《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：（20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分）

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、光电传感器的理论基础是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效

应分为三类。第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元

件有光电管、光电倍增管；第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的内

光电效应,这类元件有光敏电阻；第三类是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势的光生伏特效应，这类元件有光电池、光电仪表。

4.热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的，其

表达式为Eab（T，To）=k（T T°）ln山；。（A B M T。在热电偶温度补偿中补偿

e N B

导线法（即冷端延长线法）是在连接导线和热电偶之间，接入延长线，它的作用是

将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方，以减小冷端温度变化的影响。

L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。（2分）

6.变气隙式自感传感器，当街铁移动靠近铁芯时，铁芯上的线圈电感量（①增加②

减小③不变）（2分）

7.仪表的精度等级是用仪表的（①相对误差② 绝对误差③ 引用误差）来表示

的（2分）

8.电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（①变面积型② 变极距

型③变介电常数型）外是线性的。（2分）

1、变面积式自感传感器，当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时，铁心上线圈的电感量（①增大，②减小，③不变）。

2、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中，（①变面积型，②变极距型，③变介电常数型）是线性的关系。

3、在变压器式传感器中，原方和副方互感M的大小与原方线圈的匝数成（①正比，②反比，③不成比例），与副方线圈的匝数成（①正比，②反比，③不成比例），与回路中磁阻成（①正比，②反比，

③不成比例）。

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。

2、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。

3、在变压器式传感器中，原方和副方互感 M 的大小与 绕组匝数 成正比,与 穿 过线圈的磁通_

成正比，与磁回路中 屋阻成反比，而单个空气隙磁阻的大小可用公 式 表示。

1. 热电偶所产生的热电势是由两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的,

其表达式为E ab （ T,T o ） =k （T T °）l T 0（ A B M T 。在热电偶温度补偿中，补

e N B

偿导线法（即冷端延长线法）是在连接导线

和热电偶之间，接入延长线它的作用 是将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方，以减小冷端温度 变化的影响。（7分）

3.电位器或电阻传感器按特性不同，可分为线性电位器和非线性电位器。线性 — 电位器的理想空载

特性曲线具有严格的线性关系。假定电位器全长为

Xmax 其总电

阻为Rmax 它的滑臂间的阻值可以用 Rx=^^ R max 来计算。假定加在电位器 A 、 X max

B 之间的电压为 Vmax 则输出电压为 Vx 二 — Vmax 。其电阻灵敏度 R=2 （b h ）。

X max ________ At

电压灵敏度F U =I U 。（ 7分） At

5.

磁电式传感器是利用导 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—（6分）

简答题

二、用镍铬-镍硅热电偶测量某低温箱温度，把热电偶直接与电位差计相连接。在某时刻，从电位差计测得热电势为，此时电位差计所处的环境温度为15C，试求该时

刻温箱的温度是多少度？（20分）

镍铬-镍硅热电偶分度表

2简述热电偶的工作原理。（6 分）

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。

3以石英晶体为例简述压电效应产生的原理。（6分）

答：石英晶体在沿一定的方向受到外力的作用变形时，由于内部电极化现象同时在两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，恢复到不带电的状态；而当作用力方向改变时，电荷的极性随着改变。晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这种现象称为正压电效应。反之，如对石英晶体施加一定变电场，晶体本身将产生机械变形，外电场撤离，变形也随之消失，称为逆压电效应。

石英晶体整个晶体是中性的，受外力作用而变形时，没有体积变形压电效应，但它具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。

4简述电阻应变片式传感器的工作原理（6分）

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,