傳感器試題與答案

1、傳感器與檢測技術(shù)試題 1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 o（ 2 分）2. 霍爾元件靈敏度的物理意義是 o（ 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)生的熱電動勢是 電動勢和 電動勢組成的，其表達式為 Eab CT, 7D） =。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

2、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 , 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 o （2分）6. 變氣隙式自感法感器，當街鐵移動靠近鐵心時，鐵心上的線圈電感量（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(guān)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Xnax,其總電阻為Rmax,它的滑臂間的阻值可以用 Rx =（ 而iax/x 73nax，x/Ufnax 7

3、3nax, 而iax/"nax脂而iax73nax）來計算，其中阻靈敏度 Rr=（2/?（辨方）/ 班， 2pAt/bAh, 2A （凈 0 / pt,）。（4 分）二、用鐐銘一鐐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動勢為一 1.19初此時電 位差計所 處的環(huán)境溫度為15°C,試求該時刻溫箱的溫度是多少攝氏度？ （ 20分）鐐倍-鐐硅熱電偶分度表測量端八、電動勢(mV)溫度。C0123456789-20-0.77-0.81-0.84-0.88-0.92-0.96-0.99-1.03-1.07-1.10-10-0.39-0.4

4、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）8-2四、下面是熱電阻測量電路，試說明電路工作原理并計算

5、（5分）(a)1.已知Rt是PtIOO伯電阻，且其測量溫度為 T=50°C ,試計算出危的值和屐的值 （10 分）2, 電路中已知義、此、艮和 E,試計算電橋的輸出電壓 uab。 （5分）作原其中（R=10kQ, R2=5kQ，艮=10kQ, E=5V）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）傳感器與檢測技術(shù)試題 1答案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

6、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)生的熱電動勢是兩種導體的接觸電動勢和單一導體的溫差電動勢組成的，其表達式為 Eab（ T , To）業(yè)（T-7L）In坦+ 。在熱電偶溫度補償中補償導線法（即冷eNb端延

7、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，當街鐵移動靠近鐵心時，鐵心上的線圈電感量（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(guān)系，除（變面積型 變極距型 變介電常

8、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 Xnax,其總電阻為 Rmax,它的 滑臂間的阻值可以用Rx =（ 而iax/x Tttoax,x9ax 78nax, 品 iax/j73nax"八fnaxTSiiax）來計算，其中電阻靈敏度 Rr=（ 2（辨方）/ 班,"h,/pt, 2Atp（ M/z）o（4分）二、用鐐銘-鐐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動勢為-1.19m V,此時電 位差計所處的環(huán)境溫度為15°C,試求該時刻溫箱的溫度是多少攝氏度？ （ 20分）鐐銘-鐐硅熱電偶分度

9、表測量端溫度。C執(zhí)、電動勢(mV)0123456789-20-0.77-0.81-0.84-0.88-0.92-0.96-0.99-1.03-1.07-1.10-10-0.39-0.43-0.47-0.51-0.55-0.59-0.62-0.66-0.70-0.74-0-0.00-0.04-0.08-0.12-0.16-0.20-0.23-0.27-0.31-0.35+00.000.040.080.120.160.200.240.280.320.36+ 100.400.440.480.520.560.600.640.680.720.76+200.800.840.880.920.961.001.

10、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

11、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

12、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PtIOO鉗電阻，且其測量溫度為 T=50°C,試計算出Rt的值和屐 的值（10分）2, 電路中已知義、電、凡和瓦試計算電橋的輸出電壓uab。 （5分）(a)其中( R=10kQ, R2=5k Q , R=10kQ, E=5V) 答：該熱電阻測量溫度電路由熱敏電阻、測量電阻和顯示儀表組成。 圖中 G 為指示儀表，Ri、彪、穴3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 , 2、,3、冬的三個導線和電橋連接，,2 和尸 3 分別接在相鄰的兩臂，當溫度變化時，只要它們的冬分別接在指示

13、 儀表和電源的回路中，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，應使 R4=Ra+Rto 為電阻在參考溫度 (如 0。 0 時的電 阻值。三線連接法的缺點之一是可調(diào)電阻 的接觸電阻和電橋臂的電阻 相連，可能導致電橋的零點不穩(wěn)。Rt = 7? 0 (1 + At + Bt 2)=100 1 + 3.940 x 10 一 3 x 50 + (-5.802 x 10 -7) x 50 2Q =119 .55 Q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)自己動手實踐傳感器與檢測技術(shù)試卷 2班級：學

