传感器原理与应用习题_第7章热电式传感器
《传感与检测技术》习题及解答
第1章 传感与检测技术基础第2章 电阻式传感器 第3章 电感式传感器1、电感式传感器有哪些种类？它们的工作原理分别是什么？2、说明3、变气隙长度自感式传感器的输出特性与哪些因素有关？怎样改善其非线性？怎样提高其灵敏度？答：根据变气隙自感式传感器的计算式：00022l S W L μ=，线圈自感的大小，即线圈自感的输出与线圈的匝数、等效截面积S 0和空气中的磁导率有关，还与磁路上空气隙的长度l 0有关；传感器的非线性误差：%100])([200⨯+∆+∆= l ll l r 。
由此可见，要改善非线性，必须使l l∆要小，一般控制在0.1~0.2。
（因要求传感器的灵敏度不能太小，即初始间隙l 0应尽量小，故l ∆不能过大。
）传感器的灵敏度：20022l S W dl dL l L K l ⨯-=≈∆∆≈μ，由此式可以看出，为提高灵敏度可增加线圈匝数W ，增大等效截面积S 0，但这样都会增加传感器的尺寸；同时也可以减小初始间隙l 0，效果最明显。
4、试推导 5、气隙型 6、简述 7、试分析 8、试推导 9、试分析 10、如何通过11、互感式12、零点残余电压产生的原因是什么？怎样减小和消除它的影响？答：在差动式自感传感器和差动变压器中，衔铁位于零点位置时，理论上电桥输出或差动变压器的两个次级线圈反向串接后电压输出为零。
但实际输出并不为零，这个电压就是零点残余电压。
残差产生原因：①由于差动式自感传感器的两个线圈结构上不对称，如几何尺寸不对称、电气参数不对称。
②存在寄生参数；③供电电源中有高次谐波，而电桥只能对基波较好地预平衡。
④供电电源很好，但磁路本身存在非线性。
⑤工频干扰。
差动变压器的零点残余电压可用以下几种方法减少或消除：①设计时，尽量使上、下磁路对称；并提高线圈的品质因素Q=ωL/R；②制造时，上、下磁性材料性能一致，线圈松紧、每层匝数一致等③采用试探法。
在桥臂上串/并电位器，或并联电容等进行调整，调试使零残最小后，再接入阻止相同的固定电阻和电容。
传感器应用技术试题及答案
传感器应用技术试题及答案1. 下列哪个是APD的优点：（） [单选题] *线型好灵敏度高(正确答案)工作环境不限工作电压低2. 下面哪个不是光敏电阻的优点（） [单选题] *体积小.重量轻机械强度高耗散功率小(正确答案)3. 采用硅材料的雪崩式光电二极管的响应波长范围（） [单选题] * .0.4-0.5μm0.4-1.0μm(正确答案)0.5-1.0μm0.5-1.5μm4. 下列哪一项不是金属式应变计的主要缺点（） [单选题] *非线性明显输出信号微弱抗干扰能力差响应时间慢(正确答案)5. 以下那个质量是直接影响传感器的性能和精度（） [单选题] *应变计。
弹性敏感元件(正确答案)敏感栅电路电阻6. 下面哪项不是SAW传感器的优点：（） [单选题] *分辨率低(正确答案)灵敏度高制造简单可靠7. 下面哪个不是反射式光纤位移传感器的特点（） [单选题] *结构简单设计灵活性能稳定精度高(正确答案)8. 下面哪个不是压电加速度传感器（） [单选题] *压缩式压电加速度传感器压电谐振式传感器(正确答案)剪切式雅典加速度传感器弯曲式压电加速度传感器9. 下列哪一项金属是最良好的检测汞的涂层材料（） [单选题] * "金 "银铜铁(正确答案)10. 对于我们日常生活中，所谓湿度的定义说法正确的是（） [单选题] *气体的相对湿度与同一温度下达到饱和状态的相对温度Ps的百分比气体的绝对湿度与同一温度下达到饱和状态的相对温度Ps的百分比气体的相对湿度与同一温度下达到饱和状态的绝对温度Ps的百分比气体的绝对湿度与同一温度下达到饱和状态的绝对温度Ps的百分比(正确答案) 11. 下面哪个属于强度型光纤传感器（） [单选题] *迈克尔逊干涉仪马赫—泽德干涉仪光纤测压传感器(正确答案)法布里干涉仪12. 下列哪一项属于相位型传感器的缺点（） [单选题] *灵敏度低准确度低结构较复杂，检测也需要复杂的手段(正确答案)响应时间慢13. 