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《传感器与检测技术》试题及答案


《传感器与检测技术》试题 一、填空:(每空 1 分,共 30 分)

1,测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、 稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。 2. 霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制 电流时的霍尔电势大小。 3.压磁式传感器的工作原理是:某些铁磁物质在外界机械力作用下, 其内部产生机械压力, 从而引起极化现象, 这种现象称为正压电效应。 相反,某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形,这种现象 称为负压电效应。 4、传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信 号的器件或装置,传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件 和产 生可用信号输出的转换元件以及相应的信号调节转换电路组成。 5、热电偶所产生的热电热是由两种导体的接触电热和单一导体的温 差电热组成。 6 、电阻应变片式传感器按制造材料可分为① _ 金属 _ 材料和② ____半导体__体材料。它们在受到外力作用时电阻发生变化,其中① 的电阻变化主要是由 _电阻应变效应 形成的,而②的电阻变化主 要是由 温度效应造成的。 半导体 材料传感器的灵敏度较大。 7. 磁电式传感器是利用导体和磁场发生相对运动而在导体两端 产 生感应电势的。而霍尔式传感器为霍尔元件在磁场中有电磁效应(霍 尔效应) 而输出电势的。 霍尔式传感器可用来测量电流, 磁场, 位移, 压力。 8.测量系统的静态特性指标通常用输入量与输出量的对应关系来表 征. 二.简答题(每题 6 分,共 30 分) 1 简述热电偶的工作原理。 答:热电偶的测温原理基于物理的“热电效应” 。所谓热电效应, 就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时,若两个结点的温度不 同,那么在回路中将会产生电动势的现象。两点间的温差越大,产生 的电动势就越大。引入适当的测量电路测量电动势的大小,就可测得

温度的大小。 2 简述电阻应变片式传感器的工作原理 答:电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应,即在导体产生 机械变形时,它的电阻值相应发生变化。 3、什么是传感器静态特性。 答: 传感器的静态特性是指当输入量为常量或变化极慢时传感器输入 —输出特性。 4、从传感器的静态特性和动态特性考虑,详述如何选用传感器。 答: 考虑传感器的静态特性的主要指标, 选用线性度大、 迟滞小、 重复性好、分辨力强、稳定性高、抗干扰稳定性高的传感器。考虑动 态特性,所选的传感器应能很好的追随输入量的快速变化,即具有很 短的暂态响应时间或者应具有很宽的频率响应特性。 5、 试列出你所学过的不同工作原理传感器哪些可用于非接触式测量, 哪些用于接触式测量,测量何种物理量?(各≥3 种) 答:非接触式测量: a) 热电式传感器:测量温度 b) 光纤传感器:测量光信号 c) 核辐射传感器:测量核辐射粒子 接触式测量: a) 电位器式压力传感器:测量压力 b) 应变片式电阻传感器:测量电阻值 c) 应变式扭矩传感器:测量扭矩 三、分析/证明题(每题 10 分,共 40 分) 1、 压电式传感器更适用于静态测量, 此观点是否正确, 分析原因。 答:不正确。其工作原理是基于压电材料的压电效应,具有使用频率 宽,灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠、测量范围广等优点, 因此在压力冲击和震动等动态参数测试中是主要的传感器品种, 它可 以把加速度、位移、压力、温度、湿度等许多非电量转换为电量。

2、 为什么要对应变片式电阻传感器进行温度补偿, 分析说明该类 型传感器温度误差补偿方法。 答:①在外界温度变化的条件下,由于敏感栅温度系数 ? t 及栅丝与试 件膨胀系数( ? g 与? s )之差异性而产生虚假应变输出有时会产生与真 实应变同数量级的误差。 ②方法:自补偿法 线路补偿法 3、 Pt100 和 Cu50 各代表什么传感器?分析热电阻传感器测量电 桥之三线、四线连接法的主要作用。 分别代表铂电阻热电式传感器 (100Ω ) , 铜电阻热电式传感器(50Ω ). 热电阻传感器测量电桥之三线、 四线连接法的主要作用是消除在热电 阻安装的地方与仪表相距远时, 环境温度变化时其连接导线电阻也变 化所造成的测量误差。 4、系统的系统响应带宽与传感器的响应带宽无关,请问这种说法正 确吗?试述理由。 答:不正确。传感器的响应带宽会限制系统的系统响应带宽。


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