傳感器與檢測技術試卷2及答案

1、傳感器與檢測技術試題班級_ 姓名 學號 成績一、填空：（20分）1、 測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標主要有 。（2分）2、 霍爾元件靈敏度的物理意義是 。（2分）3、光電傳感器的理論基礎是光電效應。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作用下 效應,這類元件有 ；第二類是利用在光線作用下 效應，這類元件有 ；第三類是利用在光線作用下 效應，這類元件有 。4.熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢是 電勢和 電勢組成的，其表達式為Eab（T，To）= 。在熱電偶溫度補償中補償導線法（即冷端延長線法）是在 和 之間，接入 ，它的作用 。5.壓磁式傳感器的工作原理是：某些鐵磁物質(zhì)在外界機械力作用

2、下，其內(nèi)部產(chǎn)生機械壓力，從而引起 ，這種現(xiàn)象稱為 。相反，某些鐵磁物質(zhì)在外界磁場的作用下會產(chǎn)生 ，這種現(xiàn)象稱為 。（2分）6. 變氣隙式自感法感器，當街鐵移動靠近鐵芯時，鐵芯上的線圈電感量（增加減小不變）（2分）7. 儀表的精度等級是用儀表的（ 相對誤差 絕對誤差 引用誤差）來表示的。（2分）8. 電容傳感器的輸入被測量與輸出被測量間的關系，除（ 變面積型 變極距型 變介電常數(shù)型）外是線性的。（2分）9. 電位器傳器的（線性），假定電位器全長為Xmax, 其總電阻為Rmax，它的滑臂間的阻值可以用Rx = （ Xmax/x Rmax,x/Xmax Rmax, Xmax/XRmax X/Xmax

3、Rmax）來計算，其中阻靈敏度Rr=（ 2p(b+h)/At, 2pAt/b+h, 2A(b+b)/pt, 2Atp(b+h)）。（4分）二、用鎳鉻-鎳硅勢電偶測量某低溫箱溫度，把熱電偶直接與電位差計相連接。在某時刻，從電位差計測得熱電熱為-1.19mv，此時電位差計所處的環(huán)境溫度為15，試求該時刻溫箱的溫度是多少度？（20分）鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表測量端溫度0123456789熱電動勢(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

4、-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+100.400.440.480.520.560.600.640.680.720.76+200.800.840.880.920.961.001.041.081.121.16三、什么是系統(tǒng)誤差？產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因是什么？如何發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差？減少系統(tǒng)誤差有哪幾種方法？（20分）四、下面是熱電阻測量電路，試說明電路工作原理并計算（5分）1. 已知Rt是Pt100鉑電阻，且其測量溫度為T=50，試計算出Rt的

5、值和Ra的值（10分）2. 電路中已知R1、R2、R3和E，試計算電橋的輸出電壓VAB。（5分）其中（R1=10K，R2=5K，R3=10K，E=5伏）五、請設計一溫度傳感器，寫出它的等效電路和測量電路，分析其工作原理，計算公式，并說明如何提高傳感器的靈敏度和抗干擾性能？（20分）答案傳感器與檢測技術試題班級_ 姓名 學號 成績一、填空：（20分）1、 測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標主要有線性度、遲滯、重復性、分辨力、穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、各種抗干擾穩(wěn)定性等。（2分）2、 霍爾元件靈敏度的物理意義是表示在單位磁感應強度相單位控制電流時的霍爾電勢的大小。（2分）3、光電傳感器的理論基礎是光電效應。通常把光

6、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，這類元件有光電池、光電儀表。4.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，其表達式為Eab（T，To）=。在熱電偶溫度補償中補償導線法（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。5.壓磁式傳感器