目前光纤传感器通常采用四种不同的干涉测量结构，以下哪一种不属于上述四种结构的是（） [单选题] *迈克尔逊马赫—泽德萨格奈克伽利略(正确答案)14. 应变式传感器的温度误差产生的主要原因：（） [单选题] *应变式温度传感器件的温度系数变化应变式温度传感器件的测量部分引起的应变式温度传感器件对温度应变不敏感引起的试件材料与应变丝材料的线膨胀系数不一, 使应变丝产生附加变形而造成的电阻变化(正确答案)15. 下面哪一个不是相位检测方法（） [单选题] *零差检测内差检测(正确答案):外差检测合成外差检测16. 数值孔径NA是光纤的一个重要参数，以下说法不正确的是（） [单选题] *数值孔径反映了光纤的集光能力光纤的数值孔径与其几何尺寸有关(正确答案)数值孔径越大，光纤与光源的耦合越容易数值孔径越大，光信号的畸变也越大17. 为了减小热电偶测温时的测量误差，需要进行的温度补偿方法不包括（） [单选题] *补偿导线法电桥补偿法冷端恒温法差动放大法(正确答案)18. 压电式加速度传感器是（）传感器。
传感器原理与应用复习题及答案
中南大学现代远程教育课程考试〔专科〕复习题及参考答案“传感器原理与应用“一、名词解释1．传感器：能感受规定的被测量并按照一定规律转化成可用输出信号的器件和装置。
2．传感器的线性度：是指传感器输出、输入的实际特性曲线和拟合直线之间的最大偏差与输出量程围之百分比3．传感器的灵敏度：是指传感器在稳定状态时，输出变化量与输入变化量的比值，用K来表示。
4．传感器的迟滞：说明传感器在正〔输入量增大〕反〔输入量减小〕行程中输出、输入曲线不重合的程度。
5．绝对误差：是示值与被测量真值之间的差值6．系统误差：是指误差的数值是一个常数或按一定的规律变化的值7．弹性滞后：在实际中，弹性元件在加、卸载的正、反行程中变形曲线一般是不重合的，这种现象称为弹性滞后。
8．弹性后效：当载荷从*一数值变化到另一数值时，弹性变形不是立即完成相应的变形，而是在一定的时间间隔逐渐完成变形的，这一现象称为弹性后效。
9．应变效应：导体或半导体材料在外力作用下产生机械变形〔拉伸或压缩〕时，其电阻值也随之发生相应的变化。
10．压电效应：．*些电介质在沿一定的方向上受到外力的作用而变形时，部会产生极化现象，同时在其外表上产生电荷，当外力去掉后又重新回到不带电的状态，这种现象称为压电效应11．霍尔效应：金属或半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中，当有电流I通过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势U，这种物理现H象称为霍尔效应。
12．热电效应：将两种不同的导体A和B连成闭合回路，当两个接点处的温度不同时，回路中将产生热电势。
13．光电效应：光电效应是物体吸收到光子能量后产生相应电效应的一种物理现象。
14．莫尔条纹：把两块栅距一样的光栅刻线面相对重合在一起，中间留有很小的间隙，并使两者的栅线之间形成一个很小的夹角，然后将这对光栅放置在光路中，在两块光栅的栅线重合处，因有光从缝隙透过形成亮带，在两光栅栅线彼此错开处，由于光线被遮挡而形成暗带，这种比光栅栅距宽得多的由亮带和暗带形成的明、暗相间的条纹称为莫尔条纹将两种不同的导体A和B连成闭合回路，当两个接点处的温度不同时，回路中将产生热电势。
传感器技术练习题及答案
读书破万巻_下笔如有神1•传感器有哪些组成部分？在检测过程中各起什么作用？1•答：传感器通常由敏感元件、传感元件及测量转换电路三部分组成。
各部分在检测过程中所起作用是：敏感元件是在传感器中直接感受被测量，并输出与被测量成一定联系的另一物理量的元件，如电阻式传感器中的弹性敏感元件可将力转换为位移。
传感元件是能将敏感元件的输出量转换为适于传输和测量的电参量的元件，如应变片可将应变转换为电阻量。
测量转换电路可将传感元件输出的电参量转换成易于处理的电量信号。
2•传感器有哪些分类方法？各有哪些传感器？2•答：按工作原理分有参量传感器、发电传感器、数字传感器和特殊传感器；按被测量性质分有机械量传感器、热工量传感器、成分量传感器、状态量传感器、探伤传感器等；按输出量形类分有模拟式、数字式和开关式；按传感器的结构分有直接式传感器、差分式传感器和补偿式传感器。
