傳感器與檢測(cè)技術(shù)復(fù)習(xí)題

傳感器與檢測(cè)技術(shù)復(fù)習(xí)題《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》復(fù)習(xí)題一、填空：1、測(cè)量系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)主要有線性度、遲滯、重復(fù)性、分辨力、穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、各種抗干擾穩(wěn)定性。3、光電傳感器的工作原理是基于物質(zhì)的光電效應(yīng)，目前所利用的光電效應(yīng)大致有三大類(lèi)：第一類(lèi)是利用在光線作用下__材料中電子溢出表面的現(xiàn)象，即外光電效應(yīng)，光電管以及光電倍增管傳感器屬于這一類(lèi)；第二類(lèi)是利用在光線作用下材料電阻率發(fā)生改變的現(xiàn)象，即內(nèi)光電效應(yīng)。光敏電阻傳感器屬于這一類(lèi)。第三類(lèi)是利用在光線作用下光勢(shì)壘現(xiàn)象，即_光生伏特_____效應(yīng)，光敏二極管及光敏三極管______傳感器屬于這一類(lèi)。4.熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)是兩種導(dǎo)體的接觸電勢(shì)和單一導(dǎo)體的溫差電勢(shì)組成的，其表達(dá)式為Eab（T，To）=。在熱電偶溫度補(bǔ)償中補(bǔ)償導(dǎo)線法（即冷端延長(zhǎng)線法）是在連接導(dǎo)線和熱電偶之間，接入延長(zhǎng)線，它的作用是將熱電偶的參考端移至離熱源較遠(yuǎn)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(jī)械力作用下，其內(nèi)部產(chǎn)生機(jī)械壓力，從而引起極化現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱(chēng)為正壓電效應(yīng)。相反，某些鐵磁物質(zhì)在外界磁場(chǎng)的作用下會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形，這種現(xiàn)象稱(chēng)為負(fù)壓電效應(yīng)。6.熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)是由兩種導(dǎo)體的接觸電勢(shì)和單一導(dǎo)體的溫差電勢(shì)組成。在熱電偶溫度補(bǔ)償中，補(bǔ)償導(dǎo)線法（即冷端延長(zhǎng)線法）是在連接導(dǎo)線和熱電偶之間，接入延長(zhǎng)線，它的作用是將熱電偶的參考端移至離熱源較遠(yuǎn)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。9、霍爾元件靈敏度的物理意義是表示在單位磁感應(yīng)強(qiáng)度下單位控制電流時(shí)的霍爾電動(dòng)勢(shì)的大小。15、測(cè)量過(guò)程中存在著測(cè)量誤差，按性質(zhì)可被分為_(kāi)絕對(duì)誤差____、相對(duì)誤差_______、和引用誤差_____三類(lèi)，其中___絕對(duì)誤差__可以通過(guò)對(duì)多次測(cè)量結(jié)果求平均____的方法來(lái)減小它對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。16、電子顯示儀表分為模擬式、數(shù)字式和屏幕顯示三大類(lèi)。17、電阻應(yīng)變片式傳感器按制造材料可分為①_金屬___材料和②____半導(dǎo)體_____體材料。它們?cè)谑艿酵饬ψ饔脮r(shí)電阻發(fā)生變化，其中①的電阻變化主要是由_電阻應(yīng)變效應(yīng)___形成的，而②的電阻變化主要是由壓阻效應(yīng)造成的。18、氧化鋯氧量分析儀根據(jù)濃差電池原理設(shè)計(jì)而成。氧濃差電池由兩個(gè)“半電池”構(gòu)成：一個(gè)“半電池”是已知氧氣分壓的鉑參比電極，另一個(gè)“半電池”是含氧量未知的測(cè)量電極。19、磁電式傳感器是利用導(dǎo)體和磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而在導(dǎo)體兩端產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)的。而霍爾式傳感器為霍爾元件在磁場(chǎng)中有電磁效應(yīng)（霍爾效應(yīng)）而輸出電勢(shì)的。二、單項(xiàng)選擇題(在每小題的四個(gè)備選答案中，選出一個(gè)正確答案，并將正確答案的序號(hào)填在題目的括號(hào)內(nèi))。1.(C)傳感器可用于醫(yī)療上-50℃～150A.金屬輻射式 B.熱電偶C.半導(dǎo)體三極管 D.比色計(jì)2.信號(hào)傳輸過(guò)程中，產(chǎn)生干擾的原因是(C)A.信號(hào)是緩變的 B.信號(hào)是快變的C.干擾的耦合通道 D.信號(hào)是交流的3.差動(dòng)電橋由環(huán)境溫度變化引起的誤差為(D)A. B.C. D.04.非線性度是表示校準(zhǔn)曲線(B)的程度。A.接近真值 B.偏離擬合直線C.正反行程不重合 D.重復(fù)性5.將電阻應(yīng)變片貼在(C)上，就可以分別做成測(cè)力、位移、加速度等參數(shù)的傳感器。A.質(zhì)量塊 B.導(dǎo)體C.彈性元件 D.機(jī)器組件1.非線性度是表示校準(zhǔn)曲線(B)的程度。A.接近真值 B.偏離擬合直線C.正反行程不重合 D.重復(fù)性2.半導(dǎo)體熱敏電阻率隨著溫度上升，電阻率(A)A.迅速下降 B.上升 C.保持不變 D.歸零4.半導(dǎo)體應(yīng)變片具有(C)的優(yōu)點(diǎn)。A. 可靠性高 B.