電力學(xué)院傳感器習(xí)題卷及答案

1、4.某線性位移測量儀，當(dāng)被測位移由4.5mm變到5.0mm時，位移測量儀的輸出電壓由3.5V減至2.5V，求該儀器的靈敏度。解：該儀器的靈敏度為mV/mm5.某測溫系統(tǒng)由以下四個環(huán)節(jié)組成，各自的靈敏度如下： 鉑電阻溫度傳感器： 0.45/ 電橋： 0.02V/ 放大器： 100(放大倍數(shù)) 筆式記錄儀： 0.2cm/V求：(1)測溫系統(tǒng)的總靈敏度； (2)記錄儀筆尖位移4cm時，所對應(yīng)的溫度變化值。 解：（1）測溫系統(tǒng)的總靈敏度為 cm/（2）記錄儀筆尖位移4cm時，所對應(yīng)的溫度變化值為6.有三臺測溫儀表，量程均為0800，精度等級分別為2.5級、2.0級和1.5級，現(xiàn)要測量500的溫度，要求

2、相對誤差不超過2.5，選那臺儀表合理?解：2.5級時的最大絕對誤差值為20，測量500時的相對誤差為4；2.0級時的最大絕對誤差值為16，測量500時的相對誤差為3.2；1.5級時的最大絕對誤差值為12，測量500時的相對誤差為2.4。因此，應(yīng)該選用1.5級的測溫儀器。2. 為什么導(dǎo)體材料和絕緣體材料均不宜做成霍爾元件？答：因為導(dǎo)體材料的雖然很大，但很小，故不宜做成元件，而絕緣材料的雖然很大，但很小，故也不宜做成元件。3. 為什么霍爾元件一般采用N型半導(dǎo)體材料？答：因為在N型半導(dǎo)體材料中，電子的遷移率比空穴的大，且n>p，所以霍爾元件一般采用N型半導(dǎo)體材料。例： 實驗室兩個組測量兩袋米的

3、重量，這兩袋米的重量（真值）分別為 10Kg，100Kg；1、2組測量的數(shù)據(jù)分別為10.1Kg，100.5Kg 計算兩組的絕對誤差和相對誤差。絕對誤差：A=10.1-10;B=100.5-100;相對誤差;A/10;B/100評判兩個組的測量準(zhǔn)確性？（高低）A<B1.有一溫度計，它的測量范圍為0200 ，精度為0.5級，該表可能出現(xiàn)的最大絕對誤差為_ _ _。 A. 1 B.0.5 C. 10 D. 2002. 欲測量240V左右的電壓，要求測量示值相對誤差的絕對值不大于0.6%。問：若選用量程為250V電壓表，其精度應(yīng)選用哪一級？若選用量程為300V和500V的電壓表，其精度應(yīng)分別選用

4、哪一級？ 0.5 ;0.2 ;0.2 3. 已知待測力約為70N,現(xiàn)有兩只測力儀表，一只為0.5級，測量范圍為0500N,另一只為1.0級，測量范圍為0100N。問：選用哪一只測力儀表標(biāo)好？為什么？4. 有一溫度計，它的測量范圍為0200 ，精度為0.5級，求：5. （1）該表可能出現(xiàn)的最大絕對誤差。16. （2）當(dāng)示值分別為20 、100時的示值相對誤差。5 ; 1 案例1：某數(shù)控機(jī)床的主刀頭行程范圍：0250cm，試在電阻式、電容式、電感式三類位移傳感器中選用適合的一種來測量其行程距離。案例2：電子顯微鏡上下微調(diào)移動距離如何測量？試在電阻式、電容式、電感式三類位移傳感器中選用適合的一種來測

5、量其行程距離。例1：用壓電加速度傳感器和電荷放大器測量振動加速度，如果加速度傳感器的靈敏度為80PC/g （g為標(biāo)準(zhǔn)重力加速度=9.8m/s²），電荷放大器的靈敏度為20mv/PC，當(dāng)振動加速度為5g時，求：S1=80PC/g :S2=20mv/PC:若輸入X=5g時y=s1*s2*x=8000mv=8v電荷放大器的輸出電壓為多少？此電荷放大器的反饋電容為多少？U0=q/CfCf=U0/q=10-12/20*10-3=50*10-12F=50pF例2：用石英晶體加速度計測量機(jī)器的振動，已知加速度計的靈敏度SQ為5PC/g，電荷放大器的靈敏度SU為50mv/PC，當(dāng)機(jī)器的振動達(dá)到最大加