3.弹性敏感元件在传感器中起什么作用？3•答：弹性敏感元件在传感器技术中占有很重要的地位，是检测系统的基本元件，它能直接感受被测物理量（如力、位移、速度、压力等）的变化，进而将其转化为本身的应变或位移，然后再由各种不同形式的传感元件将这些量变换成电量。
4.弹性敏感元件有哪几种基本形式？各有什么用途和特点？4.答：弹性敏感元件形式上基本分成两大类，即将力变换成应变或位移的变换力的弹性敏感元件和将压力变换成应变或位移的变换压力的弹性敏感元件。
变换力的弹性敏感元件通常有等截面轴、环状弹性敏感元件、悬臂梁和扭转轴等。
实心等截面轴在力的作用下其位移很小，因此常用它的应变作为输出量。
它的主要优点是结构简单、加工方便、测量范围宽、可承受极大的载荷、缺点是灵敏度低。
空心圆柱体的灵敏度相对实心轴要高许多，在同样的截面积下，轴的直径可加大数倍，这样可提高轴的抗弯能力，但其过载能力相对弱，载荷较大时会产生较明显的桶形形变，使输出应变复杂而影响精度。
环状敏感元件一般为等截面圆环结构，圆环受力后容易变形，所以它的灵敏度较高，多用于测量较小的力，缺点是圆环加工困难，环的各个部位的应变及应力都不相等。
《传感器原理与应用》综合练习答案(期末考试)
《传感器原理与应用》综合练习一、填空题1．热电偶中热电势的大小仅与金属的性质、接触点温度有关，而与热电极尺寸、形状及温度分布无关。
2．按热电偶本身结构划分，有普通热电偶、铠装热电偶、微型热电偶。
3．热电偶冷端电桥补偿电路中，当冷端温度变化时，由不平衡电桥提供一个电位差随冷端温度变化的附加电势，使热电偶回路的输出不随冷端温度的变化而改变，达到自动补偿的目的。
4．硒光电池的光谱峰值与人类相近，它的入射光波长与人类正常视觉的也相近，因而应用较广。
5．硅光电池的光电特性中，光照度与其短路电流呈线性关系。
6．压电式传感器的工作原理是基于某些介质材料的压电效应。
7．压电陶瓷是人工制造的多晶体，是由无数细微的电畴组成。
电畴具有自己极化方向。
经过极化过的压电陶瓷才具有压电效应。
8．压电陶瓷的压电常数比石英晶体大得多。
但石英晶体具有很多优点，尤其是其它压电材料无法比的。
9．压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，但不能测量频率小的被测量。
特别不能测量静态量。
10．霍尔效应是导体中的载流子在磁场中受洛伦茨力作用发生位移的结果。
11．霍尔元件是N型半导体制成扁平长方体，扁平边缘的两对侧面各引出一对电极。
一对叫激励电极用于引入激励电流；另一对叫霍尔电极，用于引出霍尔电势。
12．减小霍尔元件温度误差的措施有：（1）利用输入回路的串联电阻减小由输入电阻随温度变化；引起的误差。
（2）激励电极采用恒流源，减小由于灵敏度随温度变化引起的误差。
13．霍尔式传感器基本上包括两部分：一部分是弹性元件，将感受的非电量转换成磁物理量的变化；另一部分是霍尔元件和测量电路。
14．磁电式传感器是利用霍尔效应原理将磁参量转换成感应电动势信号输出。
15．变磁通磁电式传感器，通常将齿轮的齿（槽）作为磁路的一部分。
当齿轮转动时，引起磁路中，线圈感应电动势输出。
16．热敏电阻正是利用半导体的数目随着温度变化而变化的特性制成的热敏感元件。
17．热敏电阻与金属热电阻的差别在于，它是利用半导体的电阻随温度变化阻值变化的特点制成的一种热敏元件。
传感器原理与应用作业参考答案
《传感器原理与应用》作业参考答案作业一1.传感器有哪些组成部分？在检测过程中各起什么作用？答：传感器通常由敏感元件、传感元件及测量转换电路三部分组成。
各部分在检测过程中所起作用是：敏感元件是在传感器中直接感受被测量，并输出与被测量成一定联系的另一物理量的元件，如电阻式传感器中的弹性敏感元件可将力转换为位移。
传感元件是能将敏感元件的输出量转换为适于传输和测量的电参量的元件，如应变片可将应变转换为电阻量。
