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1、傳感器與檢測技術復習 填空題 1、 線性度是傳感器輸出量與輸入量之間的實際關系曲線 偏離直線的 程度，又稱非線性誤差。 2、 若用t表示攝氏溫度（°C）, T表示熱力學溫度（K）,當t= 20°C 時，T= 293 K 3、 光柵位移傳感器由主光柵、指示光柵、光源和光電器件等組成。 4、 熱敏電阻的溫度系數(shù)值遠 大于 金屬熱電阻，所以靈敏度很高。 5、 在置于磁場中的導體或半導體內通入電流，若電流與磁場垂直， 則在與磁場和電流都垂直的方向上會出現(xiàn)一個電勢差， 這種現(xiàn)象稱為 霍耳效應。 6、 某些晶體受一定方向外力作用而發(fā)牛機械變形時，相應地在一 定的表面產生符號相反的電荷，外

2、力去掉后，電荷消失；力的方向改 變時，電荷的 符號 也隨之改變。 這種現(xiàn)象稱為 壓電。 7、 在傳感器控制電路中，在繼電器電感線圈的二端一般均并聯(lián) 二極 管用來起續(xù)流作用。 8光柵位移傳感器測量位移時，光柵的刻痕密度為每毫米 100線， 則所測的最小單位為mm,若主光柵和指示光柵間夾角為10分， 則莫爾條紋的放大倍數(shù)K為344 。 9、 若用t表示攝氏溫度（°C）, T表示熱力學溫度（K），當T=30 K時， t= -243 °C. 10、 熱電偶基本定律包括 —中間導體 定律 定 律禾廿 參考電極 定律。 11、 當一些晶體受熱時，在晶體兩端將會產生數(shù)量相等而符 — 電荷，這

3、種由于熱變化產生的電極化現(xiàn)象，稱為熱釋電效應。 12、假若發(fā)射機與接收機之間的距離發(fā)生變化， 則發(fā)射機發(fā)射信號的 頻率與接收機收到信號的頻率就不同。此現(xiàn)象稱為多普勒效應。 13、 光纖傳感器按照光纖的使用方式可分為功能型傳感器和非功能型 傳感器。稱為傳感型光纖傳感器和傳光型光纖傳感器。 14、 物體材料吸收光子能量而發(fā)生相應電效應的物理現(xiàn)象稱為光電效 應。光電效應可分為三種效應，外光電效應，內光電效應和光生伏打 效應。 15、 光敏二極管應該工作在 反偏 狀態(tài)，因為只有 少數(shù) 載流子 具有光敏特性。 名次解釋 1、 PTC:正溫度系數(shù)的熱敏電阻 2、 Cu50 :銅熱電阻，其0度

4、時的阻值為50歐姆 3、 應變片：把機械應變轉換成電阻應變 4、 彈性敏感元件：把力或壓力轉換成了應變或位移 5、 外光電效應：物體受到光照產生光電子的現(xiàn)象 6、 NTC :負溫度系數(shù)的熱敏電阻 7、 CMOS :互補型金屬-氧化物-半導體場效應管 8、 CCD:電荷耦合器件 9、 AD590 :集成電路溫度傳感器 10、 光生伏打效應：在光線作用下，物體產生一定方向電動勢的現(xiàn) 象稱為光生伏打效應 問答題 1、引起零點殘余電壓的原因是什么？如何消除零點殘余電壓？ 零點殘余電壓的產生原因：（1）傳感器的兩個二次繞組的電氣參數(shù)與 幾何尺寸不對稱，導致它們產生的感應電動勢幅值不

5、等、相位不同， 構成了零點殘余電壓的基波； （ 2）由于磁性材料磁化曲線的非線性， 產生了零點殘余電壓的高次諧波； （ 3）勵磁電壓本身含高次諧波。 零點殘余電壓的消除方法： （1）盡可能保證傳感器的幾何尺寸、繞組 線圈電氣參數(shù)和磁路的對稱； （2）采用適當?shù)臏y量電路，如相敏整流 電路。 2、什么是壓電效應？什么是逆壓電效應？ 所謂壓電效應，就是對某些電介質沿一定方向施以外力使其變形時， 其內部將產生極化現(xiàn)象而使其表面出現(xiàn)電荷集聚的現(xiàn)象， 也稱為正壓 電效應。 當在片狀壓電材料的兩個電極面上加交流電壓， 那么壓電片將產生機 械振動， 即壓電片在電極方向上產生伸縮變形， 壓電材料的這種現(xiàn)象

