傳感器與測試技術(shù)復(fù)習(xí)題及答案

專業(yè)資料整理專業(yè)資料整理傳感器與測試技術(shù)習(xí)題及答案1．什么是傳感器？它由哪幾個(gè)部分組成？分別起到什么作用？2．傳感器技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向表現(xiàn)在哪幾個(gè)方面？3．傳感器的性能參數(shù)反映了傳感器的什么關(guān)系？靜態(tài)參數(shù)有哪些？各種參數(shù)代表什么意義？動(dòng)態(tài)參數(shù)有那些？應(yīng)如何選擇？4?某位移傳感器，在輸入量變化5mm時(shí)，輸出電壓變化為300mV，求其靈敏度。5.某測量系統(tǒng)由傳感器、放大器和記錄儀組成，各環(huán)節(jié)的靈敏度為：S1=0?2mV/°C、S2=2?0V/mV、S3=5?0mm/V，求系統(tǒng)的總的靈敏度。6．什么是應(yīng)變效應(yīng)？什么是壓阻效應(yīng)？什么是橫向效應(yīng)？7、試說明金屬應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的相同和不同之處。8、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？9、鋼材上粘貼的應(yīng)變片的電阻變化率為0?1%，鋼材的應(yīng)力為10kg/mm2。試求10、如圖所示為等強(qiáng)度梁測力系統(tǒng)，R為電阻應(yīng)變片，應(yīng)變片靈敏度系數(shù)1a）（b）圖等強(qiáng)度梁測力系統(tǒng)11、單臂電橋存在非線性誤差，試說明解決方法。12、某傳感器為一階系統(tǒng)，當(dāng)受階躍函數(shù)作用時(shí)，在t=0時(shí)，輸出為10mV;tfg時(shí)，輸出為100mV;在七=5s時(shí)，輸出為50mV，試求該傳感器的時(shí)間常數(shù)。交流電橋的平衡條件是什么？14．渦流的形成范圍和滲透深度與哪些因素有關(guān)?被測體對渦流傳感器的靈敏度有何影響?15．渦流式傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是什么?16．電渦流傳感器除了能測量位移外，還能測量哪些非電量？17?某電容傳感器(平行極板電容器)的圓形極板半徑r=4(mm)，工作初始極板間距離■-二0?3(mm)，介質(zhì)為空氣。問：0如果極板間距離變化量，「二.二1Qm)，電容的變化量仝C是多少？如果測量電路的靈敏度k1100(mVpF)，讀數(shù)儀表的靈敏度k25(格/mV)在豪=±1(#m)時(shí)，讀數(shù)儀表的變化量為多少？18．寄生電容與電容傳感器相關(guān)聯(lián)影響傳感器的靈敏度，它的變化為虛假信號影響傳感器的精度。試闡述消除和減小寄生電容影響的幾種方法和原理。19．簡述電容式傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)。20．電容式傳感器測量電路的作用是什么？21．簡述正、逆壓電效應(yīng)。22．壓電材料的主要特性參數(shù)有哪些？23．簡述電壓放大器和電荷放大器的優(yōu)缺點(diǎn)。24．能否用壓電傳感器測量靜態(tài)壓力？為什么？25．說明霍爾效應(yīng)的原理？26．磁電式傳感器與電感式傳感器有何不同？27．霍爾元件在一定電流的控制下，其霍爾電勢與哪些因素有關(guān)？28．說明熱電偶測溫的原理及熱電偶的基本定律。29?將一只靈敏度為0.08mv/°C的熱電偶與毫伏表相連，已知接線端溫度為50°C，毫伏表的輸出為60mv,求熱電偶熱端的溫度為多少?30．試比較熱電阻與熱敏電阻的異同。31．什么是光電效應(yīng)，依其表現(xiàn)形式如何分類，并予以解釋。32?簡述CCD的工作原理。33．說明光纖傳輸?shù)脑怼?4．光纖傳感器常用的調(diào)制原理有哪些？35．紅外線的最大特點(diǎn)是什么？什么是紅外傳感器？36．超聲波在介質(zhì)中有哪些傳播特性？37．什么是超聲波的干涉現(xiàn)象？