與極板間初始距離d0之間是（ B ）。B .反比關(guān)系A(chǔ) .正比關(guān)系C.無關(guān)系11. 傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖3所示，是一種測定壓力的電容式傳感器，當圖待測壓力F作用于可動膜片電極上時，可使膜片產(chǎn)生形變,變化，將電容器、靈敏電流計和電源串接成閉合電路，那么A .若電容減小，則力 F增大B .若電容增大貝U力F減小C.若電容變大，則力 F增大D .以上說法都不對 12、簡述電容式傳感器的工作原理及分類。答：C _ ；oiA電容式傳感器可分為變極距型、變面積型和變介質(zhì)型三種類型。在實際do使用時，電容式傳感器常以改變改變平行板間距d來進行測量，因為這樣獲得的測量靈敏度13、書 1/

17、67Co；0；rAdoCodo答：£ 0=8.85*10-12F/m =8.85*10-2pF/cm=8.85*10-3pF/mms=3.14*16= 50.2400mm c=8.85*10*3)*50.24/0.3 = 1.4821 pFdc= 1.4821*10-3/0.3= 0.0049 pF dc*100*5 = 2.4702 格14、下圖為變極距型平板電容傳感器的一種測量電路，其中CX為傳感器電容，C為固定電容，假設(shè)運放增益A=輸入阻抗Z=試推導輸出電壓 U0與極板間距的關(guān)系，并答:Q-Ug1UiCxUij Cxj c運算放大器的輸出電壓與極板間距離d線性關(guān)系。運算放大器電

18、路解決了單個變極板間距離式電容傳感器的非線性問題。第5章壓電式傳感器1 壓電陶瓷是人工制造的多晶體，是由無數(shù)細微的電疇組成。電疇具有自己極化 方向，經(jīng)過極化處理 的壓電陶瓷才具有壓電效應。壓電陶瓷的壓電系數(shù)比石英晶體的大得多，所以采用壓電陶瓷制作的壓電式傳感器的靈敏度較高。不可以_ （可以或2、壓電元件可以等效成電荷源和電容并聯(lián)的形式，若用來測量體重一般不可以）。3、兩個型號相同的壓電片串聯(lián)使用時,F列說法正確的是（A、等效輸出電荷增大一倍、等效輸出電壓增大一倍C、等效輸出電荷、電壓都增大D、等效輸出電荷、電壓都不變4、壓電傳感器可以測量（A、靜態(tài)量B、動態(tài)量C、兩者都可以測量D、兩者都不能測

19、量5 在檢測技術(shù)中，主要采用的是壓電型換能器，發(fā)射超聲波利用壓電材料的29收信號則用DA.多普勒效應 B.多普勒頻移 C.逆壓電效應 D.正壓電效應6.簡述正、逆壓電效應。答：某些電介質(zhì)，當沿著一定方向?qū)ζ涫┝Χ顾冃螘r，其內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個表面上便產(chǎn)生符號相反的電荷，當外力去掉后，其又重新恢復到不帶電狀態(tài)， 這種現(xiàn)象稱壓電效應。當在電介質(zhì)極化方向施加電場， 這些電介質(zhì)也會產(chǎn)生變形， 這種現(xiàn)象稱為“逆壓電效應”（電致伸縮效應）7壓電材料的主要特性參數(shù)有哪些？答：（1）壓電常數(shù)（2）彈性常數(shù)（3）介電常數(shù)（4）機械耦合系數(shù)（5）電阻壓電材料 的絕緣電阻（6）居里點&簡述

20、電壓放大器和電荷放大器的優(yōu)缺點。答：理想情況下，電壓放大器前置放大器輸入電壓與頻率無關(guān)。這表明壓電傳感器有很好的高頻響應，電壓放大器的應用具有一定的應用限制，壓電式傳感器在與電壓放大器配合使用時，連接電纜不能太長。電纜長，電纜電容Cc就大，電纜電容增大必然使傳感器的電壓靈敏度降低。電荷放大器的輸出電壓與電纜電容Cc無關(guān)，且與 Q成正比，這是電荷放大器的最大特點。但電荷放大器的價格比電壓放大器高，電路較復雜，調(diào)整也較困難。9 能否用壓電傳感器測量靜態(tài)壓力（如重力）？為什么？答：當作用于壓電元件的力為靜態(tài)力（3 =0 ）時，則前置放大器的輸入電壓等于零，因為電荷會通過放大器輸入電阻和傳感器本身漏電

