sfy傳感器習(xí)題與思考題146題要點(diǎn)

1、傳感器習(xí)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(yīng)變片 B壓電式傳感器 C熱敏電阻D半導(dǎo)體氣敏傳感器2什么是傳感器？它由哪幾個(gè)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(cè)量轉(zhuǎn)換為與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的、便于應(yīng)用的某種物理量的測(cè)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(cè)量，并輸出與被測(cè)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(biāo)有哪些？

2、各種參數(shù)代表什么意義？什么是傳感器的動(dòng)態(tài)待性？動(dòng)態(tài)參數(shù)有 那些？應(yīng)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(cè)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(biāo)有線(xiàn)性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、漂移。傳感器的線(xiàn)性度是指?jìng)鞲衅鞯妮敵雠c輸入之間數(shù)量關(guān)系的線(xiàn)性程度。靈敏度S是指?jìng)鞲衅鞯妮敵隽吭隽?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(dòng)態(tài)特性是指其輸出對(duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。一階傳感器的動(dòng)態(tài)參數(shù)是傳感器的時(shí)間常數(shù)。當(dāng)3 T1時(shí)，A ( W )心1 , 0( 3 )心0,表明傳感器輸出與輸入為線(xiàn)性關(guān)系，輸出比較真實(shí)的反映了輸入的變化規(guī)律

3、。二階傳感器的動(dòng)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(hào)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(biāo)定有哪兩種？標(biāo)定的目的是什么？傳感器的標(biāo)定分為靜態(tài)標(biāo)定和動(dòng)態(tài)標(biāo)定。靜態(tài)標(biāo)定目的是確定傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)，如線(xiàn)性度、靈敏度、滯后和重復(fù)性等。動(dòng)態(tài)標(biāo)定目的是確定傳感器的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，如頻率響應(yīng)、時(shí)間常數(shù)、固有頻率和阻尼比等。12 分）5 畫(huà)出測(cè)試系統(tǒng)的組成框圖，并說(shuō)明各組成部分的作用。(傳感器作為測(cè)試系統(tǒng)的第一環(huán)節(jié)， 將被測(cè)量轉(zhuǎn)化為人們所熟悉的各種信號(hào)， 通常傳感器將被 測(cè)量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；信號(hào)變換部分是對(duì)

4、傳感器所送出的信號(hào)進(jìn)行加工，如信號(hào)的放大、濾波、補(bǔ)償、校正、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換等，經(jīng)過(guò)處理使傳感器輸出的信號(hào)便于傳輸、 顯示或記錄； 顯示與記錄部分將所測(cè)信號(hào)變?yōu)楸阌谌藗兝斫獾男问剑怨┤藗冇^測(cè)和分析。6某位移傳感器，在輸入量變化5 mm時(shí)，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(yīng)變式傳感器1 電阻應(yīng)變片的工作原理就是依據(jù)應(yīng)變效應(yīng)，建立導(dǎo)體電阻與變形之間的量值關(guān)系而工作的。2 當(dāng)應(yīng)變片主軸線(xiàn)與試件軸線(xiàn)方向一致且受一維應(yīng)力時(shí)，應(yīng)變片靈敏系數(shù)K是應(yīng)變片的電阻相對(duì)變化量與試件主應(yīng)力的應(yīng)變 之比3、 電阻應(yīng)變片一般由 敏感柵一、基片、