38．為什么電感式傳感器一般都采用差動(dòng)形式?參考答案1．什么是傳感器？它由哪幾個(gè)部分組成？分別起到什么作用？解：傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定對應(yīng)關(guān)系的、便于應(yīng)用的某種物理量的測量裝置，能完成檢測任務(wù)；傳感器由敏感元件，轉(zhuǎn)換元件，轉(zhuǎn)換電路組成。敏感元件是直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關(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；上述電路參數(shù)接入基本轉(zhuǎn)換電路，便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。2．傳感器技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向表現(xiàn)在哪幾個(gè)方面？解：（1）開發(fā)新的敏感、傳感材料：在發(fā)現(xiàn)力、熱、光、磁、氣體等物理量都會使半導(dǎo)體硅材料的性能改變，從而制成力敏、熱敏、光敏、磁敏和氣敏等敏感元件后，尋找發(fā)現(xiàn)具有新原理、新效應(yīng)的敏感元件和傳感元件。（2）開發(fā)研制新型傳感器及組成新型測試系統(tǒng)MEMS技術(shù)要求研制微型傳感器。如用于微型偵察機(jī)的CCD傳感器、用于管道爬壁機(jī)器人的力敏、視覺傳感器。研制仿生傳感器研制海洋探測用傳感器研制成分分析用傳感器研制微弱信號檢測傳感器（3）研究新一代的智能化傳感器及測試系統(tǒng)：如電子血壓計(jì)，智能水、電、煤氣、熱量表。它們的特點(diǎn)是傳感器與微型計(jì)算機(jī)有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成智能傳感器。系統(tǒng)功能最大程度地用軟件實(shí)現(xiàn)。（4）傳感器發(fā)展集成化：固體功能材料的進(jìn)一步開發(fā)和集成技術(shù)的不斷發(fā)展，為傳感器集成化開辟了廣闊的前景。（5）多功能與多參數(shù)傳感器的研究：如同時(shí)檢測壓力、溫度和液位的傳感器已逐步走向市場。3．傳感器的性能參數(shù)反映了傳感器的什么關(guān)系？靜態(tài)參數(shù)有哪些？各種參數(shù)代表什么意義？動(dòng)態(tài)參數(shù)有那些？應(yīng)如何選擇？解：在生產(chǎn)過程和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，要對各種各樣的參數(shù)進(jìn)行檢測和控制，就要求傳感器能感受被測非電量的變化并將其不失真地變換成相應(yīng)的電量，這取決于傳感器的基本特性，即輸出—輸入特性。衡量靜態(tài)特性的重要指標(biāo)是線性度、靈敏度，遲滯和重復(fù)性等。1）傳感器的線性度是指傳感器的輸出與輸入之間數(shù)量關(guān)系的線性程度；2）傳感器的靈敏度S是指傳感器的輸出量增量y與引起輸出量增量y的輸入量增量Ax的比值；3）傳感器的遲滯是指傳感器在正（輸入量增大）反（輸入量減?。┬谐唐陂g其輸出-輸入特性曲線不重合的現(xiàn)象；4）傳感器的重復(fù)性是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變化時(shí)，所得特性曲線不一致的程度。5）傳感器的漂移是指在外界的干擾下，輸出量發(fā)生與輸入量無關(guān)的、不需要的變化。漂移包括零點(diǎn)漂移和靈敏度漂移等。傳感器的動(dòng)態(tài)特性是指其輸出對隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性：頻率響應(yīng)、時(shí)間常數(shù)固有頻率和阻尼比等。1）瞬態(tài)響應(yīng)特性：傳感器的瞬態(tài)響應(yīng)是時(shí)間響應(yīng)。