14、號：姓名：成績：一、 選擇與填空題： （30 分）1. 變面積式自感傳感器，當銜鐵移動使磁路中空氣縫隙的面積增大時，鐵心上線圈的電感量（增大，減小，不變）。2. 在平行極板電容傳感器的輸入被測量與輸出電容值之間的關(guān) 系中， （變面積型，變極距型，變介電常數(shù)型）是線性的關(guān)系。3. 在變壓器式傳感器中，一次側(cè)和二次側(cè)互感 M 的大小與一次 側(cè)線圈 的匝數(shù)成（正比，反比，不成比例），與二次側(cè)線圈的 匝數(shù)成（正比， 反比，不成比例），與回路中磁阻成（正比，反比，不成比例）。4. 傳感器是 , 傳感器通常由直接響應于被測量的 和產(chǎn)生可用信號輸出的以及相應的 組成。5. 熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢是由 電動勢

15、和電動勢組成。6. 偏差式測量是指在 的方法；零位測量是指 的方法；微差式測量是 的方法。二、 簡答題： （50 分）1. 簡述霍爾電動勢產(chǎn)生的原理。 （6分）2, 簡述熱電偶的工作原理。 （6分）3. 以石英晶體為例簡術(shù)壓電效應產(chǎn)生的原理6 分）4. 簡述電阻應變片式傳感器的工作原理 （6 分）只研究研究傳感器的5, 什么是傳感器動態(tài)特性和靜態(tài)特性，簡述在什么頻域條件下 靜態(tài)特性就能夠滿足通常的需要，而在什么頻域條件下一般要 動態(tài)特性。 （10 分）6. 繪圖并說明在使用傳感器進行測量時，相對真值、測量值、10 分）測量誤差、傳感器輸入、輸出特性的概念以及它們之間的關(guān)系7.如圖所示,Rt是P

16、tIOO伯電阻，分析下圖所示熱電阻測量溫EARR8-2o6度電路的工作原理，以及三線制測量電路的溫度補償作用。（6 分）1.分析（線性）電位器式傳感器由于測量線的線路中的負載電三、分析、計算題:（20 分）阻RL帶來的負載誤差，并計算它與位移x之間的關(guān)系（10 分）2, 分析下圖所示自感傳感器，當動鐵心左右移動（xl,x2發(fā)生變 化）時自感Z變化情況。（已知空氣氣隙的長度為xl和x2,空氣隙的面積為S,磁導率為，線圈匝數(shù)牧不變 ）o （10分）1工1i2傳感器與檢測技術(shù)試卷 2答案班級：學號：姓名：成績：一一、 選擇與填空題：（30分）1. 變面積式自感傳感器，當銜鐵移動使磁路中空氣縫隙的面積

17、增大時,鐵心上線圈的電感量（增大，減小，不變）。2. 在平行極板電容傳感器的輸入被測量與輸出電容值之間的關(guān)系中，（變面積型,變極距型，變介電常數(shù)型）是線性的關(guān)系。3. 在變壓器式傳感器中，一次側(cè)和二次側(cè)互感 M的大小與一次 側(cè)線圈 的匝數(shù)成（正比，反比，不成比例），與二次側(cè)線圈的 匝數(shù)成（正比, 反比，不成比例），與回路中磁阻成（正比，反比，不成比例）。4. 傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置,傳感器通常由直接響應于被測量的敏感元件 和產(chǎn)生可用信號輸 出的轉(zhuǎn)換元件以及相應的信號調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路組成。5. 熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢是由兩種導體的接觸電動勢和單一導體的

18、溫差電動勢組成。6. 偏差式測量是指在測量過程中，用儀表指針的位移（即偏差）決定被測量的方法;零位測量是指在測量過程中，用指零儀表的零位指示，檢測測量系統(tǒng)的平衡狀態(tài)；在測量系統(tǒng)達到平衡時，用已知的基準量決定被測未知量的方法;微差式測量是綜合了偏差式測量法與零位式測量法的優(yōu)點而提出的方法。二、 簡答題：（50分）答：一塊長為I、寬為d的半導體薄片置于磁感應強度為磁場（磁 場方向 垂直于薄片）中，當有電流 / 流過時，在垂直于電流和磁 場的方向上將產(chǎn) 生電動勢麝。這種現(xiàn)象稱為霍爾效應，也是霍 爾電動勢的產(chǎn)生原理。2. 簡述熱電偶的工作原理。 （6分）答：熱電偶的測溫原理基于物理的“熱電效應”。所謂