5、覆蓋層_和 引線(xiàn)四個(gè)部分組成,其中_敏感柵_(tái)是核心部件。4、電阻絲的靈敏度系數(shù)大于應(yīng)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(gè)是柵端圓弧部分的橫向效應(yīng)。5 電阻應(yīng)變片的溫度補(bǔ)償中，若采用電橋補(bǔ)償法測(cè)量應(yīng)變時(shí)，工作應(yīng)變片粘貼在被測(cè)試件表面上，補(bǔ)償應(yīng)變片粘貼在與被測(cè)試件完全相同的補(bǔ)償塊上，且補(bǔ)償應(yīng)變片不受應(yīng)變6 電阻應(yīng)變片的配用測(cè)量電路采用差動(dòng)電橋時(shí)，不僅可以消除非線(xiàn)性誤差，并起到溫度補(bǔ) 償作用，同時(shí)還能提高電壓靈敏度。7 通常用應(yīng)變片式傳感器測(cè)量（C ）。A .溫度B.密度C.加速度D.電阻 &電阻應(yīng)變片配用的測(cè)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(shí)心柱體上粘貼的應(yīng)變片，下列說(shuō)法正確的是（ A ）A、R i為拉應(yīng)變 E、R 2為拉應(yīng)變C、R i為壓應(yīng)變 D、R 2無(wú)應(yīng)變。二與電流方向一致時(shí)，它的電10對(duì)于固體壓敏電阻的簡(jiǎn)單的拉伸和壓縮來(lái)說(shuō)，當(dāng)作用應(yīng)力 阻率的相對(duì)變化率與( A、C)。A 半導(dǎo)體材料的彈性模量成正比B 半導(dǎo)體材料的彈性模量成反比C .作用應(yīng)力:成正比D .作用應(yīng)力:：成反比11.試說(shuō)明金屬應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的相同和不同之處。答：在應(yīng)變作用下電阻都會(huì)發(fā)生變化，金屬應(yīng)變片靈敏度低，半導(dǎo)體應(yīng)變片優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，但它有溫度系數(shù)大，非線(xiàn)性比較嚴(yán)重等缺點(diǎn)。12 什么

7、是壓阻效應(yīng)答：是指半導(dǎo)體材料在某一軸向受外力作用時(shí)，其電阻率p發(fā)生變化的現(xiàn)象。13. 應(yīng)變片產(chǎn)生溫度誤差的原因及減小或補(bǔ)償溫度誤差的方法是什么？應(yīng)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(xiàn)膨脹系數(shù)的影響。電阻應(yīng)變片的配用測(cè)量電路采用差動(dòng)電橋時(shí)可減小或補(bǔ)償溫度誤差(12 分)，輸出電壓為U2,應(yīng)變片14、取四個(gè)完全相同的應(yīng)變片擬粘貼在懸臂梁上組成差動(dòng)全橋。(1) 、應(yīng)變片應(yīng)該怎樣粘貼？(2) 、在一定應(yīng)力下應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變，若電橋輸入電壓為U1,的應(yīng)變靈敏系數(shù)為K,求應(yīng)變片的應(yīng)變£ x 答：(1 )相對(duì)的一組受壓，另一組受拉。(2)6 =心豐=6手R RRK

8、J"丘U2K15、兩個(gè)初始電阻值為 120 Q電阻應(yīng)變片粘貼于懸臂梁的同一表面上，如圖所示，應(yīng)變片的靈敏度K=2.0，與兩個(gè)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(yīng)變時(shí)，電橋輸出為 40mV，求:(5分)(1 )、畫(huà)出對(duì)應(yīng)的測(cè)量電橋，并簡(jiǎn)要說(shuō)明該測(cè)量電路的特點(diǎn)。(2)、兩個(gè)應(yīng)變片的電阻變化量 R及應(yīng)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(gè)電阻片？(2) 簡(jiǎn)述傳感器的工作過(guò)程。(3) 差動(dòng)放大器，其電壓放大倍數(shù)為多少？F時(shí)， R/R。(4) 應(yīng)變片靈敏度系數(shù) k=2，未受應(yīng)

9、變時(shí)每個(gè)橋電阻為R=100 Q，當(dāng)試件受力應(yīng)變片承受平均應(yīng)變 £ =10-3 ，求應(yīng)變片電阻變化量 R和電阻相對(duì)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(duì)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(yīng) 原理，將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)化成自感量或互感量 變化的一種機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置。2. 差動(dòng)螺線(xiàn)管式電感傳感器主要由兩個(gè)繞在同一鐵芯上 的螺線(xiàn)管和初始狀態(tài)處于對(duì)稱(chēng)位置的 銜鐵 組成。因而兩個(gè)螺線(xiàn)管的初始電感相等。位移測(cè)量，還可以用于測(cè)量與位移有關(guān)的一差動(dòng)變壓器傳感器