在研究傳感器的動(dòng)態(tài)特性時(shí)，有時(shí)需要從時(shí)域中對傳感器的響應(yīng)和過渡過程進(jìn)行分析。這種分析方法是時(shí)域分析法，傳感器對所加激勵(lì)信號的響應(yīng)稱瞬態(tài)響應(yīng)。常用激勵(lì)信號有階躍函數(shù)、斜坡函數(shù)、脈沖函數(shù)等。2）頻率響應(yīng)特性：傳感器對正弦輸入信號的響應(yīng)特性，稱為頻率響應(yīng)特性。頻率響應(yīng)法是從傳感器的頻率特性出發(fā)研究傳感器的動(dòng)態(tài)特性。為了減小動(dòng)態(tài)誤差和擴(kuò)大頻率響應(yīng)范圍，一般是提高傳感器固有頻率3。n4．某位移傳感器，在輸入量變化5mm時(shí)，輸出電壓變化為300mV，求其靈敏度。二—300—103二解：其靈敏度k總記一60X51035.某測量系統(tǒng)由傳感器、放大器和記錄儀組成，各環(huán)節(jié)的靈敏度為：S1=0?2mV/°C、S2=2?0V/mV、S3=5?0mm/V，求系統(tǒng)的總的靈敏度。S碉碣煽汎2竝0苗"2腸卩C解：6．什么是應(yīng)變效應(yīng)？什么是壓阻效應(yīng)？什么是橫向效應(yīng)？解：應(yīng)變效應(yīng)，是指在導(dǎo)體產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，它的電阻值相應(yīng)發(fā)生變化。壓阻效應(yīng)，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。橫向效應(yīng)，是指將直的電阻絲繞成敏感柵后，雖然長度不變，應(yīng)變狀態(tài)相同，但由于應(yīng)變片敏感柵的電阻變化較小，因而其靈敏系k較電阻絲的靈敏系數(shù)k0小的現(xiàn)象。數(shù)7、試說明金屬應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的相同和不同之處。解：金屬應(yīng)變片由敏感柵、基片、覆蓋層和引線等部分組成。金屬電阻應(yīng)變片的敏感柵有絲式、箔式和薄膜式三種。箔式應(yīng)變片是利用光刻、腐蝕等工藝制成的一種很薄的金屬箔柵，其優(yōu)點(diǎn)是散熱條件好，允許通過的電流較大，便于批量生產(chǎn)，可制成各種所需的形狀；缺點(diǎn)是電阻分散性大。薄膜式應(yīng)變片是采用真空蒸發(fā)或真空沉淀等方法在薄的絕緣基片上形成0?lum以下的金屬電阻薄膜的敏感柵，最后再加上保護(hù)層。它的優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)變靈敏度系數(shù)大，允許電流密度大，工作范圍廣。半導(dǎo)體應(yīng)變片是用半導(dǎo)體材料制成的，其工作原理是基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)。半導(dǎo)體應(yīng)變片的突出優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，比金屬絲式應(yīng)變片高50?80倍，尺寸小，橫向效應(yīng)小，

動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。但它有溫度系數(shù)大，應(yīng)變時(shí)非線性比較嚴(yán)重等缺點(diǎn)。8、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？解：電阻應(yīng)變片產(chǎn)生溫度誤差的原因：當(dāng)測量現(xiàn)場環(huán)境溫度變化時(shí)，由于敏感柵溫度系數(shù)及柵絲與試件膨脹系數(shù)之差異性而給測量帶來了附加誤差。電阻應(yīng)變片的溫度補(bǔ)償方法：通常有線路補(bǔ)償法和應(yīng)變片自補(bǔ)償兩大類。1）電橋補(bǔ)償是最常用的且效果較好的線路補(bǔ)償法。