测量转换电路可将传感元件输出的电参量转换成易于处理的电量信号。
2.传感器有哪些分类方法？各有哪些传感器？答：按工作原理分有参量传感器、发电传感器、数字传感器和特殊传感器；按被测量性质分有机械量传感器、热工量传感器、成分量传感器、状态量传感器、探伤传感器等；按输出量形类分有模拟式、数字式和开关式；按传感器的结构分有直接式传感器、差分式传感器和补偿式传感器。
3.测量误差是如何分类的？答：按表示方法分有绝对误差和相对误差；按误差出现的规律分有系统误差、随机误差和粗大误差按误差来源分有工具误差和方法误差按被测量随时间变化的速度分有静态误差和动态误差按使用条件分有基本误差和附加误差按误差与被测量的关系分有定值误差和积累误差。
4.弹性敏感元件在传感器中起什么作用？答：弹性敏感元件在传感器技术中占有很重要的地位，是检测系统的基本元件，它能直接感受被测物理量〔如力、位移、速度、压力等〕的变化，进而将其转化为本身的应变或位移，然后再由各种不同形式的传感元件将这些量变换成电量。
5.弹性敏感元件有哪几种基本形式？各有什么用途和特点？答：弹性敏感元件形式上基本分成两大类，即将力变换成应变或位移的变换力的弹性敏感元件和将压力变换成应变或位移的变换压力的弹性敏感元件。
变换力的弹性敏感元件通常有等截面轴、环状弹性敏感元件、悬臂梁和扭转轴等。
实心等截面轴在力的作用下其位移很小，因此常用它的应变作为输出量。
它的主要优点是结构简单、加工方便、测量范围宽、可承受极大的载荷、缺点是灵敏度低。
《传感器与检测技术(第2版)》课后习题8 热电式传感器(113)
第8章热电式传感器一、单项选择题1、热电偶的基本组成部分是（）。
A. 热电极B. 保护管C. 绝缘管D. 接线盒2、在实际应用中，用作热电极的材料一般应具备的条件不包括（）。
A. 物理化学性能稳定B. 温度测量范围广C. 电阻温度系数要大D. 材料的机械强度要高3、为了减小热电偶测温时的测量误差，需要进行的温度补偿方法不包括（）。
A. 补偿导线法B. 电桥补偿法C. 冷端恒温法D. 差动放大法4、用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是（）。
A．接线方便B. 减小引线电阻变化产生的测量误差C. 减小桥路中其它电阻对热电阻的影响D. 减小桥路中电源对热电阻的影响5、目前，我国生产的铂热电阻，其初始电阻值有（）。
A．30Ω B．50ΩC．100Ω D．40Ω6、我国生产的铜热电阻，其初始电阻R0为（）。
A．50ΩB．100ΩC．10ΩD．40Ω7、目前我国使用的铂热电阻的测量范围是（）A．－200～850℃ B．－50～850℃C．－200～150℃ D．－200～650℃8、我国目前使用的铜热电阻，其测量范围是（）。
A．－200～150℃ B．0～150℃C．－50～150℃ D．－50～650℃9、热电偶测量温度时（）A. 需加正向电压B. 需加反向电压C. 加正向、反向电压都可以D. 不需加电压10、热敏电阻测温的原理是根据它们的( )。
A．伏安特性 B．热电特性C．标称电阻值 D．测量功率11、热电偶中热电势包括（）A．感应电势 B．补偿电势C．接触电势 D．切割电势12、用热电阻传感器测温时，经常使用的配用测量电路是（）。
A．交流电桥 B．差动电桥C．直流电桥 D. 以上几种均可13、一个热电偶产生的热电势为E0，当打开其冷端串接与两热电极材料不同的第三根金属导体时，若保证已打开的冷端两点的温度与未打开时相同，则回路中热电势（）。
A．增加 B．减小C．增加或减小不能确定 D．不变14、热电偶中产生热电势的条件有（）。
(完整版)传感器原理试题及答案
一、是非题１．动向特点好的传感器应拥有很短的瞬态响应时间和很窄的频率响应特点。
（× ）２．幅频特点是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。
（√ ）３．一阶系统的时间常数越小越好。
（√ ）４．二阶系统固有频率ωn 越小越好。
（×）５．二阶系数的固有频率ωn 越大，可测量的信号频率范围就越宽。