10、 _,它屬于 互感（自感或3 差動(dòng)變壓器傳感器不僅可以直接用于 任何機(jī)械量。4、如圖所示的電感式傳感器的類(lèi)型為 互感）式傳感器，圖中1為_(kāi)二次繞組2為一一次繞組3為_(kāi)活動(dòng)銜鐵1所代表的兩個(gè)元件連接時(shí)應(yīng)該反向串聯(lián)5 螺線(xiàn)管式差動(dòng)變壓器傳感器主要由一個(gè)一次線(xiàn)圈、兩個(gè)二次線(xiàn)圈、 活動(dòng)銜鐵6 螺線(xiàn)管式差動(dòng)變壓器傳感器中，零點(diǎn)殘余電壓是評(píng)定差動(dòng)變壓器性能的主要指標(biāo)之一，它的存在會(huì)造成傳感器在零位附近靈敏度降低和測(cè)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(xiě)兩個(gè)）。&電渦流傳感器的整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)由傳感器線(xiàn)圈和被測(cè)金屬導(dǎo)體兩部分組成。利用兩者的電磁耦合來(lái)完成測(cè)量任務(wù)。9、與變

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

12、， 銜鐵將會(huì)運(yùn)動(dòng)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(cè)量 b.動(dòng)態(tài)測(cè)量c. 靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量d. 既不能用于靜態(tài)測(cè)量，也不能用于動(dòng)態(tài)測(cè)量13、變氣隙式自感傳感器，當(dāng)街鐵移動(dòng)靠近鐵芯時(shí)，鐵芯上的線(xiàn)圈電感量（不變）14、為什么變隙式電感式傳感器用于測(cè)量微小位移？增加減小變間隙式電感傳感器的測(cè)量范圍與靈敏度及線(xiàn)性度相矛盾，所以變隙式電感式傳感器用于測(cè)量微小位移時(shí)是比較精確的。15、介紹下圖所示傳感器的工作原理。甘點(diǎn)堀釘答：為差動(dòng)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(diǎn)是什么？答：電渦流傳感器測(cè)量范圍寬、反應(yīng)速度快、可

13、實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，常用于在線(xiàn)檢測(cè)。17、電渦流傳感器除了能測(cè)量位移外，還能測(cè)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(lái)測(cè)量金屬件的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)位移，最大量程達(dá)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(cè)量，如機(jī)器轉(zhuǎn)軸的軸向竄動(dòng)、金屬材料的熱膨脹系數(shù)、鋼水液位、紗線(xiàn)張力、流體壓力等。非接觸式硬度連續(xù)測(cè)量，在線(xiàn) 非接觸轉(zhuǎn)速測(cè)量等。18、如圖所示為 BYM型自感式壓力傳感器，（1）請(qǐng)說(shuō)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(xiàn)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(dòng)，從而使兩個(gè)差動(dòng)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(lèi)型。在實(shí)際使用時(shí)，電容式傳感器常以改變改變平行板間距d來(lái)進(jìn)行測(cè)量，因?yàn)檫@樣獲得的測(cè)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(guò)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(xiàn)性范圍的限制，適合

15、于測(cè)量較大的直線(xiàn)位移和角位移 5、運(yùn)算放大器電路解決了單個(gè)變極板間距離式電容傳感器的非線(xiàn)性問(wèn)題。6、電容傳感器做成差動(dòng)式之后，靈敏度提高一倍，而且非線(xiàn)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(yīng)，可以在結(jié)構(gòu)上加保護(hù)電極，但要求保護(hù)電極和被保護(hù)電極要為 同心、電氣上絕緣且間隙越小越好，同時(shí)始終保持等電位，以保證中間工作區(qū)得到均勻的場(chǎng)強(qiáng)分布，從而克服邊緣效應(yīng)的影響。8. 電容傳感器的輸入被測(cè)量與輸出被測(cè)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(xiàn)性的。9 通常用電容式傳感器測(cè)量（B ）。A .電容量B.加速度C.電場(chǎng)強(qiáng)度D .交流電壓10. 變間隙式電容傳感器的非線(xiàn)

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(wú)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(cè)定壓力的電容式傳感器，當(dāng)圖待測(cè)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí)，可使膜片產(chǎn)生形變,變化，將電容器、靈敏電流計(jì)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(shuō)法都不對(duì) 12、簡(jiǎn)述電容式傳感器的工作原理及分類(lèi)。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(lèi)型。在實(shí)際do使用時(shí)，電容式傳感器常以改變改變平行板間距d來(lái)進(jìn)行測(cè)量，因?yàn)檫@樣獲得的測(cè)量靈敏度13、書(shū) 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(cè)量電路，其中CX為傳感器電容，C為固定電容，假設(shè)運(yùn)放增益A=輸入阻抗Z=試推導(dǎo)輸出電壓 U0與極板間距的關(guān)系，并答:Q-Ug1UiCxUij Cxj c運(yùn)算放大器的輸出電壓與極板間距離d線(xiàn)性關(guān)系。運(yùn)算放大器電