電橋補(bǔ)償法簡單易行，而且能在較大的溫度范圍內(nèi)補(bǔ)償，但上面的四個(gè)條件不一滿足，尤其是兩個(gè)應(yīng)變片很難處于同一溫度場。2）應(yīng)變片的自補(bǔ)償法是利用自身具有溫度補(bǔ)償作用的應(yīng)變片。9、鋼材上粘貼的應(yīng)變片的電阻變化率為0?1%，鋼材的應(yīng)力為10kg/mm2。試求①求鋼材的應(yīng)變。②鋼材的應(yīng)變?yōu)?00X10-6時(shí)，粘貼的應(yīng)變片的電阻變化率為多少?解：①<F是R/R=2（l/l）。因?yàn)殡娮枳兓适荝/R=0?001,所以l/lTOC\o"1-5"\h\zRl（應(yīng)變）=0.0005=5104此'②因~300106，所以RR2300106二—二6104l10、如圖所示為等強(qiáng)度梁測力系統(tǒng)，R為電阻應(yīng)變片，應(yīng)變片靈敏度系數(shù)1k205，未受應(yīng)變時(shí)R二120二，當(dāng)試件受力F時(shí)，應(yīng)變片承受平均應(yīng)變1:二『104，求（1）應(yīng)變片電阻變化量dR和電阻相對變化量￡r/RO（2）將電阻應(yīng)變片置于單臂測量電橋,（2）將電阻應(yīng)變片置于單臂測量電橋,電橋電源電壓為直流3V，求電橋輸出電壓是多少。b）（b）圖等強(qiáng)度梁測力系統(tǒng)解：平（1）KR1,,42.05^8^_31.6410，節(jié)b）（b）圖等強(qiáng)度梁測力系統(tǒng)解：平（1）KR1,,42.05^8^_31.6410，節(jié)；kz；13.,10''1200.1968解：（2）+A二——RR—-UE(+心+0RRRRR—112—3—4_:1RR14E,(R-R_R)(R1123R——R—冉41■R_R31R—：3)R)4設(shè)橋臂比nR，2R1分母中R/R可忽略,11R1R1r2)(1R1R)R3并考慮到平衡條件R1R2R3，則上式可寫為:3R4nUEo(1n)2二3招n-—1.64103(1n)2(+).9210.92103n21n11、單臂電橋存在非線性誤差，試說明解決方法。解：為了減小和克服非線性誤差，常采用差動(dòng)電橋在試件上安裝兩個(gè)工作應(yīng)變片，一個(gè)受拉應(yīng)變，一個(gè)受壓應(yīng)變，接入電橋相鄰橋臂，稱為半橋差動(dòng)電路，由教材中的式（2-42）可知，U與R/R呈線性關(guān)系，差動(dòng)電橋無非線性誤差，而且電橋電壓靈敏度KV=E/2，比單臂工作時(shí)提1高1一倍，同時(shí)還具有溫度補(bǔ)償作用。12、某傳感器為一階系統(tǒng)，當(dāng)受階躍函數(shù)作用時(shí)，在t=0時(shí)，輸出為10mV;tfg時(shí)，輸出為100mV;在七=5s時(shí)，輸出為50mV，試求該傳感器的時(shí)間常數(shù)。解：此題與爐溫實(shí)驗(yàn)的測試曲線類似由尹(5)二予D=-A二&刃I2^(0=10+30(1-^)交流電橋的平衡條件是什么？解：由交流電路分析可得TOC\o"1-5"\h\z■U(ZZ一ZZ)^1423U。=—；；—要滿足電橋平衡條件，即Uo=0，則有：0(Z'Z)(ZZ)'1234ZZ二ZZ1423?渦流的形成范圍和滲透深度與哪些因素有關(guān)？被測體對渦流傳感器的靈敏度有何影響？解：電渦流的徑向形成范圍大約在傳感器線圈外徑的1?8?2.5倍范圍內(nèi)，且分布不均勻。渦流貫穿深度hL：/(f),定義在渦流密度最大值的jm/e處。被測體的平面不應(yīng)小于傳感器線圈外D的2倍，厚度大于2倍貫穿度h時(shí)，傳感器靈敏度幾乎不受影響。?渦流式傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？解：電渦流式傳感器最大的特點(diǎn)是能對位移、厚度、表面溫度、速度、應(yīng)力、材料損傷等進(jìn)行非接觸式連續(xù)測量，另外還具有體積小，靈敏度高，頻率響應(yīng)寬等特點(diǎn)，應(yīng)用極其廣泛。?電渦流傳感器除了能測量位移外，還能測量哪些非電量？