21、阻漏掉，所以壓電傳感器不能用于靜態(tài)力測量。第6章磁敏式傳感器1、圖中是 霍爾元件的基本測量電路。和是霍爾電極匚T怙圖2圖中各編號名稱:圖中電路中的被測量是磁感應強度和是激勵電極2、 霍爾電勢正比于激勵電流及磁感應強度，其靈敏度KH與霍爾常數(shù) RH成正比而與霍爾 片厚度d成反比。為了提高靈敏度，霍爾元件常制成薄片形狀。3、霍爾片越厚其霍爾靈敏度系數(shù)越小，霍爾靈敏度系數(shù)的含義是指表示在單位磁感應強 度與單位控制電流時的霍爾電勢的大小。4、 金屬或半導體薄片置于磁場中，當有電流流過時，在平行于 于電流和磁場的方向的兩個面將產(chǎn)生電動勢，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應。5、 霍爾元件能轉(zhuǎn)換哪兩個物理量（B ）

22、A 把溫度這個熱學量轉(zhuǎn)換成電阻這個電學量B 把磁感應強度這個磁學量轉(zhuǎn)換成電壓這個電學量C把力這個力學量轉(zhuǎn)換成電壓這個電學量D 把光照強弱這個光學量轉(zhuǎn)換成電阻這個電學量6、簡述霍爾電流表的工作原理?；魻柶骷旁诳障吨虚g， 由安培定律可 用霍爾元件來測量這一磁場， 其輸出的答：霍爾鉗形電流表的探頭是用環(huán)形鐵芯做集束器， 知，在載流導體周圍會產(chǎn)生一正比于該電流的磁場， 霍爾電勢正比于該磁場，通過對磁場的測量可間接測得電流的大小。7、請畫出兩種霍爾元件的驅(qū)動電路，簡述其優(yōu)缺點。恒壓驅(qū)動答：對霍爾元件可采用恒流驅(qū)動 或恒壓驅(qū)動，恒壓驅(qū)動電路簡 單，但性能較差，隨著磁感應強 度增加，線性變壞，僅用于精度

23、要求不太高的場合；恒流驅(qū)動線 性度高，精度高，受溫度影響小。 兩種驅(qū)動方式各有優(yōu)缺點，應根 據(jù)工作要求確定驅(qū)動方式。&什么是霍爾元件的不等位電勢？如何補償?不等位電勢可用不等位答：當激勵電流及磁場為 0時，測得的空載霍爾電勢稱不等位電勢。電阻表示。由于不等位電阻的存在， 說明四個極分布電阻值不相等，可將其視為電橋的四個橋臂， 則電橋不平衡。為使其達到平衡，可在阻值較大的橋臂上并聯(lián)電阻，或在兩個橋臂上同時并聯(lián)電 阻。調(diào)節(jié)電阻當 B=0時Uout=0 。9、什么是霍爾效應？產(chǎn)生機理？霍爾電勢的大小和那些因素有關(guān)?答：霍爾效應：置于磁場中的靜止載流導體，當它的電流方向與磁場方向不一致時，載流

24、導體上平行于電流和磁場方向上的兩個面之間產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱霍爾效應。霍爾效應產(chǎn)生的原因是每個電子受洛侖磁力發(fā)生偏轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生霍爾電勢?；魻栯妱菡扔诩铍娏骷按鸥袘獜姸?，其靈敏度與霍爾常數(shù)RH成正比而與霍爾片厚度d成反比。10、書 2/94答：Uh=KhIB=22*1*10 -3*0.3=6.6MvKh=-1/ne,n=-1/K He=1/(6.6*1.6*10A-19)= 9.4697e+01711、磁電式傳感器與電感式傳感器有何不同？答：電感式傳感器無永久磁鐵，有外加電源，由外部電流產(chǎn)生磁通，是無源傳感器。磁電式傳感器有永久磁鐵，無處加電源，由永久磁鐵的磁場產(chǎn)生磁通，是有源傳感器。12、

25、什么是磁阻效應？磁阻和磁感應強度的關(guān)系如何？磁阻增大的微觀機制如何？答：當一載流導體置于磁場中，其電阻會隨磁場而變化，這種現(xiàn)象被稱為磁阻效應。當溫度恒定時，在磁場內(nèi)，磁阻和磁感應強度B的平方成正比。從微觀上講，材料的電阻率增加是因為電流的流動路徑因磁場的作用而加長所至。13、磁敏電阻的靈敏度通常是如何規(guī)定的？答：磁敏電阻的靈敏度一般是非線性的，且受溫度的影響較大。磁阻元件的靈敏度特性用在一定磁場強度下的電阻變化率來表示，即磁場一電阻變化率特性曲線的斜率。運算時常用RB/R0 |求得,R0表示無磁場情況下磁阻元件的電阻值，RB為施加0.3T磁感應強度時磁阻元件的電阻值。第7章熱電式傳感器1、 采