18、路解決了單個(gè)變極板間距離式電容傳感器的非線(xiàn)性問(wèn)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(wú)數(shù)細(xì)微的電疇組成。電疇具有自己極化 方向，經(jīng)過(guò)極化處理 的壓電陶瓷才具有壓電效應(yīng)。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(lái)測(cè)量體重一般不可以）。3、兩個(gè)型號(hào)相同的壓電片串聯(lián)使用時(shí),F列說(shuō)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(cè)量（A、靜態(tài)量B、動(dòng)態(tài)量C、兩者都可以測(cè)量D、兩者都不能測(cè)

19、量5 在檢測(cè)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(hào)則用DA.多普勒效應(yīng) B.多普勒頻移 C.逆壓電效應(yīng) D.正壓電效應(yīng)6.簡(jiǎn)述正、逆壓電效應(yīng)。答：某些電介質(zhì)，當(dāng)沿著一定方向?qū)ζ涫┝Χ顾冃螘r(shí)，其內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)表面上便產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，其又重新恢復(fù)到不帶電狀態(tài)， 這種現(xiàn)象稱(chēng)壓電效應(yīng)。當(dāng)在電介質(zhì)極化方向施加電場(chǎng)， 這些電介質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生變形， 這種現(xiàn)象稱(chēng)為“逆壓電效應(yīng)”（電致伸縮效應(yīng)）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(jī)械耦合系數(shù)（5）電阻壓電材料 的絕緣電阻（6）居里點(diǎn)&簡(jiǎn)述

20、電壓放大器和電荷放大器的優(yōu)缺點(diǎn)。答：理想情況下，電壓放大器前置放大器輸入電壓與頻率無(wú)關(guān)。這表明壓電傳感器有很好的高頻響應(yīng)，電壓放大器的應(yīng)用具有一定的應(yīng)用限制，壓電式傳感器在與電壓放大器配合使用時(shí)，連接電纜不能太長(zhǎng)。電纜長(zhǎng)，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(wú)關(guān)，且與 Q成正比，這是電荷放大器的最大特點(diǎn)。但電荷放大器的價(jià)格比電壓放大器高，電路較復(fù)雜，調(diào)整也較困難。9 能否用壓電傳感器測(cè)量靜態(tài)壓力（如重力）？為什么？答：當(dāng)作用于壓電元件的力為靜態(tài)力（3 =0 ）時(shí)，則前置放大器的輸入電壓等于零，因?yàn)殡姾蓵?huì)通過(guò)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(cè)量。第6章磁敏式傳感器1、圖中是 霍爾元件的基本測(cè)量電路。和是霍爾電極匚T怙圖2圖中各編號(hào)名稱(chēng):圖中電路中的被測(cè)量是磁感應(yīng)強(qiáng)度和是激勵(lì)電極2、 霍爾電勢(shì)正比于激勵(lì)電流及磁感應(yīng)強(qiáng)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(yīng)強(qiáng) 度與單位控制電流時(shí)的霍爾電勢(shì)的大小。4、 金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場(chǎng)中，當(dāng)有電流流過(guò)時(shí)，在平行于 于電流和磁場(chǎng)的方向的兩個(gè)面將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種物理現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)。5、 霍爾元件能轉(zhuǎn)換哪兩個(gè)物理量（B ）

22、A 把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換成電阻這個(gè)電學(xué)量B 把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓這個(gè)電學(xué)量C把力這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓這個(gè)電學(xué)量D 把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換成電阻這個(gè)電學(xué)量6、簡(jiǎn)述霍爾電流表的工作原理。霍爾器件放在空隙中間， 由安培定律可 用霍爾元件來(lái)測(cè)量這一磁場(chǎng)， 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(dǎo)體周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生一正比于該電流的磁場(chǎng)， 霍爾電勢(shì)正比于該磁場(chǎng)，通過(guò)對(duì)磁場(chǎng)的測(cè)量可間接測(cè)得電流的大小。7、請(qǐng)畫(huà)出兩種霍爾元件的驅(qū)動(dòng)電路，簡(jiǎn)述其優(yōu)缺點(diǎn)。恒壓驅(qū)動(dòng)答：對(duì)霍爾元件可采用恒流驅(qū)動(dòng) 或恒壓驅(qū)動(dòng)，恒壓驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn) 單，但性能較差，隨著磁感應(yīng)強(qiáng) 度增加，線(xiàn)性變壞，僅用于精度