（√ ）６．信号经过一阶系统后的幅值减小，相位滞后。
（√）７．传感器的相频特点φ(j ω)表示了信号各频率重量的初相位和频率间的函数关系。
（× ）８．能完成参量感觉和变换的装置称之为传感器。
（√）９．传感器的矫捷度与量程呈反比。
（√）１０．为提高测试精度，传感器的矫捷度越高越好。
（× ）１１．传感器的线性范围越宽，表示其工作量程越大。
（√）１２．测量小应变时，应采用矫捷度高的金属丝应变片，测量大应变时，应采用矫捷度低的半导体应变片。
（× ）１３．依照压电效应，在压电资料的任何一个表面施加力，均会在相应的表面产生电荷。
（×）１４．压电式加速度传感器由于产生的是静电荷，且自己内阻很大，故不能够用一般电表测量。
（√）１５．用差动变压器式电感传感器作位移测量时，依照其输出就能鉴识被测位移的方向的正负极性。
（√ ）１６．变缝隙式电容或电感传感器，只要满足△ d<<d 0的条件，则矫捷度均可视为常数。
（√）１７．由同一资料组成的热电偶，即使两端点温度不等，也不会形成热电势。
（√）１８．用热电偶测温时，冷端温度的改变对测量结果是有影响的。
（√）１９．直流电桥的平衡条件是R1R3 ＝ R2R4。
其电桥矫捷度是供桥电源的函数。
（√ ）２０．交流电桥达到平衡时条件必定满足z1 z2 z3 z4， 1 2 34。
（×）２１．交流电桥可测静态应变，也可测动向应变。
（√）２２．调频波是频率不变，幅值也不变的已调波。
（× ）２３．电压放大器的连接电缆长度发生变化时，仪器的矫捷度不发生变化。
传感器题库及答案
传感器题库及答案压电式传感器一、选择填空题：1、压电式加速度传感器是传感器。
A、结构型B、适于测量直流信号C、适于测量缓变信号D、适于测量动态信号2、沿石英晶体的光轴z的方向施加作用力时，。
A、晶体不产生压电效应B、在晶体的电轴x方向产生电荷C、在晶体的机械轴y 方向产生电荷D、在晶体的光轴z方向产生电荷3、在电介质极化方向施加电场，电介质产生变形的现象称为。
A、正压电效应B、逆压电效应C、横向压电效应D、纵向压电效应4、天然石英晶体与压电陶瓷比，石英晶体压电常数，压电陶瓷的稳定性。
A、高，差B、高，好C、低，差D、低，好5、沿石英晶体的电轴x的方向施加作用力产生电荷的压电效应称为。
A、正压电效应B、逆压电效应C、横向压电效应D、纵向压电效应 6、压电式传感器可等效为一个电荷源和一个电容并联，也可等效为一个与电容相串联的电压源。
7、压电式传感器的输出须先经过前置放大器处理，此放大电路有电压放大器和电荷放大器两种形式。
二、简答题1、什么是压电效应？纵向压电效应与横向压电效应有什么区别？答：某些电介质，当沿着一定方向对其施加外力而使它变形时，内部就产生极化现象，相应地会在它的两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，又重新恢复到不带电状态，这种现象称压电效应。
通常把沿电轴X－X方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向压电效应”；而把沿机械轴Y－Y方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“横向压电效应”；所以纵向压电效应与横向压电效应的主要区别在于施力方向不同，电荷产生方向也不同。
2、压电式传感器为何不能测量静态信号？答：因为压电传感元件是力敏感元件，压电式传感器是利用所测的物体的运动产生的相应的电信号，而静态的不能产生相应的电信号。
所以压电式传感器不能测量静态信号。
13、压电式传感器连接前置放大器的作用是什么？答：前置放大器的作用：一方面把传感器的高输出阻抗变换为低输出阻抗，另一方面是放大传感器输出的微弱信号。
(完整版)传感器试题(答案)
(完整版)传感器试题(答案)1、现代信息技术的三大支柱包括传感器技术、通信技术和计算机技术。
2、国家标准(GB7665-87)对传感器的定义为：一种能够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。