6、稱為電致伸縮效應，也稱為逆壓電效應。 3、什么是熱電效應？ 所謂熱電效應， 是指兩種不同的導體兩端相互緊密地連接在一起， 組 成一個閉合回路， 當兩接點溫度不等時， 回路中就會產生大小和方向 與導體材料及兩接點的溫度有關的電動勢， 從而形成電流， 這種現(xiàn)象 稱為熱電效應，該電動勢稱為熱電動勢。 解答題 1、試推導如圖所示變介質型電容式位移傳感器的特性方程 C f x 。 設真空的介電常數(shù)為 0，圖中 2 1，極板寬度為 W 。其他參數(shù)如圖 所示 Co C1 C3 2、 l 1 1 oxW C2 0丨xW d Co 1 i oXW 丄丄丄 C1 C2 C3

7、1 2 0 l X id 2 d 試設計測溫電路，實現(xiàn)對某一點的溫度、某兩點的溫度差、某三 點的平均溫度進行測量，請畫出測量電路圖并簡要說明。 (1)測量單點溫度，傳感器經(jīng)補償導線直接與儀表連接; (2)測量兩點間溫度差，接線應使兩熱電偶反相串聯(lián); Et Eab t1 ,to EaB t2,to EaB t1,t2 (3)測量三點平均溫度，可采用同極性并聯(lián)或串聯(lián)的方法。 Et E1 E2 E3 3 EAB t1> to EAB t2 > to EAB t3 > tO Eab t1 t2 13,3t O 匚 h t? 七3 t EAB 3 ，to 3、如圖

8、導電式水位檢測器電路原理圖: (1) 簡述IC1、IC2的作用。 (2) 計算圖中所標5點的電位V5的數(shù)值。 (3) 6點的電位V6為多少數(shù)值時發(fā)光二極管發(fā)光報警 (4)分析此電路產生報警時的水位情況。(缺水或滿水。) (1) IC1運算放大器及外圍元件組成方波發(fā)生器，通過電容器 C1與 檢知電極相接。IC2運算放大器與外圍元件組成比較器，以識別儀表 水位的電信號狀態(tài) (2) V5=2VO (3) V6<2V發(fā)光二極管發(fā)光報警 (4) 滿水報警。 4、試分析差動式電容傳感器提高靈敏度的原理 x\\ 如圖所示，1為動片、2為定片，中間電極不受外力作用時，由于

9、 d1=d2=d0,所以 6= C2,則兩電容差值 C1-C2=0 ; 中間電極若受力向上位移△ d，則C1容量增加，C2容量減小， 2 d do 兩電容差值為：C C1-C2 Co詈-c°譬即 得到: 5、利用分度號Cu100銅電阻測溫，當被測溫度為50 °C時，問此時 銅電阻Rt值為多大？ ( i 4.28 10-3oC-1 ) 銅電阻Ro的分度號Cu100=100 Q；a 1是常數(shù), a 仁4.28*10- 3 C-1, 銅電阻與溫度的關系為 Rt?R0(1+ a1*t) 即 Rt ?100(1+4.28*10 -3*50)=121.4 Q 此時銅電阻Rt值為121

10、.4 Q 6、如圖電路為光電式數(shù)字轉速表工作原理圖 (12分) (1) 圖中所標元件1, 2, 3, 4各為什么元件？ (2) 設電機轉速為每分鐘900轉，貝卩元件2每秒鐘接受到的光電脈 沖的個數(shù)為多少個？ (3) 若元件4輸出的數(shù)據(jù)為300Hz則電機的轉速為多少？ 陽豳沖 (1) 1為發(fā)光二極管，2為光敏二極管3為放大整形電路4為數(shù)字頻 率計。 (2) f=900*4/60=60HZ (3) n二f*60/N=300*60/4=4500 (RPM) 7、圖所示電路為電阻應變片測量電路 (1) 指出電路屬于什么類型的電橋測量電路， (2) 設R仁R2=R3=R4

11、=10JK則當沒有外力作用不產生應變時，Uo二？ (3) 當有外力作用產生應變時，兩個應變片的變化情況應該滿足什 么要求才能產生差動的效果而不是互相抵消？ (4) 當有外力作用產生應變時，設由于應變而產生的 △ R1=A R2=A R3=A R4=5Q ；則電橋輸出電壓 Uo二？ 測量 r 測量 (1) 屬于全橋式(四臂工作)電橋。 (2) UO=OV。 (3) 每相鄰兩片應一片受拉另一片受壓。相隔兩片應同時受拉或 同時受壓. (4) UO ( R/R)*Vj 5*6/(10*103) 3*10 3V 3mV 8 —個8位光電碼盤的最小分辨率是多少？如果要求每個最小分辨 率對應的碼盤圓弧長度至少為 0.01m，則碼盤半徑應有多大？ 最小分辨率為3660 1.406° 28 碼盤周長為28 0.01 2.56m 碼盤半徑應為蘭6m 0.408m