23、要求不太高的場(chǎng)合；恒流驅(qū)動(dòng)線(xiàn) 性度高，精度高，受溫度影響小。 兩種驅(qū)動(dòng)方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根 據(jù)工作要求確定驅(qū)動(dòng)方式。&什么是霍爾元件的不等位電勢(shì)？如何補(bǔ)償?不等位電勢(shì)可用不等位答：當(dāng)激勵(lì)電流及磁場(chǎng)為 0時(shí)，測(cè)得的空載霍爾電勢(shì)稱(chēng)不等位電勢(shì)。電阻表示。由于不等位電阻的存在， 說(shuō)明四個(gè)極分布電阻值不相等，可將其視為電橋的四個(gè)橋臂， 則電橋不平衡。為使其達(dá)到平衡，可在阻值較大的橋臂上并聯(lián)電阻，或在兩個(gè)橋臂上同時(shí)并聯(lián)電 阻。調(diào)節(jié)電阻當(dāng) B=0時(shí)Uout=0 。9、什么是霍爾效應(yīng)？產(chǎn)生機(jī)理？霍爾電勢(shì)的大小和那些因素有關(guān)?答：霍爾效應(yīng)：置于磁場(chǎng)中的靜止載流導(dǎo)體，當(dāng)它的電流方向與磁場(chǎng)方向不一致時(shí)，載流

24、導(dǎo)體上平行于電流和磁場(chǎng)方向上的兩個(gè)面之間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱(chēng)霍爾效應(yīng)?；魻栃?yīng)產(chǎn)生的原因是每個(gè)電子受洛侖磁力發(fā)生偏轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生霍爾電勢(shì)。霍爾電勢(shì)正比于激勵(lì)電流及磁感應(yīng)強(qiáng)度，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(shū) 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(wú)永久磁鐵，有外加電源，由外部電流產(chǎn)生磁通，是無(wú)源傳感器。磁電式傳感器有永久磁鐵，無(wú)處加電源，由永久磁鐵的磁場(chǎng)產(chǎn)生磁通，是有源傳感器。12、

25、什么是磁阻效應(yīng)？磁阻和磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系如何？磁阻增大的微觀機(jī)制如何？答：當(dāng)一載流導(dǎo)體置于磁場(chǎng)中，其電阻會(huì)隨磁場(chǎng)而變化，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為磁阻效應(yīng)。當(dāng)溫度恒定時(shí)，在磁場(chǎng)內(nèi)，磁阻和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的平方成正比。從微觀上講，材料的電阻率增加是因?yàn)殡娏鞯牧鲃?dòng)路徑因磁場(chǎng)的作用而加長(zhǎng)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(xiàn)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(chǎng)強(qiáng)度下的電阻變化率來(lái)表示，即磁場(chǎng)一電阻變化率特性曲線(xiàn)的斜率。運(yùn)算時(shí)常用RB/R0 |求得,R0表示無(wú)磁場(chǎng)情況下磁阻元件的電阻值，RB為施加0.3T磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)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(cè)量溫度的元件是將溫度的測(cè)量轉(zhuǎn)換為電阻的測(cè)量。2、 工業(yè)上和計(jì)量部門(mén)常用的熱電阻，我國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)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(zhǔn)器。3、 銅熱電阻在一些測(cè)量精度要求不高，且溫度較低的場(chǎng)合，用來(lái)測(cè)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(chēng)熱敏電阻的熱電特,性。它是熱敏電阻測(cè)溫的基 礎(chǔ)。6、熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)一般由接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)兩部分構(gòu)成。在總熱電勢(shì)中，溫差電勢(shì) 比接觸電勢(shì)小很多, 通常可忽略不計(jì)。 熱電勢(shì)存在必須具

27、備兩個(gè)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(shì)的大小，與導(dǎo)體A和B的材料有關(guān)，與冷熱端的溫度有關(guān)，與導(dǎo)體的粗細(xì)長(zhǎng)短及兩導(dǎo)體接觸面積無(wú)關(guān)。7、熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)是兩種導(dǎo)體的接觸電勢(shì)和單一導(dǎo)體的溫差電勢(shì)組成的，其表達(dá)式kn為Eab（ T, To）二仃T°）ln十£ （!a -。在熱電偶溫度補(bǔ)償中補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)法eNb（即冷端延長(zhǎng)線(xiàn)法） 是在連接導(dǎo)線(xiàn)和熱電偶之間,接入延長(zhǎng)線(xiàn),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。&熱電式傳感器中，能將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻變化的一類(lèi)稱(chēng)為熱電阻，而能將溫度變化轉(zhuǎn)換