19、熱電效應 , 就是 當不同材料的導體組成一個閉合回路時，若兩個結(jié)點的溫度不同，那么在回路中將會產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象。兩點間的溫差越大 , 產(chǎn)生的電動勢就越 大。引入適當?shù)臏y量電路測量電動勢的大小， 就可測得溫度的大小。3. 以石英晶體為例簡述壓電效應產(chǎn)生的原理。（6 分）答：石英晶體在沿一定的方向受到外力的作用變形時，由于內(nèi)部電極化現(xiàn)象同時在兩個表面上產(chǎn)生符號相反的電荷，當外力去掉 后，恢復到不 帶電的狀態(tài)；而當作用力方向改變時，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。反之， 如對石英晶體施加一定變電場，晶 體本身將產(chǎn)生機械變形，外電場撤離， 變

20、形也隨之消失，稱為逆 壓電效應。石英晶體整個晶體是中性的，受外力作用而變形時，沒有體積變形壓電效應，但它具有良好的厚度變形和長度變形壓電效應。4. 簡述電阻應變片式傳感器的工作原理 （6 分）答：電阻應變片的工作原理是基于電阻應變效應，即在導體產(chǎn)生機械變形時，它的電阻值相應發(fā)生變化。5. 什么是傳感器動態(tài)特性和靜態(tài)特性，簡述在什么頻域條件下只研究般要研究傳感靜態(tài)特性就能夠滿足通常的需要，而在什么頻域條件下一器的動態(tài)特性。（10分）一輸出輸出特條件下測量誤答：傳感器的動態(tài)特性是指當輸入量隨時間變化時傳感器的輸入 特性。靜態(tài)特性是指當輸入量為常量或變化極慢時傳感器輸入性。在時域條件下只研究靜態(tài)特性

21、就能夠滿足通常的需要，而在頻域 一般要研究傳感器的動態(tài)特性。6. 繪圖并說明在使用傳感器進行測量時，相對真值、測量值、 差、傳感器輸入、輸出特性的概念以及它們之間的關(guān)系。（10 分）答：框圖如下：輸入片測暈值相對“值輸出1測譴謀卑 測量值是通過直接或間接通過儀表測量出來的數(shù)值測量誤差是指測量結(jié)果的測量值與被測量的真實值之間的差值 當測量誤差很小時，可以忽略，此時測量值可稱為相對真值。（6 分）7, 如圖所示，Rt是PtIOO鉗電阻，分析下圖所示熱電阻測量溫度電路的工作原理，以及三線制測量電路的溫度補償作用（a）答：該熱電阻測量溫度電路由熱敏電阻、測量電阻和顯示儀表組成。圖中G為指示儀表，Ri、

22、電、凡為固定電阻，Ra為零位調(diào)節(jié)電阻。熱電阻都通過電阻分別為，2、，3、此的三個導線和電橋連接，2和尸3分別接在相鄰的兩 臂，當溫度變化時，只要它們的此分別接在指示儀表和電源的回路中，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，應使 R4=Ra+Rt為電阻在參考溫度（如 0。0時的電 阻值。三線連接法的缺點之一是可調(diào)電阻 的接觸電阻和電橋臂的電阻 相連，可能導致電橋的零點不穩(wěn)。三、分析、計算題：（20分）1分析（線性）電位器式傳感器由于測量線的線路中的負載電R 八 maxt/ +o化）時面積為U2-7阻RL帶來的負載誤差，并計算它與位移 X之間的關(guān)系。（10分）2分析下圖所示自感傳感

23、器，當動鐵心左右移動（xg發(fā)生變自感變化情況。（已知空氣氣隙的長度為X1和X2 ,空氣隙的S,磁導率為，線圈匝數(shù)牧不變 ）o （10分）X1 x2QI答案略傳感器與檢測技術(shù)試卷3班級：一學號：一姓名：成績:一、測得某檢測裝置的一組輸入輸出數(shù)據(jù)如下 :X0.92.53.34.55.76.7Y1.11.62.63.24.05.0試用最小二乘法擬合直線，求其線性度和靈敏度。（10分）二、下圖所示電路是電阻應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與四是電阻應變片，工作時 R1受拉，R4受 壓， R0,橋路處于平衡狀態(tài)，當應變片受力發(fā)生應變時，橋路失去平衡，這時，就用橋路輸

