傳感器期末試題-2023修改整理

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：黃小勝

1什么是熱電效應？熱電偶測溫回路的熱電動勢由哪兩部分組成？

由同一種導體組成的閉合回路能產生熱電勢嗎？

2為什么熱電偶的參比端在實際應用中很重要？對參比端溫度處理

有哪些辦法？

答：1）實際測量時利用這一性質，可對參考端溫度不為零度時的熱電勢舉行修正。

2）由于熱電偶的分度表均是以參考端T=OC為標準的，而實際應用的熱電偶參考端往往T≠0C,普通高于零度的某個數(shù)值，此時可利用中間溫度定律對檢測的熱電勢值舉行修正，以獲得被測的真切溫度。

3解釋下列有關熱電偶的名詞：

熱電效應、熱電勢、接觸電勢、溫差電勢、熱電極、測量端、參比端、分度表。

答:（略）

4某熱電偶敏捷度為0.04mV∕C,把它放在溫度為1200C處的溫度場，若指示表（冷端）處溫度為50C,試求熱電勢的大??？

5某熱電偶的熱電勢在E(600,0)時，輸出E=5.257mV,若冷端溫度為0C時，測某爐溫輸出熱電勢E=5.267mV。試求該加熱爐實際溫度是多少？

解：

已知：熱電偶的熱電勢E(600.0,0)=5.257mV,冷端溫度為0C時,輸出熱電勢E=5.267mV,

熱電偶敏捷度為：K=5.257mV/300=0.008762mV/C

該加熱爐實際溫度是：T=E/K=5.267mV/0.008762mV/0C=

601.14C

7什么是超聲波？其頻率范圍是多少？

答：1)超聲波是人耳無法聽到的聲波。人耳聞聲的聲波稱機械波，頻率在16Hz?20kHz,普通說話的頻率范圍在100Hz?8kHz之間,低于20Hz頻率的波稱為次聲波，高于20kHz頻率的波稱超聲波，頻率在300MHZ?300GHZ之間的波稱為微波。

2)超聲波頻率范圍在幾十千赫茲到幾十兆赫茲。

8超聲波在通過兩種介質界面時，將會發(fā)生什么現(xiàn)象？

答：當超聲波從一種介質入射到另一種介質時，在界面上會產生反射、折射和波形轉換。

9什么是內光電效應？什么是外光電效應？說明其工作原理并指出相應的典型光電器件。

答：當用光照耀物體時，物體受到一連串具有能量的光子的轟擊，于是物體材料中的電子汲取光子能量而發(fā)生相應的電效應（如電阻率變化、放射電子或產生電動勢等）。這種現(xiàn)象稱為光電效應。

1）當光芒照在物體上，使物體的電導率發(fā)生變化，或產生光生電動勢的現(xiàn)象叫做內光電效應，內光電效應又分為光電導效應和光生伏特效應。入射光強轉變物質導電率的物理現(xiàn)象稱光電導效應，典型的光電器件有光敏電阻；光照時物體中能產生一定方向電動勢的現(xiàn)象叫光生伏特效應，光電池、光敏晶體管。

2）在光芒作用下，物體內的電子逸出物體表面對外放射的現(xiàn)象稱為外光電效應，典型的光電器件有光電管、光電倍增管。

10一般光電器件有哪幾種類型？各有何特點？利用光電導效應制成

的光電器件有哪些？用光生伏特效應制成的光電器件有哪些？

8.2答：（略）

11一般光電器件都有哪些主要特性和參數(shù)？

答：光照特性；光譜特性；伏安特性；溫度特性；頻率特性等

13石英晶體和壓電陶瓷的壓電效應有何不同之處？為什么說PZT壓電陶瓷是優(yōu)能的壓電元件？比較幾種常用壓電材料的優(yōu)缺點，說出各自適用于什么場合？

14壓電傳感器能否用于靜態(tài)測量？試結合壓電陶瓷加以說明。

7.3答:

1）由壓電傳感器的等效電路可見，要保證輸出信號與輸入作用力間的線性關系，惟獨在負載電阻較大，工作頻率較高時，傳感器電

荷才干得以保存補充，需要測量電路具有無限大的輸入阻抗。但實際上這是不行能的，故壓電傳感器只能作動態(tài)測量，不宜作靜態(tài)信號測量，只能在其上加交變力，電荷才干不斷得到補充，并給測量電路一定的電流。

2）（略）

15電壓放大器和電荷放大器本質上有何不同，電荷放大器和電壓放大器各有何特點？它們各自適用于什么狀況？

7.5答：（略）

16試述磁電感應式傳感器的工作原理和結構形式。

6.1（略）

17什么是霍爾效應？

6.4答：通電的導體（半導體）放在磁場中，電流與磁場垂直，在導體另外兩側會產生感應電動勢，這種現(xiàn)象稱霍爾效應。

18霍爾元件常用材料有哪些？為什么不用金屬做霍爾元件材料？6.5答：1）任何材料在一定條件下都能產生霍爾電勢，但不是都可以創(chuàng)造霍爾元件。惟獨半導體材料適于制作霍爾元件。又因普通電子遷移率大于空穴的遷移率，所以霍爾元件多采納N型半導體創(chuàng)造。

2）金屬材料電子濃度雖然很高，但電阻率很小很小，使霍爾電

勢UH很小，因此不適于做霍爾元件材料

19霍爾元件不等位電勢產生的緣由有哪些?

6.6答：

霍爾電勢不為零的緣由是，霍爾引出電極安裝不對稱，不在同一等電位面上；激勵電極接觸不良，半導體材料不勻稱造成電阻率

「不勻稱等緣由。

20某一霍爾兀件尺寸為L-IQmm，b=3.5mm,d=1.0mm，沿L方向通以電

流I-1.0mA,在垂直于L和b的方向加有勻稱磁場B=Q.3T,靈敏度為

22V/(AT),試求輸出霍爾電勢及載流子濃度。

6.7解:

.KH=22V∕(AT),I=1.0mAB=0.3T

:輸出霍爾電勢：

UH=KHIB=6.6mV

.L=10mm,b=3.5mm,de=1.0mm,e=1.610

:載流子濃度為：0.0013.30.00661.610J90.00121試分析霍爾元件輸出接有負載&時，利用恒壓源和輸人回路串聯(lián)電阻RT

舉行溫度補償?shù)臈l件。

23提高電感式傳感器線性度有哪些有效的辦法。

答：電感傳感器采納差動形式，轉換電路采納相敏檢波電路可有效改善線性度。

IB

UHed19

=28.4110

24說明產生差動電感式傳感器零位殘余電壓的緣由及減小此電壓的有效措施。

25為什么螺線管式電傳感器比變間隙式電傳感器有更大的測位移范

圍？

5.5答:

螺線管式差動變壓器傳感器利用互感原理，結構是：塑料骨架中

間繞一個初級線圈，兩次級線圈分離在初級線圈兩邊，鐵心在骨架中間可上

下移動，按照傳感器尺寸大小它可測量1~100mm范圍內的機械位移。變間

隙式電感傳感器是利用自感原理，銜鐵的與鐵芯之間位移（氣隙）與磁阻

的關系為非線性關系，可動線性范圍很小，因此測量范圍受到限制。

26電感式傳感器測量電路的主要任務是什么？變壓器式電橋和帶相敏整流

的溝通電橋在電感式傳感器測量電路中各可以發(fā)揮什么作用？采納哪種

電路可以獲得抱負輸出。

5.6（略）

27概述變間隙式差動變壓器的結構、工作原理和輸出特性，試比較

單線圈和差動螺線管式電傳感器的基本特性，說明它們的性能指

標有何異同？

5.7（略）

28差動變壓器式傳感器的測量電路有幾種類型？試述差動整流電路的組成和基本原理。為什么這類電路可以消退零點殘余電壓？

5.8反串電路和橋路兩種。