3、传感器由敏感元件、传感元件、测量转换电路和辅助电源三部分组成。
4、现代科学技术使人类社会进入了信息时代，为了获取来自自然界的物质信息，需要通过传感器进行采集。
5、误差是测量结果与被测量的约定真值之间的差别。
6、对测量结果评价的三个概念包括精密度、准确度和精确度。
7、传感器的特性是对传感器的输出量与输入量之间对应关系的描述。
8、电阻应变式传感器的工作原理是将电阻应变片粘贴到各种弹性敏感元件上，使物理量的变化转换成应变片的应力、应变变化，从而变成电阻值变化。
9、热电阻温度计是利用金属导体或半导体材料的电阻率随温度而变化的特性进行温度测量的传感器。
10、电感式传感器是利用电磁感应原理，将被测非电量的变化转换成线圈的电感变化的一种传感器。
11、压电传感器是一种典型的自发电式传感器，它以某些电介质的压电效应为基础，在外力作用下，在电介质的表面产生电荷，从而实现非电量的电测转换。
12、热电偶产生的热电势一般由接触电势和温差电势组成。
13、光电式传感器是利用光敏元件将光信号转换为电流信号的装置。
14、霍尔传感器是利用霍尔效应原理制成的传感器，主要用来测量磁场的大小。
15、电容式传感器有变面积式、变间隙式和变介质式三种类型。
二、选择题：1、传感器的精确度是指传感器的输出指示值与被测量约定真值的一致程度。
（A）2、热电阻温度计基于金属或半导体材料的电阻率随温度而变化的特性来反映被测温度高低。
（D）3、炼油厂的气化炉耐压压力为6.5MPa，炉表面温度在400-450℃之间，应选用温度传感器进行测量。
（B）1. 目前常用的温度传感器包括双金属片、铂电阻、铜电阻和热电偶。
2. 工业用的热电偶常用的类型有K、J、T、E、N等，每种类型的热电偶都有其适用的温度范围和精度等特点。
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传感器原理与应用》及《传感器与测量技术》习题集与部分参考答案教材：传感器技术(第3 版)贾伯年主编，及其他参考书第7 章热电式传感器7-1 热电式传感器有哪几类？它们各有什么特点？答：热电式传感器是一种将温度变化转换为电量变化的装置。
它可分为两大类：热电阻传感器和热电偶传感器。
热电阻传感器的特点： (1) 高温度系数、高电阻率。
(2) 化学、物理性能稳定。
(3) 良好的输出特性。
(4). 良好的工艺性，以便于批量生产、降低成本。
热电偶传感器的特点： ( 1 )结构简单( 2 )制造方便( 3 )测温范围宽( 4)热惯性小( 5 )准确度高( 6) 输出信号便于远传7-2 常用的热电阻有哪几种？适用范围如何？答：铂、铜为应用最广的热电阻材料。
铂容易提纯，在高温和氧化性介质中化学、物理性能稳定，制成的铂电阻输出—输入特性接近线性，测量精度高。
铜在-50〜150 C范围内铜电阻化学、物理性能稳定，输出-输入特性接近线性，价格低廉。
当温度高于100 C时易被氧化，因此适用于温度较低和没有侵蚀性的介质中工作。
7-3 热敏电阻与热电阻相比较有什么优缺点？用热敏电阻进行线性温度测量时必须注意什么问题？7-4 利用热电偶测温必须具备哪两个条件？答：(1 )用两种不同材料作热电极( 2 )热电偶两端的温度不能相同7-5 什么是中间导体定律和连接导体定律？它们在利用热电偶测温时有什么实际意义？答：中间导体定律：导体A、B 组成的热电偶，当引入第三导体时，只要保持第三导体两端温度相同，则第三导体对回路总热电势无影响。
利用这个定律可以将第三导体换成毫伏表，只要保证两个接点温度一致，就可以完成热电势的测量而不影响热电偶的输出。
连接导体定律：回路的总电势等于热电偶电势E AB (T,T0) 与连接导线电势E A 'B '(Tn,T0) 的代数和。
连接导体定律是工业上运用补偿导线进行温度测量的理论基础。
7-6 什么是中间温度定律和参考电极定律？它们各有什么实际意义？答：E AB(T,T n,T0)=E AB(T,T n)+E AB (Tn,T0)这是中间温度定律表达式，即回路的总热电势等于E AB(T,Tn) 与E AB(Tn,T0) 的代数和。