28、為電勢(shì)的稱(chēng)為 熱電偶，其中熱電偶 式傳感器在應(yīng)用時(shí)需要做溫度補(bǔ)償（冷端補(bǔ)償）。9、（1 ）圖中的電橋是熱電偶的冷端補(bǔ)償 電路。（2 ）圖中：Rt是電阻溫度系數(shù)較大的銅線(xiàn)電阻。R、R3、R4是 電阻溫度系數(shù)較小的錳銅線(xiàn)電阻。（3 ）圖中電路的作用是：當(dāng)參孝端溫度 變化時(shí)，引起熱電勢(shì)變化，由電橋不平衡電提供補(bǔ)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(hào)的熱電偶, 且參考端應(yīng)在同一溫度下。 如 熱電偶正向串聯(lián)，可獲得較大的熱電勢(shì)輸出和提高靈敏度。 在測(cè)量?jī)牲c(diǎn)溫差時(shí)， 可采用熱電 偶反向串聯(lián)。利用熱電偶并聯(lián)可以測(cè)量平均溫度。10、用熱電阻測(cè)溫時(shí)，熱電阻在電橋中采用三

29、線(xiàn)制接法的目的是（B ）。A 接線(xiàn)方便B. 減小引線(xiàn)電阻變化產(chǎn)生的測(cè)量誤差C. 減小橋路中其它電阻對(duì)熱電阻的影響D.減小橋路中電源對(duì)熱電阻的影響11、目前，我國(guó)生產(chǎn)的鉑熱電阻，其初始電阻值有（B、C)A . 30門(mén)B .50"C. 1001】D .40門(mén)12、我國(guó)定型生產(chǎn)的 Cu熱電阻的分度號(hào)有（B)A、Cu50、Cu120B、Cu50、CulOOC、Cu10、CulOOD、Cu10、Cu5013、銅熱電阻的測(cè)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(gè)電子溫度計(jì)，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(jì)對(duì)溫度的變化反應(yīng)較為靈敏，那么該溫度計(jì)測(cè)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(fù)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(tái)固定在加熱器上.閉合開(kāi)關(guān)S,未放入熱水中時(shí)，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(cè)量某低溫箱溫度，把熱電偶直接與電

31、位差計(jì)相連接。在某時(shí)刻，從電位差計(jì)測(cè)得熱電勢(shì)為 -1.19mv，此時(shí)電位差計(jì)所處的環(huán)境溫度為15C，試求該時(shí)刻溫箱的溫度是多少度？ （20分）測(cè)量端溫度C0123456789熱八、電動(dòng)勢(shì)(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(shì)、接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)？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(gè)接點(diǎn)中的一個(gè)進(jìn)行加熱，使其溫度為T(mén),而另一點(diǎn)置于室溫 TO中，則在回路中會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)，用Eab(T,T°)來(lái)表示，這一現(xiàn)象稱(chēng)為熱電效應(yīng)。接觸電勢(shì)是由于兩種不同導(dǎo)體的自由電子密度不同而在接觸處擴(kuò)散形成的電動(dòng)勢(shì)。溫差電勢(shì)(又稱(chēng)湯姆森電勢(shì))是同一導(dǎo)體的兩端因其溫度不同而產(chǎn)生的一種熱電勢(shì)。同一導(dǎo)體的兩端溫度不同時(shí)，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(fù)電，因此，在導(dǎo)體兩端便形成溫差電勢(shì)。18、說(shuō)明熱電偶測(cè)溫的原理及熱電偶的基本定律及實(shí)際意義。答：熱電偶測(cè)溫的原理是把 溫度轉(zhuǎn)換為熱電勢(shì)大小。中間導(dǎo)體定律：在熱電偶測(cè)溫回路內(nèi)，接入第三種導(dǎo)體，只要其兩端溫度相同，則對(duì)回路的總熱電勢(shì)沒(méi)有影響。中間導(dǎo)體定律表明：利用熱電偶進(jìn)行測(cè)溫， 在回路中引入連接導(dǎo)線(xiàn)和儀表后不會(huì)影響回路中的熱電勢(shì)。參考電極定律：當(dāng)結(jié)點(diǎn)溫度為T(mén)，TO時(shí)，用導(dǎo)體A，B組成的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)等于AC熱電偶和CB熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和Eab