26、用熱電阻作為測量溫度的元件是將溫度的測量轉(zhuǎn)換為電阻的測量。2、 工業(yè)上和計量部門常用的熱電阻，我國統(tǒng)一設(shè)計的定型產(chǎn)品是Pt100 和 Pt50 。在-259.34-630.74 C范圍以鉑熱電阻作為基準器。3、 銅熱電阻在一些測量精度要求不高，且溫度較低的場合，用來測量-50-150 C范圍的溫度。4、 按熱電偶本身結(jié)構(gòu)劃分，有普通型熱電偶，鎧裝熱電偶、薄膜熱電偶 熱電偶。5、熱敏電阻的阻值與 溫度 之間的關(guān)系稱熱敏電阻的熱電特,性。它是熱敏電阻測溫的基 礎(chǔ)。6、熱電偶產(chǎn)生的熱電勢一般由接觸電勢和溫差電勢兩部分構(gòu)成。在總熱電勢中，溫差電勢 比接觸電勢小很多, 通常可忽略不計。 熱電勢存在必須具

27、備兩個條件： 一是兩種不同的金屬 材料組成熱電偶；二是它的兩端存在溫差。熱電勢的大小，與導體A和B的材料有關(guān)，與冷熱端的溫度有關(guān)，與導體的粗細長短及兩導體接觸面積無關(guān)。7、熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢是兩種導體的接觸電勢和單一導體的溫差電勢組成的，其表達式kn為Eab（ T, To）二仃T°）ln十£ （!a -。在熱電偶溫度補償中補償導線法eNb（即冷端延長線法） 是在連接導線和熱電偶之間,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。&熱電式傳感器中，能將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻變化的一類稱為熱電阻，而能將溫度變化轉(zhuǎn)換

28、為電勢的稱為 熱電偶，其中熱電偶 式傳感器在應用時需要做溫度補償（冷端補償）。9、（1 ）圖中的電橋是熱電偶的冷端補償 電路。（2 ）圖中：Rt是電阻溫度系數(shù)較大的銅線電阻。R、R3、R4是 電阻溫度系數(shù)較小的錳銅線電阻。（3 ）圖中電路的作用是：當參孝端溫度 變化時，引起熱電勢變化，由電橋不平衡電提供補償，從而保證熱電偶回路的輸出不變。熱電偶可以串聯(lián)或并聯(lián)使用, 但只能是同一分度號的熱電偶, 且參考端應在同一溫度下。 如 熱電偶正向串聯(lián)，可獲得較大的熱電勢輸出和提高靈敏度。 在測量兩點溫差時， 可采用熱電 偶反向串聯(lián)。利用熱電偶并聯(lián)可以測量平均溫度。10、用熱電阻測溫時，熱電阻在電橋中采用三

29、線制接法的目的是（B ）。A 接線方便B. 減小引線電阻變化產(chǎn)生的測量誤差C. 減小橋路中其它電阻對熱電阻的影響D.減小橋路中電源對熱電阻的影響11、目前，我國生產(chǎn)的鉑熱電阻，其初始電阻值有（B、C)A . 30門B .50"C. 1001】D .40門12、我國定型生產(chǎn)的 Cu熱電阻的分度號有（B)A、Cu50、Cu120B、Cu50、CulOOC、Cu10、CulOOD、Cu10、Cu5013、銅熱電阻的測溫范圍一般為（A ）-50 +150C D、-50 +50C、A、-150 + 150C B 、-100 + 150CC14有一熱敏電阻的電阻值隨溫度變化的R-t圖像如圖2所示