24、出電壓伙 d表示應變片變后電阻值的 變化量。試證 明：Ucd二-（矽 2） （屏捫。（10分）cb Ucd原理 誤差的方念是三、什么叫做熱電動勢、接觸電動勢和溫差電動勢？說明熱電偶測溫 及其工作定律的應用。分析熱電偶測溫的誤差因素，并說明減小 法。（10 分）四、霍爾元件能夠測量哪些物理參數(shù)？霍爾元件的不等位電動勢的概什么？溫度補償?shù)姆椒ㄓ心膸追N？請詳細推導分流法。（10 分）五、論述 CCD 的工作原理，如何用設計一臺攝像機。 （6 分）六、人們說， SMART 傳感器代表著今后傳感器發(fā)展的總趨勢，為什么 （ 6 分）七、什么是系統(tǒng)誤差？系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因是什么？如何減小系統(tǒng)誤 差？（8 分

25、）八、什么是傳感器的可靠性？可靠性設計程序和原則是什么？什么是感器的失效？失效有哪幾種？失效分析方法有哪幾種？（10 分）九、利用所學知識，設計一套濕度傳感器（包括敏感元件的選擇、測電路的設計、采用溫度補償及抗干擾措施）。 （15 分）十、設計一套智能測溫傳感器。要求：測溫范圍一10? 40°C, A/D 轉(zhuǎn) 換為 10位數(shù)字（包括硬件和軟件）。 （15 分）傳感器與檢測技術(shù)試卷3答案班級：一學號：一姓名：成績：、測得某檢測裝置的一組輸入輸出數(shù)據(jù)如下 ：X0.92.53.34.55.76.7Y1.11.62.63.24.05.0試用最小二乘法擬合直線，求其線性度和靈敏度。（10分）解

26、：y二kx + bA,- = v, (kx i +A)k =心況-古勺（Lx；）2b =(勺為-勺£“.)-(Lx, )2代入數(shù)據(jù)求得上=0.68 3 = 0.25所以 v = 0.68% + 0.254 = 0.238 J2 = -0.354 = -0.164 = 0.11 4 = -0.126 4, = -0.194/l = X100% = + = 7%NFS5擬合直線靈敏度S0.68,線性度±7%二、下圖所示電路是電阻應變儀中所用的不平衡電橋的簡化電路，圖中R2=R3=R固定電阻，A1與A4是電阻應變片，工作時 A1受拉，夫4受壓，橋路 處于平衡狀態(tài)，當應 變片受力發(fā)

27、生應變時，橋路失去平衡，這時，就用橋路輸出電壓化d表示應變片變后電阻值的變化量。試證明：化d=- （&2） （ 0用。（10證明：R=R+ AR % = R _ ARETTUg= Ucb Ujb =R RE E R + AR + R R-AR + R2RAR 廠- E 47?2-A7?2略去 M 的二次項，即可得 Sd = -與?等三、什么叫做熱電動勢、接觸電動勢和溫差電動勢？說明熱電偶測溫原理及其工作定律的應用。分析熱電偶測溫的誤差因素，并說明減小誤差的方法。（10分）答：熱電動勢：兩種不同材料的導體（或半導體）A、B 串接成一個閉合回路 , 并使兩個結(jié)點處于不同的溫度下，那么回路中

28、就會存在熱電動勢。因而有電流產(chǎn)生相應的熱電動勢稱為溫差電動勢或塞貝克電動勢，通稱熱電動勢。 接觸電動勢：接觸電動勢是由兩種不同導體的自由電子，其密度不同而在接觸處形成的熱電動勢。它的大小取決于兩導體的性質(zhì)及接觸點的溫度，而與導體的形狀和尺寸無關(guān)。 溫差電動勢：是在同一根導體中，由于兩端溫度不同而產(chǎn)生的一種電動勢。 熱電偶測溫原理：熱電偶的測溫原理基于物理的“熱電效應”。所謂熱電效應，就是當不同材料的導體組成一個閉合回路時，若兩個結(jié)點的溫度不同，那么在回路中將會產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象。兩點間的溫差越大，產(chǎn)生的電動勢就越大。引入適當?shù)臏y量電路測量電動勢的大小，就可測得溫度的大小。 熱電偶三定律a 中間導

