传感器技术及应用 试 题(2007)重点

哈工大2007 年秋季学期

传感器技术及应用试题

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5分）

1．（）传感器是一种测量器件或装置，它将被测量按一定规律转换成可用输出，一般系统有输入和输出，所以均可看作传感器。

2．（）对变间隙的电容式传感器而言，即使采用差动结构也不能完全消除非线性误差。

3．（）压电晶体有三个互相垂直的轴，分别为X轴（电轴）、Y轴（力轴）、Z轴（光轴），当沿某一轴的方向施加外作用力时，会在另外两个轴的表面出现电荷。

4．（）光电池和光敏二极管都是建立在内光电效应基础上，工作电路也一样。

5．（）自感式电感传感器改变空气隙等效截面积类型变换器转换关系为非线形的，改变空气隙长度类型的为线形的。

二、简答题（每题5分共20分）

1．什么是传感器？传感器由哪三个部分组成？

2．简述热电偶热电势产生的原因。

3．简要说明金属应变片与半导体应变片在工作原理上的区别?

4．什么是电容传感器的“驱动电缆技术”，采用它的目的是什么？

三、（8分）影响电容传感器精度的主要因素是边缘效应和寄生电容，试分别详细说明减少这两种影响的措施（建议以图示进行辅助说明）。

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四、（12分）什么是电感传感器的零点残余电压？残余电压过大带来哪些影响？减小零点残余电压的措施有哪些？

五、（10分）霍尔片采用恒流源供电，为补偿温度误差，采用在输入回路并联电阻，如下图示，若已知霍尔元件灵敏度温度系数为α，霍尔元件输入电阻温度系数为β，温度t 0

时的输入电阻为R i0，霍尔元件灵敏度系数为K H0；温度t 1时的输入电阻为00[1()]it i R R t t β=+-，霍

尔元件灵敏度系数为00[1()]Ht H K K t t α=+-,请推导并联的电阻R P 的大小。

六、（15分）

（1）说明光纤的结构和传输光的原理。

（2）光纤传感器的数值孔径如何定义的？它有何物理意义？

（3）图示为光纤传光示意图，若空气的光折射率为n0，要使光纤的入射光在光纤纤芯内全反射，则θ0至多为多少？写出推导过程。