解：還可以對厚度、表面溫度、速度、應(yīng)力、材料損傷等進(jìn)行非接觸式連續(xù)測量。17?某電容傳感器(平行極板電容器)的圓形極板半徑r'4(mm)，工作初始極板間距離帝0.3(mm)，介質(zhì)為空氣。問：0AS=±RA如果極板間距離變化量1(m)，電容的變化量C是多少？如果測量電路的靈敏度100(mvPF)，讀數(shù)儀表的靈敏度k25(格/mV)在△6=±R1(m)時(shí)，讀數(shù)儀表的變化量為多少？&&￡A解:(1)根據(jù)公式C二二S：廠一—S-SI,，其中S=■r2dddddd(2)根據(jù)公式ki千］，可得犁A：；kI=100110^:0.02k二叮k52218?寄生電容與電容傳感器相關(guān)聯(lián)影響傳感器的靈敏度，它的變化為虛假信號影響傳感器的精度。試闡述消除和減小寄生電容影響的幾種方法和原理。解：電容式傳感器內(nèi)極板與其周圍導(dǎo)體構(gòu)成的“寄生電容”卻較大，不僅降低了傳感器的靈敏度，而且這些電容(如電纜電容)常常是隨機(jī)變化的，將使儀器工作很不穩(wěn)定，影響測量精度。因此對電纜的選擇、安裝、接法都有要求。若考慮電容傳感器在高溫、高濕及高頻激勵(lì)的條件下工作而不可忽視其附加損耗和電效應(yīng)影響時(shí)，其等效電路如圖4-8所示。圖中L包括引線電纜電感和電容式傳感器本身的電感；C0為傳感器本身的電容；Cp為引線電纜、所接測量電路及極板與外界所形成的總寄生電容，克服其影響，是提高電容傳感器實(shí)用性能的關(guān)鍵之一；Rg為低頻損耗并聯(lián)電阻，它包含極板間漏電和介質(zhì)損耗；Rs為高濕、高溫、高頻激勵(lì)工作時(shí)的串聯(lián)損耗電組，它包含導(dǎo)線、極板間和金屬支座等損耗電阻。此時(shí)電容傳感器的等效靈敏度為TOC\o"1-5"\h\zZCLC/(1暑2LC)2k?e-?00_一gke一上一丄--■..(4-28)dd(12LC)20當(dāng)電容式傳感器的供電電源頻率較高時(shí)，傳感器的靈敏度由k變?yōu)閗，k與傳感器的固有電感(包括電纜電感)有關(guān)，且gee隨s變化而變化。在這種情況下，每當(dāng)改變激勵(lì)頻率或者更換傳輸電纜時(shí)都必須對測量系統(tǒng)重新進(jìn)行標(biāo)定。19．簡述電容式傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)。解：優(yōu)點(diǎn)：(1)溫度穩(wěn)定性好(2)結(jié)構(gòu)簡單(3)動(dòng)態(tài)響應(yīng)好(4)可以實(shí)現(xiàn)非接觸測量，具有平均效應(yīng)缺點(diǎn)：(1)輸出阻抗高，負(fù)載能力2)寄生電容影響大差(20．電容式傳感器測量電路的作用是什么？解：電容式傳感器中電容值以及電容變化值都十分微小，這樣微小的電容量還不能直接被目前的顯示儀表顯示，也很難被記錄儀接受，不便于傳輸。這就必須借助于測量電路檢出這一微小電容增量，并將其轉(zhuǎn)換成與其成單值函數(shù)關(guān)系的電壓、電流或者頻率。電容轉(zhuǎn)換電路有調(diào)頻電路、運(yùn)算放大器式電路、二極管雙T型交流電橋、脈沖寬度調(diào)制電路等21．簡述正、逆壓電效應(yīng)。解：某些電介質(zhì)在沿一定的方向受到外力的作用變形時(shí)，由于內(nèi)部電極化現(xiàn)象同時(shí)在兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；而當(dāng)作用力方向改變時(shí)，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(yīng)。反之，如對晶體施加一定變電場，晶體本身將產(chǎn)生機(jī)械變形，外電場撤離，變形也隨之消失，稱為逆壓電效應(yīng)。22．壓電材料的主要特性參數(shù)有哪些？解：壓電材料的主要特性參數(shù)有：1）壓電常數(shù)：壓電常數(shù)是衡量材料壓電效應(yīng)強(qiáng)弱的參數(shù)，解：壓電材料的主要特性參數(shù)有：它直接關(guān)系到壓電輸出的靈敏度。