29、體定律熱電偶測溫時，若在回路中插入中間導體，只要中間導體兩端的溫度相同，則對熱電偶回路總的熱電動勢不產(chǎn)生影響。在用熱電偶測溫時，連接導線及顯示一起等均可看成中間導體。b 中間溫度定律任何兩種均勻材料組成的熱電偶，熱端為T,冷端為扃時的熱電動勢等于該熱電偶熱端為T冷端為7;時的熱電動勢與同一熱電偶熱端為Tn,冷端為T。時 熱電勢的代數(shù)和。應用：對熱電偶冷端不為 0°。時，可用中間溫度定律加以修正。熱電偶的長度不夠時，可根據(jù)中間溫度定律選用適當?shù)难a償線路。c 參考電極定律如果 A、B 兩種導體（熱電極）分別與第三種導體 C （參考電極）組成的 熱電偶在 結(jié)點溫度為（T, T。）時分別為

30、氐（T,To）, EB#，L），那么愛相同溫 度下，又A、B 兩熱電極配對后的熱電動勢為EAB（T，L）= E,4C（T，L）-EBC（T，L）實用價值：可大大簡化熱電偶的選配工作。在實際工作中，只要獲得有關(guān) 熱電極 與標準伯電極配對的熱電動勢，那么由這兩種熱電極配對組成熱電偶的熱 電動勢便可由 上式求得，而不需逐個進行測定。 誤 差因素：參考端溫度受周圍環(huán)境的影響。措施： aO°C 恒溫法b計算修正法（冷端溫度修正法）c儀表機械零點調(diào)整法d 熱電偶補償法e電橋補償法f 冷端延長線法四、霍爾元件能夠測量哪些物理參數(shù)？霍爾元件的不等位電動勢的概念是什么？ 溫度補償?shù)姆椒ㄓ心膸追N？請詳細

31、推導分流法。（ 10 分）答：霍爾組件可測量磁場、電流、位移、壓力、振動、轉(zhuǎn)速等?；魻柦M件的不等位電動勢是霍爾組件在額定控制電流作用下，在無外加磁場時，兩輸出電極之間的空載電動勢，可用輸出的電壓表示。溫度補償方法：a分流電阻法：適用于恒流源供給控制電流的情況。b 電橋補償法。推導分流法略。五、論述CCD的工作原理，如何用設f人一臺攝像機。（6分）答：CCD是一種半導體器件，在 N型或P型硅襯底上生長一層很薄的 S,Q,再在§0薄層 上依次序沉積金屬電極，這種規(guī)則排列的 MOS 電容數(shù)組再加上兩端 的輸入及輸出二極 管就構(gòu)成了 CCD 芯片。 CCD 可以把光信號轉(zhuǎn)換成電脈沖信號。 每

32、一個脈沖只反映一個 光敏元的受光情況，脈沖幅度的高低反映該光敏元受光的強弱，輸出脈沖的順序可以反映光敏元的位置，這就起到圖像傳感器的作用。六、人們說， SMART 傳感器代表著今后傳感器發(fā)展的總趨勢，為什么？（ 6 分）答：從 SMART 傳感器的功能和優(yōu)點兩方面來看 功能a) 自補償功能：如非線性、溫度誤差響應時間等的補償b) 自診斷功能：如在接通電源時自檢c) 微處理器和基本傳感器之間具有雙向通信功能，構(gòu)成一死循環(huán)工作 系統(tǒng)d) 信息存儲和記憶功能e) 數(shù)字量輸出和顯示 優(yōu)點：a) 精度高，可通過軟件來修正非線性，補償溫度等系統(tǒng)誤差，還可補償隨機誤差，從而使精度大為提高b) 有一定的可編程

33、自動化能力。包括指令和數(shù)據(jù)存儲、自動調(diào)零、自檢等c) 功能廣。智能傳感器可以有多種形式輸出，通過串口、并口、面板數(shù)字控制數(shù)或 CRT 顯示，并配打印機保存資料d) 功能價格比大。在相同精度條件下，多功能智能傳感器比一功能普通的傳感器性能價格比大可見， SMART 傳感器代表著今后傳感器發(fā)展的總趨勢七、什么是系統(tǒng)誤差？系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因是什么？如何減小系統(tǒng)誤差？(8 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