传感器与检测技术期末试题B含答案

湖州职业技术学院、湖州广播电视大学 2 0 0 4--2005 学年 二 学期 《传感器与检测技术》课程期末考试试卷(A 卷)
一、填空（20%）
1，电容式传感器可用于 、 、
和 、 等非电物理量的检测。

2，测量位移的传感器有 、 、 和 等很多种。

3，光电器件有 、 、
及 和 五种。

4，干扰信号的耦合方式有 、 、 和 四种。

5，热电偶的测量电路形式主要有 、
、 等几种。

二、名词解释（20%）
1，外光电效应
2，莫尔条纹
3，热电效应
4，引用相对误差
5，光电流
三、判断题(10%)
1，虽然直接测量简单且快速，但在高精度检测中还是不常使用。

( ) 2，传感器的稳定性是指其输入量不变时输出量随时间的变化情况。

( ) 3，有一个电阻式传感器，它在量程为±50mV 范围内的最大绝对误差是0.2mV ，则其非线性误差应该是2%。

( )
4，几个热电偶并联可提高测温灵敏度。

( )
5，热电势的大小主要取决于热电偶回路的接触电势。

( )
四、问答题（30%）
1，信号处理要达到的目有哪些？（10%）
装 订 线 姓名 学号 班级
2，测量电桥的工作方式有哪几种？各有什么特点？（10%）
3，说明光敏电阻的基本原理、常用类型及其特点。

（10%）
五、计算题（20%）
1，有一个温度传感器，其微分方程为：x y d d 5.105x
y
5
.3=+，其中y ----输出电压(mV)，x ----输入温度(℃)，求该传感器的时间常数和静态灵敏度K 。

（10%）
2.如图所示为一直流电桥，供电电源电动势E=3V ，R 3=R 4=100Ω，R 1和R 2为同型号的电阻应变片，其电阻均为100Ω，灵敏度系数K=2.0。

两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的正反两面。

设等强度梁在受力后产生的应变为5000με，试求此时电桥输出端电压U 0。

(10%)
2
装 订 线 姓 学号 班级
湖州职业技术学院、湖州广播电视大学
04－05 学年二学期
《传感器与检测技术》课程期末考试试卷(A卷)答案（工自0301）一、填空（20%）每空1分
1，电容式传感器可用于位移、速度、加速度和液位等非电物理量的检测。

2，测量位移的传感器有光栅、磁栅、电容式和同步感应器等很多种。

3，光电器件有光电管、光电阻、光电池及光敏二极管和光敏三极管五种。

4，干扰信号的耦合方式有静电耦合、电磁耦合、共阻抗耦合和漏电流耦合四种。

5，热电偶的测量电路形式主要有测点温电路、串联电路、并联电路等三种。

二、名词解释（20%）每个4分
1，外光电效应
在某些材料受到特定波长光线照射下，内部电子受到激发，逃兔逸出物体表面，形成电子流，这一现象称为外光电效应。

2，莫尔条纹
当光栅常数相等的主光栅和指示光栅的刻线面相对而叠合在一起，片间只留很小的间隙，交使两者栅线间保持很小的夹角，这时指示光栅上的一条透光逢隙就会同时与n条主光栅上的透光逢隙相交，于是在近于与主光栅栅线垂直的方向上就会出现明暗交替的条纹，这种由亮带和暗带形成的条纹就叫莫尔条纹。

3，热电效应
两种不同材质的导体组成一个闭合的回路，当两个接点牌不同温度场时就会产生一定的电势，这种现象叫热电效应。

4，引用相对误差
引用相对误差是最大绝对误差 与仪表量程比值的百分数。

5，光电流
光敏电阻的亮电流与暗电流之差。

三、判断题(10%)每个2分
1，虽然直接测量简单且快速，但在高精度检测中还是不常使用。

( 对)
2，传感器的稳定性是指其输入量不变时输出量随时间的变化情况。

( 对)
3，有一个电阻式传感器，它在量程为±50mV范围内的最大绝对误差是0.2mV，则其非线性误差应该是2%。

( 错)
4，几个热电偶并联可提高测温灵敏度。

( 错)
5，热电势的大小主要取决于热电偶回路的接触电势。

( 对)
四、问答题（30%）每题10分
1，信号处理要达到的目有哪些？（10%）
信号处理的目的有两个：一是为了满足终端设备的要求，（4分）二是从系统的角度出发，来弥补传感器的不足，从而提高检测系统的性能，使之更好地满足使用要求（6分）。

2，测量电桥的工作方式有哪几种？各有什么特点？（10%）测量电桥的工作方式有单臂、双臂和全桥三种，（1分）单臂电桥结构最简单，只需使用一个应变电阻，成本最低最经济，但检测精度较差；（4分）双臂电桥使用两个应变电阻，结构较复杂，能达到一定的精度；（3分）全桥最复杂，成本较高，但能达到很高的测量精度。

（2分）
3，说明光敏电阻的基本原理、常用类型及其特点。

（10%）
光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。

它在光线的作用下其阻值往往变小，这种现象称为光导效应，因此，光敏电阻又称光导管。

（2分）
光敏电阻的原理结构如图所示。

在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。

光照愈强，阻值愈低。

入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。

（6分）
常用类型主要有金属硫化物、硒化物和碲化物等半导体。

特点是暗阻极大，亮阻较小，两者相差十几倍到几十倍，具有良好的光电特性和伏安特性。

（2分）
五、计算题（20%）每题10分
1，有一个温度传感器，其微分方程为：x y dy
dx
5.1055
.3=+，其中y ----输出电压(mV)，x ----输入温度(℃)，求该传感器的时间常数和静态灵敏度K 。

（10%）
解：时间常数：
7.055.301===
a a τ；（4分） 静态灵敏度：1.25
5
.1000===a b k （4分）
答：该传感器的时间常数为0.7，静态灵敏度为2.1。

（2分）
2.如图所示为一直流电桥，供电电源电动势E=3V ，R 3=R 4=100Ω，R 1和R 2
为同型号的电阻应变片，其电阻均为50Ω，灵敏度系数K=2.0。

两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的正反两面。

设等强度梁在受力后产生的应变为5000με，试求此时电桥输出端电压U 0。

(10%)
2
解：电桥输出端电压U 0 ：
分）
（ 分）
（5)(1510500030.25.032
1
60mV kU u =⨯⨯⨯⨯==
-ε
答：此时电桥输出端的输出电压为15（mV ）。

（2分）。