Tn 为中间温度。
中间温度定律为制定分度表奠定了理论基础。
7-7镍络-镍硅热电偶测得介质温度800 C,若参考端温度为25 C,问介质的实际温度为多少？答：t= 介质温度+k* 参考温度( 800+1*25=825 )7-8 热电式传感器除了用来测量温度外，是否还能用来测量其他量？举例说明之。
7-9 实验室备有铂铑-铂热电偶、铂电阻器和半导体热敏电阻器，今欲测量某设备外壳的温度。
已知其温度约为300~400 C,要求精度达土2 C,问应选用哪一种？为什么？*7-10 在炼钢厂中，有时直接将廉价热电极(易耗 品，例如镍铬、镍硅热偶丝，时间稍长即熔化)插 入钢水中测量钢水温度，如图7-10所示。
试说明测量钢水温度的基本原理？为什么不必将工作端焊 在一起？要满足哪些条件才不影响测量精度？采用上述方法是利用了热电偶的什么定律？如果被测 物不是钢水，而是熔化的塑料行吗？为什么？ 答：测量钢水温度的基本原理是利用了热电效应； 因为钢水是导体，又处在同一个温度下，把钢水看 作是第三导体接入，禾U 用了热电偶的导体接入定律； 如果被测物不是钢水，而是熔化的塑料不行，因为， 塑料不导电，不能形成热电势。
*7-11 用镍铬-镍硅(K )热电偶测温度，已知冷端温度 t o为40 C,用高精度毫伏表测得这时的热电势为29.186mV，求被测点温度？答：查K 分度表，热电偶在 40 C 时相对于0 C 的热电势为：1.6118mV; 由公式：U (t,0) =U (t,40) U (40,0) =29.186+1.6118mV=30.798mV; 查K 分度表得被测点温度值为： 740 C 。
*7-12 使用k 型热电偶，基准接点为0 C 、测量接点为30 C 和900 C 时，温差电动势分别为 1.203mV 和37.326mV 。
当基准接点为 30 C,测温接点为900 C 时的温差电动势为多少？ 答：由公式 U (900,0) =U (900,30)(30,0)，得：U (900,30) =U (900,0)—U(30,0)=当基准接点为 30 C,测温接点为 900 C 时的温差电动势为：37.326-1.203=36.123mV。
7-13热电偶冷端温度对热电偶的热电势有什么影响？为消除冷端温度影响可采用哪些措施？半导体热敏 电阻的主要优缺点是什么？在电路中是怎样克服的？7-14 PN 结为什么可以用来作为温敏元件？ 7-15集成温度传感器的测温原理，有何特点？7-16 如果需要测量1000 C 和20 C 温度时，分别宜采用哪种类型的温度传感器？ 7-17 采用一只温度传感器能否实现绝对温度、摄氏温度、华氏温度的测量？怎样做？7-18热电阻传感器主要分为几种类型？它们应用在什么不同场合？ 答：热电阻传感器分为以下几种类型：① 铂电阻传感器：特点是精度高、稳定性好、性能可靠。
主要作为标准电阻温度计使用，也常被用在工业 测量中。
此外，还被广泛地应用于温度的基准、标准的传递，是目前测温复现性最好的一种。
② 铜电阻传感器：价钱较铂金属便宜。
在测温范围比较小的情况下，有很好的稳定性。
温度系数比较大， 电阻值与温度之间接近线性关系。
材料容易提纯，价格便宜。
不足之处是测量精度较铂电阻稍低、电阻率 小。
1 —钢水包; —钢熔融体;2 —钢熔融体；3—热电极A 、B4、7 —补偿导图7— 10用浸入式热电偶测量熔融金属示意图③铁电阻和镍电阻：铁和镍两种金属的电阻温度系数较高、电阻率较大，故可作成体积小、灵敏度高的电阻温度计，其缺点是容易氧化，化学稳定性差，不易提纯，复制性差，而且电阻值与温度的线性关系差。
目前应用不多。
7-19 什么叫热电动势、接触电动势和温差电动势？说明热电偶测温原理及其工作定律的应用。
分析热电偶测温的误差因素，并说明减小误差的方法。
答：①热电动势：两种不同材料的导体（或半导体）A、B串接成一个闭合回路，并使两个结点处于不同的温度下，那么回路中就会存在热电势。
有电流产生相应的热电势称为温差电势或塞贝克电势，通称热电势。