6、速度值時，相應(yīng)的輸出電壓幅值為2V，試求該機(jī)器的振動加速度。U=q*su由u=2v可知q=40pc,而q=a*5PC/g可得a=8g*案例分析：1.日用的電子秤重計運(yùn)用什么力傳感器？電阻應(yīng)變式力傳感器2.車床測量車刀切削力運(yùn)用的是什么力傳感器?壓電傳感器 結(jié)露傳感器 ：近年來，結(jié)露傳感器的應(yīng)用使磁帶錄像機(jī)(VTR)轉(zhuǎn)軸、汽車的車窗玻璃、建材及其它精密機(jī)器等的結(jié)露問題得到解決。由樹脂和導(dǎo)電粒子組成的膜狀結(jié)構(gòu)的結(jié)露傳感器，其原理基于吸收水份后，導(dǎo)電粒子的間隔擴(kuò)大，電阻增大，并且結(jié)露傳感器的電路具有開關(guān)特性。這種傳感器能在結(jié)露等惡劣環(huán)境下長期使用。*問題分析：1.氯化鋰濕度傳感器把濕度轉(zhuǎn)化成什么電信

7、號？電阻2.哪一種半導(dǎo)體陶瓷型濕度傳感器性能最好？Mgcr20一sn02半導(dǎo)體陶二瓷型濕敏元件3.用于檢測錄像機(jī)和照相機(jī)結(jié)露的濕度傳感器 ？A.電解質(zhì)型濕度傳感器 B.半導(dǎo)體陶瓷型濕度傳感器 C.有機(jī)高分子濕度傳感器1. 什么叫N型半導(dǎo)體，特征是什么？什么叫P型半導(dǎo)體，特征是什么？2. 什么什么叫做還原性氣體？都有哪些？ 叫做氧化性氣體？都有哪些？3. 當(dāng)N型氣敏元件遇到氧化性氣體時電阻上升或下降？當(dāng)N型氣敏元件遇到還原性氣體時電阻上升或下降？P型半導(dǎo)體即空穴濃度遠(yuǎn)大于自由電子濃度的雜質(zhì)半導(dǎo)體。 N型半導(dǎo)體即自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度的雜質(zhì)半導(dǎo)體。 特征：N滲入微量的五價元素：主要靠電子導(dǎo)電；

8、自由電子是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載子子。P滲入微量的三價元素：主要靠空穴導(dǎo)電；自由電子是少數(shù)載流子，空穴是多數(shù)載子。1.在光線作用下能使物體的 電阻率 的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應(yīng)，基于內(nèi)光電效應(yīng)的光電元件有 半導(dǎo)體光敏電阻 、光敏電阻、光敏三極管、光敏晶閘管等。2.光敏電阻的工作原理是基于 。A外光電效應(yīng) B內(nèi)光電效應(yīng) C壓電效應(yīng) D光生伏特效應(yīng)3.在光線作用下，半導(dǎo)體的電導(dǎo)率增加的現(xiàn)象屬于 。A外光電效應(yīng) B內(nèi)光電效應(yīng) C光電發(fā)射 D光導(dǎo)效應(yīng)4.當(dāng)一定波長入射光照射物體時，反應(yīng)該物體光電靈敏度的物理量是 。A紅限 B量子效率 C逸出功 D普朗克常數(shù)5.光敏三極管的結(jié)構(gòu)，可以看成普通三極管的 用光敏

9、二極管替代的結(jié)果。A集電極 B發(fā)射極 C集電結(jié) D發(fā)射結(jié)7.用光敏二極管或光敏三極管測量某光源的光通量時，是根據(jù)它們的 實現(xiàn)的。A光譜特性 B伏安特性 C頻率特性 D光電特性紅外線傳感器1.室溫環(huán)境下 D 是使用最廣泛的紅外線傳感器A熱敏電阻紅外線傳感器 B熱電偶紅外線傳感器 C熱電堆紅外線傳感器 D熱釋電紅外線傳感器2.菲涅耳透鏡可以提高 D 的接收靈敏度A熱敏電阻紅外線傳感器 B熱電偶紅外線傳感器 C熱電堆紅外線傳感器 D熱釋電紅外線傳感器3.上題提高的靈敏度可達(dá)到 10倍 。：練習(xí)1.電阻應(yīng)變式力學(xué)傳感器的原理：它是由 彈性敏感元件與電阻應(yīng)變片構(gòu)成。彈性元件在感受被測力時將產(chǎn)生變形，其表