（2）彈性常數(shù)：壓電材料的彈性常數(shù)、剛度決定著壓電器件的固有頻率和動(dòng)態(tài)特性。（3）介電常數(shù)：對于一定形狀、尺寸的壓電元件，其固有電容與介電常數(shù)有關(guān)；而固有電容又影響著壓電傳感器的頻率下限。（4）機(jī)械耦合系數(shù)：在壓電效應(yīng)中，其值等于轉(zhuǎn)換輸出能量（如電能）與輸入的能量（如機(jī)械能）之比的平方根；它是衡量壓電材料機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率的一個(gè)重要參數(shù)。電荷泄漏，從而改善壓電傳感器的低頻特性。數(shù)。電荷泄漏，從而改善壓電傳感器的低頻特性。（5）電阻壓電材料的絕緣電阻：將減少6）居里點(diǎn)：壓電材料開始喪失壓電特性的溫度稱為居里點(diǎn)。23．簡述電壓放大器和電荷放大器的優(yōu)缺點(diǎn)。解：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。優(yōu)點(diǎn)：微型電壓放大電路可以和傳感器做成一體，這樣這一問題就可以得到克服，使它具有廣泛的應(yīng)用前景。缺點(diǎn)：電纜長，電纜電容C就大，電纜電容增大必然C使傳感器的電壓靈敏度降低。不過由于固態(tài)電子器件和集成電路的迅速發(fā)展，電荷放大器的優(yōu)點(diǎn)：輸出電壓U與電纜電容C無關(guān)，且與Q成正比，這是電荷放大oc器的最大特點(diǎn)。但電荷放大器的缺點(diǎn)：價(jià)格比電壓放大器高，電路較復(fù)雜，調(diào)整也較困難。要注意的是，在實(shí)際應(yīng)用中，電壓放大器和電荷放大器都應(yīng)加過載放大保護(hù)電路，否則在傳感器過載時(shí)，會產(chǎn)生過高的輸出電壓。24．能否用壓電傳感器測量靜態(tài)壓力？為什么？解：不可以，壓電傳感器本身的內(nèi)阻抗很高，而輸出能量較小，為了保證壓電傳感器的測量誤差較小，它的測量電路通常需要接入一個(gè)高輸入阻抗的前置放大器，所以不能用來測量靜態(tài)壓力。25．說明霍爾效應(yīng)的原理？解：置于磁場中的靜止載流導(dǎo)體，當(dāng)它的電流方向與磁場方向不一致時(shí)，載流導(dǎo)體上平行于電流和磁場方向上的兩個(gè)面之間產(chǎn)生電動(dòng)勢，這種現(xiàn)象稱霍爾效應(yīng)。26．磁電式傳感器與電感式傳感器有何不同？解：磁敏式傳感器是通過磁電作用將被測量（如振動(dòng)、位移、轉(zhuǎn)速等）轉(zhuǎn)換成電信號的一種傳感器。磁電感應(yīng)式傳感器也稱為電動(dòng)式傳感器或感應(yīng)式傳感器。磁電感應(yīng)式傳感器是利用導(dǎo)體和磁場發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電動(dòng)式的，它不需要輔助電源就能把被測對象的機(jī)械量轉(zhuǎn)換成易于測量的電信號，是有源傳感器。電感式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理將被測非電量如位移、壓力、流量、、重量、振動(dòng)等轉(zhuǎn)換成線圈自感量L或互感量M的變化，再由測量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出的裝置。27．霍爾元件在一定電流的控制下，其霍爾電勢與哪些因素有關(guān)？解：根據(jù)下面這個(gè)公式可以得到UKIBf（L），霍爾電勢還與磁感應(yīng)強(qiáng)度B,KH為霍爾片的靈敏度，霍爾元件的長度HHbL和寬度b有關(guān)。

