《傳感器技術(shù)》考卷

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more. ------------------------------------------author ------------------------------------------date 《傳感器技術(shù)》考卷 《傳感器技術(shù)》考卷 西南交通大學(xué)2005-2006學(xué)年 《傳感器技術(shù)》考卷（A卷） 理學(xué)院2005.12 姓名

2、 班級(jí) 學(xué)號(hào) 成績 一、填空題（25分，每空0.5分） 1、按能量角度分析，典型的傳感器構(gòu)成方法有三種，即 、 以及 ，前兩者屬于能量 ，后者是能量 。 2、將溫度轉(zhuǎn)換為電勢大小的熱電式傳感器是 傳感器，而將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻大小的熱電式傳感器是 （金屬材料）或

3、 （半導(dǎo)體材料）。 3、光纖傳感器由 、 和 三部分組成，光纖 傳感器一般分為兩大類，即 光纖傳感器，也稱為 光纖傳感器，另一類是 光纖傳感器，也稱為 光纖傳感器，前者多使用 光纖 ，而后者只能用 光纖。 4、實(shí)際使用中的傳感器，其特性要受到環(huán)境變化的影響，為消除環(huán)境干擾的影響，廣泛采 用的線路補(bǔ)償法包括 補(bǔ)償型、 補(bǔ)償型、

4、 補(bǔ)償型。 5、電感式傳感器也稱為 傳感器，它是利用 原理將被測物理量轉(zhuǎn)換成線圈 和 的變化，再由測量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化，從而實(shí)現(xiàn)非電量到電量的轉(zhuǎn)換。 6、容柵傳感器實(shí)際上是多個(gè) 式 型電容傳感器的并聯(lián)，它具有 效應(yīng)，測量精度很高。 7、熱電偶傳感器的工作基礎(chǔ)是 ，其產(chǎn)生的熱電勢包括 電勢和 電勢兩部

5、分。熱電偶的 定律是工業(yè)上運(yùn)用補(bǔ)償導(dǎo)線法進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)睦碚摶A(chǔ)； 定律為制定分度表奠定了理論基礎(chǔ)；根據(jù) 定律，可允許采用任意的焊接方式來焊接熱電偶。 8、用于制作壓電傳感器的常用壓電材料是 和 。 9、 在磁敏式傳感器中， 傳感器和 傳感器屬于體型磁敏傳感器， 和 屬于結(jié)型磁敏傳感器。 10、為克服電容式傳感器的邊緣效應(yīng)，可采用

6、 方法和 結(jié)構(gòu)。為消滅寄生電容的影響可采用 、 以及采用 方法。 11、基于外光電效應(yīng)的器件有 和 ；基于內(nèi)光電效應(yīng)的器件有 、 、 和 等。 二、簡述題（每小題5分，共30分） 1、 簡述非線性誤差的定義。

7、 2、 舉例說明結(jié)構(gòu)型傳感器與物性型傳感器的區(qū)別。 3、 簡述壓電陶瓷的壓電機(jī)理。 4、 簡述應(yīng)變計(jì)橫向效應(yīng)的產(chǎn)生原因、橫向效應(yīng)系數(shù)的定義及減小橫向效應(yīng)的方法。 5、 給出熱電偶傳感器冷端電橋補(bǔ)償法的結(jié)構(gòu)，并說明其原理。 6、 分析霍爾傳感器產(chǎn)生不等位電勢的原因及其補(bǔ)償方法。 三、 如圖所示的純彎試件，如何利用全橋測量提高靈敏度并實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償，畫出布片圖和電橋連接圖，推導(dǎo)輸出公式。（本題8分）

8、F 四、壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)如圖所示，假設(shè)重塊組件的質(zhì)量為m，壓電元件的壓電系數(shù)為d，傳感器殼體內(nèi)的等效阻尼系數(shù)為c。（本題10分） 要求：（1）分別給出輸出電荷q及輸出電壓U與加速度a之間的關(guān)系； （2）畫出此加速度傳感器的等效模型； （3）推導(dǎo)傳感器的微分方程，并說明它是幾階環(huán)節(jié)的傳感器。 五、用超聲波傳感

9、器設(shè)計(jì)的流速計(jì)如下圖所示，為管道直徑，超聲波與流體流動(dòng)方向的夾角為，為流體的流速。假設(shè)超聲波在流體中的傳播速度為，和為超聲波發(fā)生器，和為超聲波接收器。分析該流速計(jì)是如何利用差動(dòng)技術(shù)消除環(huán)境溫度變化對測量的影響的（超聲波在介質(zhì)中的傳播速度是溫度的函數(shù)）。（本題9分） 要求：（1）說明差動(dòng)技術(shù)的三個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)。 （2）推導(dǎo)流速公式。 六、畫出用線陣CCD傳感器測量較大物體尺寸的原理圖，并推導(dǎo)出物體尺寸的表達(dá)式。 （本題8分）

10、 七、 熱電阻傳感器設(shè)計(jì)一個(gè)電熱水器，當(dāng)熱水器內(nèi)的水溫低于90℃時(shí)，控制熱水器的電源接通，給水加熱，同時(shí)紅色指示燈亮，表示正在給水加熱；當(dāng)熱水器內(nèi)的水溫達(dá)到95℃時(shí)，控制電路自動(dòng)切斷熱水器的電源，停止給水加熱，處于保溫狀態(tài)，此時(shí)綠色指示燈亮，表示可飲用。（本題10分） 實(shí)驗(yàn)儀器及材料：①熱電阻傳感器；②XMT-122數(shù)字指示調(diào)節(jié)儀；③電爐及水壺；④穩(wěn)壓電 源（DH1718-4）；⑤繼電器（控制電壓為DC5V）；⑥電源線及導(dǎo)線。 說明：（1）XMT-122數(shù)字指示調(diào)節(jié)儀的前面板如圖，“H”鍵和 “L”鍵分別用于調(diào)節(jié)“上限溫度”和“下限溫度”

11、。 （2）XMT-122數(shù)字指示調(diào)節(jié)儀的后面板中，A、B、C端 子接熱電阻傳感器的輸出，電源采用220V（50Hz） 的交流電。 上（下）限電接點(diǎn)1、2、3的狀態(tài)說明： ① 當(dāng)熱電阻實(shí)測溫度低于“上（下）限溫度”時(shí)，上（下） 限電接點(diǎn)端子1、2開路，處于“斷”狀態(tài)，而端子1、3 短路，處于“通”狀態(tài)。 ② 當(dāng)熱電阻實(shí)測溫度高于“上（下）限溫度”時(shí)，上（下）限電接點(diǎn)端子1、2短路，處于“通”狀態(tài)，而端子1、3開路，處于“斷”狀態(tài)。 要求：（1）畫出系統(tǒng)電路連接圖，并說明其工作原理。 （2）給出熱電阻三線制測量電路及工作原理，說明它是如何減小引線電阻對測量的影響的？ --------------------------------------------------