10、面產(chǎn)生應(yīng)變。粘貼在其表面的電阻應(yīng)變片將隨著變形，因此電阻值也產(chǎn)生相應(yīng)的變化，測量出電阻變化值就可以推算出被測力的大小。2.通常用應(yīng)變式傳感器來測量（ D ）A.溫度 B.密度 C.加速度 D.電阻3.電橋測量電路的作用是把傳感器的參數(shù)變化轉(zhuǎn)化為（D）的輸出。A. 電阻 b.電容 C.電感 D.電壓4.應(yīng)變片為什么要進(jìn)行溫度補(bǔ)償？因為被測定物都有自己的熱膨脹系數(shù)，所以會隨著溫度的變化伸長或縮短。因此如果溫度發(fā)生變化，即使不施加外力貼在被測定物上的應(yīng)變片也會測到應(yīng)變。 5什么叫壓電效應(yīng)？壓電材料有哪些？壓電效應(yīng)：某些電介質(zhì)在沿一定的方向上受到外力的作用而變形時，內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在其皮相上產(chǎn)

11、生電荷，當(dāng)外力去掉后，又重新回到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。 無機(jī)壓電材料：壓電晶體和壓電陶瓷 石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。 有機(jī)壓電材料：聚偏氟乙烯（PVDF） 7.為什么壓電壓力傳感器是預(yù)測動態(tài)壓力，不適合側(cè)靜態(tài)壓力。因為經(jīng)過外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動態(tài)的應(yīng)力。 6.如圖所示為一直流電橋，供電電源電動勢E=4V，試求：（1）輸出U0 =0的條件是什么？當(dāng)R1=R2=R3=R4=120，（2）R1為電阻應(yīng)變片，其余為外接電阻，當(dāng)R1的增量為R1=1.2時，電橋輸出電壓U0=?(3) R1和R

12、2都為電阻應(yīng)變片，兩只應(yīng)變片分別粘貼于等強(qiáng)度梁同一截面的正反兩面。設(shè)等強(qiáng)度梁在受力后，R1,、R2感受應(yīng)變的極性相反，且R1=R2的絕對值=1.2，試求此時電橋輸出端電壓U0 。練習(xí)：9.霍爾電勢UH與磁感應(yīng)強(qiáng)度B、控制電流I、霍爾元件靈敏度KH的關(guān)系是UH=_BIKH_。A. 霍爾電勢UH正比于磁感應(yīng)強(qiáng)度B B. 霍爾電勢UH正比于控制電流IC. 霍爾電勢UH正比于靈敏度KH D. 霍爾電勢UH=KH B I10.為什么有些導(dǎo)體材料和絕緣材料均不宜做成霍爾元件？因為導(dǎo)體材料的U大，p??；絕緣體的則反，所以不適合。8. 常用的半導(dǎo)體光電元件有哪些？他們的電路符號是如何？光敏二極管，光敏三極管，

13、光電池。9.畫出光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管基本電路。光敏電阻4.1）有一數(shù)字溫度計，測量范圍為 50 150,精度0.5級, 求當(dāng)示值分別為-20,100時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0500V; 另一只0.5級, 測量范圍01000V,問選用那只表測量較好?為什么?1）絕對誤差為： -20時相對誤差為： 100時相對誤差為：2）絕

14、對誤差為： 即選用精度為0.5級的250V電壓表。 則量程為300V的應(yīng)用精度為0.4級，量程為500V的精度為0.25級。3)第一只絕對誤差為相對誤差為第二只絕對誤差為相對誤差為 所以應(yīng)用第二只表。5用鎳鉻-鎳硅(K)熱電偶測量溫度，已知冷端溫度為40，用高精度毫伏表測得這時的熱電動勢為29.188mV，求被測點(diǎn)的溫度。解：由鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表查出E(40，0)=1.638mV，根據(jù)式(5-2-1)計算出再通過分度表查出其對應(yīng)的實際溫度為6已知鉑銠10-鉑(S)熱電偶的冷端溫度t025，現(xiàn)測得熱電動勢E(t，t0)11.712mV，求熱端溫度是多少度?解：由鉑銠10-鉑熱電偶分度表查出E(25，0)=0.161mV，根據(jù)式(5-2-1)計算出再通過分度表查出其對應(yīng)的實際溫度為7已知鎳鉻-鎳硅(K)熱電偶的熱端溫度t800，冷端溫度t025，求E(t，to)是多少毫伏?解：由鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表可查得E(800，0)=33.275mV，E(25，0)=1.024 mV，故可得 E(800，5)=33.275-1.024=32.251mV8現(xiàn)用一支鎳鉻-康銅(E)熱電偶測溫。其冷端溫度為30，動圈顯示儀表(機(jī)械零位在0)指示值為400，則認(rèn)為熱端實際溫度為430，對不對?