哈工大 2011年秋季学期传感器A卷

哈工大2011年秋季学期

传感器原理及应用试题A

题号一二三四五六七实验

成绩平时

成绩

总分

分数班号姓名

课程综合考试，合计分数70分

一、判断题（正确打√标记，错误打×标记，每题1分，共10分）

1．（）重复性表示传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时所得特性曲线不一致性程度。重复性指标用输出不重复误差与满量程输出

的百分比表示。

2．（）热电偶的热电势的大小与热电偶尺寸、形状及电极温度分布无关，只与导体材料及导体中间温度有关。

3．（）对于压电晶体中的多晶体压电陶瓷当沿X轴的方向施加外作用力时，会在垂直于X轴和Y轴两个轴的表面出现电荷。

4．（）电容式传感器在工作频率为10KHZ时工作，要考虑引线电感对电容阻抗的影响，避免引起传感器有效灵敏度的改变。

5．（）热探测器光电器件是基于光辐射与物质相互作用的光效应

6．（）电阻丝应变片存在的横向效应是纵向应变造成电阻减少，横向应变造成电阻增加而产生的。

7．（）气隙型电感式传感器采用差动结构也不能完全消除非线性误差。

8．（×）光敏电阻的暗电阻越小，亮电阻越大，则性能越好。

9．（√）利用超声波的多普勒频移法可测量含有悬浮颗粒或气泡流体的流量。

10．（×）铜热电阻在一些测量精度要求不高，且温度较低的场合，用来测量-50～+120℃范围的温度。

二、简答题（每题5分共20分）

1．什么是传感器？包含哪些方面含义，传感器由哪三个部分组成？

传感器：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。（3分）

常用的分类方法有两种，一种是按被测物理量来分；另一种按传感器的工作原理来分。（1分）

按被测物理量划分的传感器如：温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器等。（0.5分）

按工作原理可划分为：电学式传感器、磁学式传感器、光电式传感器、电荷传感器等。（0.5分）

2．分别简述利用半导体感温片的光纤温度传感器和光纤液位传感器的工作原理。

答：1）光纤温度传感器工作原理：

当光纤一端输入一恒定光强的光时，由于半导体感温薄片透射能力随温度变化，光纤另一端接收元件所接受的光强也随被测温度而改变。于是通过测量光探测器输出的电量，便能遥测到感温探头处的温度。（2分）

2）光纤液位传感器的工作原理：

当光纤探头没有接触液面（处于空气中）时，光线在探头内发生全内反射，而返回到光电二极管；当探头接触液面，由于液体与空气折射率不同，所以全内反射被破坏，将有部分光线透入液体，使返回光电二极管的光强变。返回光强是液体折射率的函数。返回光强发生突变时，测头已接触到液位。（3分）

3．一个均匀的线绕电阻传感器其固有电阻为R ，为保证负载误差不超过1%，求电阻比M=R/RL （RL 为负载电阻）。

答：当位移x ＝1

2

总行程时，负载误差为最大（1分），即

11100%1%114Lm

L R R γ??

?

?=-

?≤ ?+ ???

g （2分） 可推知，/4/99L R R ≤ 即电位器电阻R 应不大于负载电阻R L 的4％。（2分）

4．描述并推导证明热电偶传感器中间温度定律，说明该定律应用的实际意义是什么？