30、，現(xiàn)將該熱敏電阻接在歐姆表的兩表筆上，做成一個電子溫度計，為了便于讀數(shù)，再把歐姆表上的電阻值轉(zhuǎn)換成溫度值.現(xiàn)（設(shè)在溫度范圍內(nèi)，歐姆表的倍率不變）想使該溫度計對溫度的變化反應較為靈敏，那么該溫度計測量哪段范圍內(nèi)的溫度較為適宜A . t1t2 段B . t2t3 段C . t3t4 段D . t1t4 段 15、將負溫度系數(shù)的熱敏電阻、數(shù)字電流表、電源按圖連接成電路.杯裝入2/3的水，并用鐵架臺固定在加熱器上.閉合開關(guān)S,未放入熱水中時，電流表示數(shù)為1仁將熱敏電阻放入溫水中,為I2 ；將熱敏電阻放入熱水中，電流表示數(shù)為13.則11、12、I16、用鎳鉻-鎳硅熱電偶測量某低溫箱溫度，把熱電偶直接與電

31、位差計相連接。在某時刻，從電位差計測得熱電勢為 -1.19mv，此時電位差計所處的環(huán)境溫度為15C，試求該時刻溫箱的溫度是多少度？ （20分）測量端溫度C0123456789熱八、電動勢(mv)-20-0.77-0.81-0.84-0.88-0.92-0.96-0.99-1.03-1.07-1.10-10-0.39-0.43-0.47-0.51-0.55-0.59-0.62-0.66-0.70-0.74-0-0.00-0.04-0.08-0.12-0.16-0.20-0.23-0.27-0.31-0.35+00.000.040.080.120.160.200.240.280.320.36+10

32、0.400.440.480.520.560.600.640.680.720.76+200.800.840.880.920.961.001.041.081.121.16答：-15C17、什么是熱電勢、接觸電勢和溫差電勢？答：兩種不同的金屬 A和B構(gòu)成閉合回路，如果將它們的兩個接點中的一個進行加熱，使其溫度為T,而另一點置于室溫 TO中，則在回路中會產(chǎn)生熱電勢，用Eab(T,T°)來表示，這一現(xiàn)象稱為熱電效應。接觸電勢是由于兩種不同導體的自由電子密度不同而在接觸處擴散形成的電動勢。溫差電勢(又稱湯姆森電勢)是同一導體的兩端因其溫度不同而產(chǎn)生的一種熱電勢。同一導體的兩端溫度不同時，高溫端的

33、電子能量要比低溫端的電子能量大，因而從高溫端跑到低溫端的電子數(shù)比從低溫端跑到高溫端的要多，結(jié)果高溫端因失去電子而帶正電，低溫端因獲得多余的電子而帶負電，因此，在導體兩端便形成溫差電勢。18、說明熱電偶測溫的原理及熱電偶的基本定律及實際意義。答：熱電偶測溫的原理是把 溫度轉(zhuǎn)換為熱電勢大小。中間導體定律：在熱電偶測溫回路內(nèi)，接入第三種導體，只要其兩端溫度相同，則對回路的總熱電勢沒有影響。中間導體定律表明：利用熱電偶進行測溫， 在回路中引入連接導線和儀表后不會影響回路中的熱電勢。參考電極定律：當結(jié)點溫度為T，TO時，用導體A，B組成的熱電偶的熱電動勢等于AC熱電偶和CB熱電偶的熱電動勢的代數(shù)和Eab

34、 (T,T °) = Eac (T,To) ' Ecb(T,To)參考電極定律的實用價值在于：它可大大簡化熱電偶的選配工作。中間溫度定律：在熱電偶回路中，兩接點溫度為T，T0時的熱電勢，等于該熱電偶在接點 T、Ta和Ta、TO時的熱電勢之和Eab (T T )= Eab(T T )+E AB(Ta T)根據(jù)這一定律，只要給出自由端0C時的熱電勢和溫度關(guān)系，就可求出冷端為任意溫度T0的熱電偶電動勢。它是制定熱電偶分度表的理論基礎(chǔ)。19、已知在其特定條件下材料A與鉑配對的熱電勢，材料 B與鉑配對的熱電勢，試求出此條件下材料 A與材料B配對后的熱電勢。答：由Eab（T,T。）=Ea

35、c（T,T°） Ecb（T,T。）=13.976-8.345=5.622Mv.20、Pt100和Cu50分別代表什么傳感器？分析熱電阻傳感器測量電橋之三線、四線連接法 的主要作用。答：三線制可以減小熱電阻與測量儀表之間連接導線的電阻因環(huán)境溫度變化所引起的測量誤差。四線制可以完全消除引線電阻對測量的影響，用于高精度溫度檢測。21、將一只靈敏度為 0.08mv/C的熱電偶與毫伏表相連，已知接線端溫度為 50C，毫伏表的輸 出為60 mv,求熱電偶熱端的溫度為多少 ？答：60/0.08+50=800 C22、試比較熱電阻與熱敏電阻的異同。答:熱電阻由金屬材料制成，目前最常用的熱電阻有鉑熱電