34、 (T,T °) = Eac (T,To) ' Ecb(T,To)參考電極定律的實(shí)用價(jià)值在于：它可大大簡(jiǎn)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(diǎn)溫度為T(mén)，T0時(shí)的熱電勢(shì)，等于該熱電偶在接點(diǎn) T、Ta和Ta、TO時(shí)的熱電勢(shì)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(shí)的熱電勢(shì)和溫度關(guān)系，就可求出冷端為任意溫度T0的熱電偶電動(dòng)勢(shì)。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(duì)的熱電勢(shì)，材料 B與鉑配對(duì)的熱電勢(shì)，試求出此條件下材料 A與材料B配對(duì)后的熱電勢(shì)。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(cè)量電橋之三線(xiàn)、四線(xiàn)連接法 的主要作用。答：三線(xiàn)制可以減小熱電阻與測(cè)量?jī)x表之間連接導(dǎo)線(xiàn)的電阻因環(huán)境溫度變化所引起的測(cè)量誤差。四線(xiàn)制可以完全消除引線(xiàn)電阻對(duì)測(cè)量的影響，用于高精度溫度檢測(cè)。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(xiàn)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(dǎo)體制成，電阻隨溫度變化的典型特性分為三種類(lèi)型：即負(fù)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(huì)發(fā)生突變 的臨界溫度電阻器（CTR ）。23、 如圖是一種應(yīng)用熱敏電阻組成的電機(jī)過(guò)熱保護(hù)線(xiàn)路。（1）簡(jiǎn)述A、B、C、D各部件的 作用，（2）簡(jiǎn)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(dǎo)通，電機(jī)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(yīng)。通常把光線(xiàn)照射到物體表面后產(chǎn)生的光電效應(yīng)分為三類(lèi)。第一類(lèi)是利用在光線(xiàn)

37、作用下光電子逸出物體表面的外光電效應(yīng)，這類(lèi)元件有光電管、光電倍增管;第二類(lèi)是利用在光線(xiàn)作用下使材料內(nèi)部電阻率改變的內(nèi)光電效應(yīng)，這類(lèi)元件有光敏電阻;第三類(lèi)是利用在光線(xiàn)作用下使物體內(nèi)部產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì)的光生伏特效應(yīng),類(lèi)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(yáng)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(wú)光照射時(shí)，由于光敏電阻的 阻值大 ，電路中只有 很小 的電流，稱(chēng)為 暗 電流；當(dāng)有適當(dāng)波長(zhǎng)范 圍內(nèi)的光照射時(shí)，因其阻值急劇減小，電路中電流也就很大，稱(chēng)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(gè)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(dāng)光敏元件加一定電壓時(shí)，光電流 I與光敏元件上光照度 E之間的關(guān)系，稱(chēng)為_(kāi)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(guò)渡到自由狀態(tài),這種現(xiàn)象稱(chēng)為A.磁電效應(yīng) B.聲光效應(yīng)C.光生伏特效應(yīng)D.光電導(dǎo)效應(yīng)&光敏電阻一般適合作為（）元件A 、光的測(cè)量元件B、光控開(kāi)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(yīng)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(jī)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(dāng)開(kāi)頭 S閉合后在沒(méi)有光照射時(shí)，a、b兩點(diǎn)等電勢(shì)，當(dāng)用光照射A R4的阻值變小，a點(diǎn)電勢(shì)咼于b點(diǎn)電勢(shì)B.R4的阻值變小，a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)C.R4的阻值變大，a點(diǎn)電勢(shì)咼于b點(diǎn)電勢(shì)D.R4的阻值變大，a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)R4時(shí)(B )R3R41R1R21圖15、下列元件利用了光傳感器的是（A ）A 火災(zāi)報(bào)警器B 電飯鍋C. 測(cè)溫儀D.加速度計(jì)16、如圖所示是一路燈自動(dòng)控制裝置，交流電源電壓220V，路燈L在晚上自動(dòng)點(diǎn)亮，白天則自動(dòng)熄滅.a、b、c分別為晶閘管的三個(gè)極，它們分圖7別是：a叫陽(yáng) 極;b叫 _極；c叫 _極白天光照較強(qiáng)，光敏 電