28．說明熱電偶測溫的原理及熱電偶的基本定律。解：熱電偶是一種將溫度變化轉(zhuǎn)換為電量變化的裝置，它利用傳感元件的電磁參數(shù)隨溫度變化的特征來達(dá)到測量的目的。通常將被測溫度轉(zhuǎn)換為敏感元件的電阻、磁導(dǎo)或電勢等的變化，通過適當(dāng)?shù)臏y量電路，就可由電壓電流這些電參數(shù)的變化來表達(dá)所測溫度的變化。熱電偶的基本定律包括以下三種定律：1）中間導(dǎo)體定律：在熱電偶回路中，只要中間導(dǎo)體兩端的溫度相同，那么接入中間導(dǎo)體后對熱電偶的回路的總電勢無影響。2）參考電極定律：如果導(dǎo)體熱電勢，那么在相同結(jié)點(diǎn)溫度（式求得E(T,T)E(T,T)AB0AC0C熱電極作為參考電極，T,T0）2）參考電極定律：如果導(dǎo)體熱電勢，那么在相同結(jié)點(diǎn)溫度（式求得E(T,T)E(T,T)AB0AC0C熱電極作為參考電極，T,T0）下，任意兩導(dǎo)體E（T,T）CB0并已知標(biāo)準(zhǔn)電極與任意導(dǎo)體配對時(shí)的A、B組成的熱電偶，其電勢可由下3）中間溫度定律：在熱電偶回路中，兩接點(diǎn)溫度為點(diǎn)T、T和T、T時(shí)的熱電勢之和，即aa0E(T,T)AB0T,T時(shí)的熱電勢，等于該熱電偶在接0:；T）0E(T,T)ABaE(TABa,已知接線端溫度為50°C，毫伏表的29?將一只靈敏度為0.08mv/C,已知接線端溫度為50°C，毫伏表的輸出為60mv,少?二-60-二、解：T750C0.08,熱電阻傳感器是利用導(dǎo)體的電阻值

隨,熱電阻傳感器是利用導(dǎo)體的電阻值

隨有較大的測量范圍，它可熱電阻由電阻體、保護(hù)套解：熱電阻將溫度轉(zhuǎn)換為電阻值大小的熱電式傳感器溫度變化而變化的原理進(jìn)行測溫有較大的測量范圍，它可熱電阻由電阻體、保護(hù)套的。熱電阻傳感器的測量精度高;測量一200?500C的溫度；易于使用在自動(dòng)測量和遠(yuǎn)距離測量中。和接線盒等部件組成。其結(jié)構(gòu)形式可根據(jù)實(shí)際使用制作成各種形狀。熱敏電阻是由一些金屬氧化物，如鉆、錳、鎳等的氧化物，采用不同比例的配方，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成，然后采用不同的封裝形式制成珠狀、片狀、桿狀、墊圈狀等各種形狀。熱敏電阻具有以下優(yōu)點(diǎn)：①電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高；②結(jié)構(gòu)簡單；③電阻率高，熱慣性??；但它阻值與溫度變化呈非線性，且穩(wěn)定性和互換性較差。31?什么是光電效應(yīng)，依其表現(xiàn)形式如何分類，并予以解釋。解：光電效應(yīng)首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后通過光電轉(zhuǎn)換元件變換成電信號,光電效應(yīng)分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)兩大類：a）在光線作用下，能使電子逸出物體表面的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)；b）受光照的物體導(dǎo)電率1發(fā)生變化，或產(chǎn)生光生電動(dòng)勢的效應(yīng)叫內(nèi)光電效應(yīng)。R32?簡述CCD的工作原理。解：CCD的工作原理如下：首先構(gòu)成CCD的基本單元是MOS電容器，如果MOS電容器中的半導(dǎo)體是P型硅，當(dāng)在金屬電極上施加一個(gè)正電壓時(shí)，在其電極下形成所謂耗盡層，

由于電子在那里勢能較低，形成了電子的勢阱，成為蓄積電荷的場所。CCD的最基本結(jié)構(gòu)是一系列彼此非?？拷腗OS電容器，這些電容器用同一半導(dǎo)體襯底制成，襯底上面覆蓋一層氧化層，并在其上制作許多金屬電極，各電極按三相（也有二相和四相）配線方式連接。CCD的基本功能是存儲與轉(zhuǎn)移信息電荷，為了實(shí)現(xiàn)信號電荷的轉(zhuǎn)換：必須使MOS電容陣列的排列足夠緊密，以致相鄰MOS電容的勢阱相互溝通，即相互耦合；控制相鄰MOC電容柵極電壓高低來調(diào)節(jié)勢阱深淺，使信號電荷由勢阱淺的地方流向勢阱