②接触电动势：接触电势是由两种不同导体的自由电子，其密度不同而在接触处形成的热电势。
它的大小取决于两导体的性质及接触点的温度，而与导体的形状和尺寸无关。
③温差电动势：是在同一根导体中，由于两端温度不同而产生的一种电势。
④热电偶测温原理：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。
⑤热电偶三定律：a 中间导体定律：热电偶测温时，若在回路中插入中间导体，只要中间导体两端的温度相同，则对热电偶回路总的热电势不产生影响。
在用热电偶测温时，连接导线及显示一起等均可看成中间导体。
b中间温度定律：任何两种均匀材料组成的热电偶，热端为T,冷端为T时的热电势等于该热电偶热端为T冷端为T n时的热电势与同一热电偶热端为T n，冷端为T0时热电势的代数和。
应用：对热电偶冷端不为0 度时，可用中间温度定律加以修正。
热电偶的长度不够时，可根据中间温度定律选用适当的补偿线路。
c参考电极定律：如果A、B两种导体（热电极）分别与第三种导体 C （参考电极）组成的热电偶在结点温度为（T，T o ）时分别为E AC（T，T0 ）和E BC（T，T o），那么受相同温度下，又A、B两热电极配对后的热电势为E AB（T，T o）= E Ac（T，T o）- E Bc（T，T o）实用价值：可大大简化热电偶的选配工作。
在实际工作中，只要获得有关热电极与标准铂电极配对的热电势，那么由这两种热电极配对组成热电偶的热电势便可由上式求得，而不需逐个进行测定。
⑥误差因素：参考端温度受周围环境的影响减小误差的措施有：a o o c 恒温法b 计算修正法（冷端温度修正法）c 仪表机械零点调整法d 热电偶补偿法e 电桥补偿法f 冷端延长线法。
7-2o 试述热电偶测温的基本原理和基本定理。
答：热电偶测温原理：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。
基本定理见第7题。
7-21试比较电阻温度计与热电偶温度计的异同点。
答：电阻温度计利用电阻随温度变化的特性来测量温度。
热电偶温度计是根据热电效应原理设计而成的。
前者将温度转换为电阻值的大小，后者将温度转换为电势大小。
相同点：都是测温传感器，精度及性能都与传感器材料特性有关。
7-22试解释负电阻温度系数热敏电阻的伏安特性并说明其用途。
答:伏安特性表征热敏电阻在恒温介质下流过的电流I 与其上电压降U 之间的关系。
当电流很小时不足以引起自身发热，阻值保持恒定，电压降与电流间符合欧姆定律。
当电流 I>Is 时，随着电流增加，功耗增大，产生自热，阻值随电流增加而减小，电压降增加速度逐渐减慢，因而出现非线性的正阻区ab 。
电流增大到Is 时，电压降达到最大值Um 。
此后，电流继续增大时，自热更为强烈，由于热敏电阻的电阻温度系数大，阻值随电流增加而减小的速度大于电压降增加的速度，于是就出现负阻区be 段。
研究伏安特性，有助于正确选择热敏电阻的工作状态。
对于测温、控温和温度补偿，应工作于伏安特性的线性区，这 样就可以忽略自热的影响，使电阻值仅取决于被测温度。
对于利用热敏电阻的耗散原理工作的场合，例如 测量风速、流量、真空等，则应工作于伏安特性的负阻区。
7-23有一串联的热敏电阻测温电路，如图所示。
试设计其最佳线性工作特性，并计算其线性度，最后， 用坐标纸每5 C 一点绘出电路图中 u=f(t)的曲线。
7-24 铂线电阻在20 C 时为10Q 。
求50 0C 时的电阻。
答: R=R 0 (1+a t )中，t=20 C, R=10Q , a =30*10 -4/C 。
因此，10= R 0 (1+30*10-4*20) , R= R 0 (1+30*10-4*50)得 R ~ 10.8 Q 。
17-25 下图1所示的铂测温电阻元件，当温度由 0 C 上升到100 C 时，电阻 变化率△ R/R 0为多少？下图2所示的热敏电阻(R 0=28k Q )，其△ R/R 0为多 少？答：由图1可读取t=100 C 时的R/R 0沁1.4。