36、阻和銅熱電阻。具有正溫度系數(shù)。熱敏電阻由半導體制成，電阻隨溫度變化的典型特性分為三種類型：即負電阻溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）,正電阻溫度系數(shù)熱敏電阻（ PTC）和在在某一特定溫度下電阻值會發(fā)生突變 的臨界溫度電阻器（CTR ）。23、 如圖是一種應用熱敏電阻組成的電機過熱保護線路。（1）簡述A、B、C、D各部件的 作用，（2）簡述電路的工作原理。答：（1） A變壓B整流C濾波D穩(wěn)壓（2） t<tc,R t<R, UE大，V1導通，電機電壓大，工作，反之，不工作。第8章光電式傳感器1、光電傳感器的理論基礎(chǔ)是光電效應。通常把光線照射到物體表面后產(chǎn)生的光電效應分為三類。第一類是利用在光線

37、作用下光電子逸出物體表面的外光電效應，這類元件有光電管、光電倍增管;第二類是利用在光線作用下使材料內(nèi)部電阻率改變的內(nèi)光電效應，這類元件有光敏電阻;第三類是利用在光線作用下使物體內(nèi)部產(chǎn)生一定方向電動勢的光生伏特效應,類兀件有光電池、光電儀表。2、 光電倍憎管的結(jié)構(gòu)由光陰極、次陰極、陽極 和玻璃罩四部分組成，3、 光敏電阻上可以加直流電壓，也可以加 交流 電壓。加上電壓后，無光照射時，由于光敏電阻的 阻值大 ，電路中只有 很小 的電流，稱為 暗 電流；當有適當波長范 圍內(nèi)的光照射時，因其阻值急劇減小，電路中電流也就很大，稱為亮 電流。根據(jù)亮電流的大小，即可推算出入射光的照度的大小。4、 硅光電池的

38、結(jié)構(gòu)是在 N型硅片上滲入 P型雜質(zhì)形成一個大面積PN結(jié) 而成。5、 光纖的核心是由折射率較大的纖芯和折射率 較小的包層 構(gòu)成的雙層同心圓柱結(jié)構(gòu)。6、當光敏元件加一定電壓時，光電流 I與光敏元件上光照度 E之間的關(guān)系，稱為_B。A.溫度特性B.光照特性C.光譜特性D.伏安特性弓I起物體電阻率的變化,7、在光的作用下，電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)過渡到自由狀態(tài),這種現(xiàn)象稱為A.磁電效應 B.聲光效應C.光生伏特效應D.光電導效應&光敏電阻一般適合作為（）元件A 、光的測量元件B、光控開關(guān)C 、加熱元件 D 、發(fā)光元件9、光電二極管工作是需（、加正向工作電壓、加反向工作電壓、不需加電壓、正、反

39、電壓都可以10、基于外光電效應的光電器件有（A、光電倍增管 B 、光電池、光敏電阻 D、發(fā)光二極管11、光敏三極管與光敏二極管相比具有A、相同的光電流輸出靈敏度、光敏三極管有更高的光電流輸出靈敏度12、C、光敏二極管有更高的電流輸出靈敏度D 、不能比較般在家用數(shù)碼攝象機中用于成像的器件是A、光敏電阻 B、CCD電荷偶合器件B、C、光電偶合器件D、光電三極管13、有關(guān)光敏電阻的描述，正確的是（ A ）A、暗電阻大C、暗電流大B、亮電阻大D、亮電流小14、如圖所示，Ri、R2、R3是固定電阻，R4是光敏電阻，當開頭 S閉合后在沒有光照射時，a、b兩點等電勢，當用光照射A R4的阻值變小，a點電勢咼于b點電勢B.R4的阻值變小，a點電勢低于b點電勢C.R4的阻值變大，a點電勢咼于b點電勢D.R4的阻值變大，a點電勢低于b點電勢R4時(B )R3R41R1R21圖15、下列元件利用了光傳感器的是（A ）A 火災報警器B 電飯鍋C. 測溫儀D.加速度計16、如圖所示是一路燈自動控制裝置，交流電源電壓220V，路燈L在晚上自動點亮，白天則自動熄滅.a、b、c分別為晶閘管的三個極，它們分圖7別是：a叫陽 極;b叫 _極；c叫 _極白天光照較強，光敏 電