溫度穩(wěn)定性好C. 靈敏度高 D.接口電路復(fù)雜三、簡(jiǎn)答題：簡(jiǎn)述霍爾電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原理。答：一塊長(zhǎng)為l、寬為d的半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁場(chǎng)（磁場(chǎng)方向垂直于薄片）中，當(dāng)有電流I流過(guò)時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)Uh。這種現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)，也是霍爾電動(dòng)熱的產(chǎn)生原理。簡(jiǎn)述熱電偶的工作原理。答：熱電偶的測(cè)溫原理基于物理的“熱電效應(yīng)”。所謂熱電效應(yīng)，就是當(dāng)不同材料的導(dǎo)體組成一個(gè)閉合回路時(shí)，若兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫度不同，那么在回路中將會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。兩點(diǎn)間的溫差越大，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)就越大。引入適當(dāng)?shù)臏y(cè)量電路測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的大小，就可測(cè)得溫度的大小。以石英晶體為例簡(jiǎn)述壓電效應(yīng)產(chǎn)生的原理。答：石英晶體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(hào)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(chēng)為正壓電效應(yīng)。反之，如對(duì)石英晶體施加一定變電場(chǎng)，晶體本身將產(chǎn)生機(jī)械變形，外電場(chǎng)撤離，變形也隨之消失，稱(chēng)為逆壓電效應(yīng)。石英晶體整個(gè)晶體是中性的，受外力作用而變形時(shí)，沒(méi)有體積變形壓電效應(yīng)，但它具有良好的厚度變形和長(zhǎng)度變形壓電效應(yīng)。簡(jiǎn)述電阻應(yīng)變片式傳感器的工作原理答：電阻應(yīng)變片的工作原理是基于電阻應(yīng)變效應(yīng)，即在導(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。6.什么叫做熱電動(dòng)勢(shì)、接觸電動(dòng)勢(shì)和溫差電動(dòng)勢(shì)？答：=1\*GB3①熱電動(dòng)勢(shì)：兩種不同材料的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）A、B串接成一個(gè)閉合回路，并使兩個(gè)結(jié)點(diǎn)處于不同的溫度下，那么回路中就會(huì)存在熱電勢(shì)，因而有電流產(chǎn)生，相應(yīng)的熱電勢(shì)稱(chēng)為溫差電勢(shì)或塞貝克電勢(shì)，通稱(chēng)熱電勢(shì)。=2\*GB3②接觸電動(dòng)勢(shì)：接觸電勢(shì)是由兩種不同導(dǎo)體的自由電子，其密度不同而在接觸處形成的熱電勢(shì)。它的大小取決于兩導(dǎo)體的性質(zhì)及接觸點(diǎn)的溫度，而與導(dǎo)體的形狀和尺寸無(wú)關(guān)。=3\*GB3③溫差電動(dòng)勢(shì)：是在同一根導(dǎo)體中，由于兩端溫度不同而產(chǎn)生的一種電勢(shì)。7、簡(jiǎn)述應(yīng)變片在彈性元件上的布置原則，及哪幾種電橋接法具有溫度補(bǔ)償作用。答：(1)貼在應(yīng)變最敏感部位，使其靈敏度最佳；已知Rt是Pt100鉑電阻，且其測(cè)量溫度為T(mén)=50℃解：該熱電阻測(cè)量溫度電路由熱敏電阻、測(cè)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(guò)電阻分別為r2、r3、Rg的三個(gè)導(dǎo)線和電橋連接，r2和r3分別接在相鄰的兩臂，當(dāng)溫度變化時(shí)，只要它們的Rg分別接在指示電表和電源的回路中，其電阻變化也不會(huì)影響電橋的平衡狀態(tài)，電橋在零位調(diào)整時(shí)，應(yīng)使R4=Ra+Rt0為電阻在參考溫度（如0C）時(shí)的電阻值。三線連接法的缺點(diǎn)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(dǎo)致電橋的零點(diǎn)不穩(wěn)。3.1）制作霍爾元件應(yīng)采用什么材料，為什么？2）為何霍爾元件都比較薄，而且長(zhǎng)寬比一般為2：1？3）某霍爾元件l×b×d為1.0×0.35×0.1cm3,當(dāng)方向通以電流I=1.0mA,在垂直lb方向加有均勻磁場(chǎng)B=0.3T,傳感器的靈敏系數(shù)為22V/AT,試求其霍爾電勢(shì)及載流子濃度。1）采用半導(dǎo)體材料。因?yàn)槠潇`敏度高，輸出霍爾電勢(shì)大。2）因?yàn)樵奖。`敏度系數(shù)越大。3）4.1）有一數(shù)字溫度計(jì)，測(cè)量范圍為–50℃～150℃,精度0.5級(jí),求當(dāng)示值分別為-20℃2）欲測(cè)量250V電壓，要求測(cè)量示值相對(duì)誤差不大于±0.5%,問(wèn)選用量程為250V電壓表,其精度為那一級(jí)?若選用量程為300V和500V的電壓表,其精度又分別為那一級(jí)?3)已知待測(cè)電壓為400V左右,現(xiàn)有兩只電壓表,一只1.5級(jí),測(cè)量范圍0～500V;另一只0.5級(jí),測(cè)量范圍0～1000V