7、的工作原理是：某些鐵磁物質(zhì)在外界機械力作用下，其內(nèi)部產(chǎn)生機械壓力，從而引起極化現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應。相反，某些鐵磁物質(zhì)在外界磁場的作用下會產(chǎn)生機械變形，這種現(xiàn)象稱為負壓電效應。（2分）6. 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（增加減小不變）（2分）7. 儀表的精度等級是用儀表的（ 相對誤差 絕對誤差 引用誤差）來表示的。（2分）8. 電容傳感器的輸入被測量與輸出被測量間的關系，除（ 變面積型 變極距型 變介電常數(shù)型）外是線性的。（2分）9. 電位器傳器的（線性），假定電位器全長為Xmax, 其總電阻為Rmax，它的滑臂間的阻值可以用Rx = （ Xmax/x

8、Rmax,x/Xmax Rmax, Xmax/XRmax X/XmaxRmax）來計算，其中電阻靈敏度Rr=（ 2p(b+h)/At, 2pAt/b+h, 2A(b+b)/pt, 2Atp(b+h)）。（4分）二、用鎳鉻-鎳硅熱電偶測量某低溫箱溫度，把熱電偶直接與電位差計相連接。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15，試求該時刻溫箱的溫度是多少度？（20分）鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表測量端溫度0123456789熱電動勢(mv)-20-0.77-0.81-0.84-0.88-0.92-0.96-0.99-1.03-1.07-1.10-10-0.39-0.4

9、3-0.47-0.51-0.55-0.59-0.62-0.66-0.70-0.74-0-0.00-0.04-0.08-0.12-0.16-0.20-0.23-0.27-0.31-0.35+00.000.040.080.120.160.200.240.280.320.36+100.400.440.480.520.560.600.640.680.720.76+200.800.840.880.920.961.001.041.081.121.16三、什么是系統(tǒng)誤差？產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因是什么？如何發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差？減少系統(tǒng)誤差有哪幾種方法？（20分）答：當我們對同一物理量進行多次重復測量時，如果誤差按照一定

10、的規(guī)律性出現(xiàn)，則把這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的原因有：工具誤差：指由于測量儀表或儀表組成組件本身不完善所引起的誤差。方法誤差：指由于對測量方法研究不夠而引起的誤差。定義誤差：是由于對被測量的定義不夠明確而形成的誤差。理論誤差：是由于測量理論本身不夠完善而只能進行近似的測量所引起的誤差。環(huán)境誤差：是由于測量儀表工作的環(huán)境（溫度、氣壓、濕度等）不是儀表校驗時的標準狀態(tài)，而是隨時間在變化，從而引起的誤差。安裝誤差：是由于測量儀表的安裝或放置不正確所引起的誤差。個人誤差：是指由于測量者本人不良習慣或操作不熟練所引起的誤差。發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差的方法有： 實驗對比法：這種方法是通過改變產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的條件

11、從而進行不同條件的測量，以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差。這種方法適用于發(fā)現(xiàn)不變的系統(tǒng)誤差。 剩余誤差觀察法：是根據(jù)測量數(shù)據(jù)的各個剩余誤差大小和符號的變化規(guī)律，直接由誤差數(shù)據(jù)或誤差曲線圖形來判斷有無系統(tǒng)誤差。這種方法適用于發(fā)現(xiàn)有規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差。 計算數(shù)據(jù)比較法：對同一量測量得到多組數(shù)據(jù)，通過計算比較數(shù)據(jù)比較，判斷是否滿足偶然誤差條件，以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差。減小系統(tǒng)誤差的方法：引入更正值法替換法 差值法正負誤差相消法選擇最佳測量方案四、下面是熱電阻測量電路，試說明電路工作原理并計算（5分）1. 已知Rt是Pt100鉑電阻，且其測量溫度為T=50，試計算出Rt的值和Ra的值（10分）2. 電路中已知R1、R2、R3和E，試計算電橋的輸出電壓VAB。（5分）其中（R1=10K，R2=5K，R3=10K，E=5伏）答：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的三個導線和電橋連接，r2和r3分別接在相鄰的兩臂，當溫度變化時，只要它們的