傳感器試題與答案

1、傳感器與檢測技術(shù)試題1班級 姓名 學(xué)號 成績一、填空：（20分）1. 測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標主要有o （2 分）2. 霍爾元件靈敏度的物理意義是。（2 分）3. 光電傳感器的理論基礎(chǔ)是光電效應(yīng)。通常把光線照射到物體表 面后產(chǎn)生的光電效應(yīng)分為三類。第一類是利用在光線作用下效應(yīng)，這類元件有:第二類是利用在 光線作用下 效應(yīng)，這類元件有;第三類是利用 在光線作用下 效應(yīng)，這類元件有 o4. 熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢是 電動勢和 電動勢組成的，其表達式為Eab （T, TO） =o在熱電偶溫度補償 中補償導(dǎo)線法（即冷端延長線法）是在 和 之間,接入，它的作用。5. 壓磁式傳感器的工作原理是：某些鐵磁物質(zhì)

2、在外界機械力作用下，其內(nèi)部產(chǎn)生機械壓力，從而引起，這種現(xiàn)象稱 為o相反，某些鐵磁物質(zhì)在外界磁場的作用下會產(chǎn)生，這種現(xiàn)象稱為。（2分）6. 變氣隙式自感法感器，當街鐵移動靠近鐵心時，鐵心上的線圈電 感量（增加減小不變）（2分）7. 儀表的精度等級是用儀表的（相對誤差絕對誤差引用 誤差）來表示的。（2分）8. 電容傳感器的輸入被測量與輸出被測量間的關(guān)系，除（變面積 型 變極距型 變介電常數(shù)型）外是線性的。（2分）9. 電位器傳器的（線性），假定電位器全長為Xnax、其總電阻為 Rmax,它的滑臂間的阻值可以用Rx =（Afnax/x TSnax,x/Ainax TBnax,max/ATSnax脫I

3、fnaxMiax）來計算，其中阻靈敏度Rr=（ 2p（MA） /At, 2pAt bh, 2A36） J pt, 24 ?（&/?） ）。（ 4 分） 二、用鐐銘一鐐硅熱電偶測量某低溫箱溫度，把熱電偶直接與電位差 計相連接。在某時刻，從電位差計測得熱電動勢為一 1.19111V,此時電 位差計所處的環(huán)境溫度為15°C,試求該時刻溫箱的溫度是多少攝氏 度？（20分）鐐銘-媒硅熱電偶分度表測量端溫度°C執(zhí)電動勢(mV)0123456789-20-0.77-0.81-0.84-0.88-0.92-0.96-0.99-1.03-1.07-1.10-10-0.39-0.43-

4、0.47-0.51-0.55-0.59-0.62-0.66-0.70-0.74-0-0.00-0.04-0.08-0.12-0.16-0.20-0.23-0.27-0.31-0.35+00.000.040.080.120.160.200.240.280.320.36+100.400.440.480.520.560.600.640.680.720.76+200.800.840.880.920.961.001.041.081.121.16三、什么是系統(tǒng)誤差？產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因是什么？如何發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差？減少系統(tǒng)誤差有哪幾種方法？（20分）四、下面是熱電阻測量電路，試說明電路工作原理并計算（5分）8-

5、21. 已知Rt是PtlOO 電阻，且其測量溫度為T=50°C,試計算出賢的值和屈的值（10分）2. 電路中已知R】、玦、R3和E,試計算電橋的輸出電壓Uabo（5分）其中（Ri=10kQ, R2=5kQ , R3=10kQ , E=5V）五、清設(shè)計一溫度傳感器，寫出它的等效電路和測量電路，分析其工 作原理，計算公式，并說明如何提高傳感器的靈敏度和抗干擾性能。（20 分）傳感器與檢測技術(shù)試題1答案班級 姓名 學(xué)號 成績一、填空：（20分）1. 測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標主要有線性度、遲滯、重復(fù)性、分辨 力、穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、各種抗干擾穩(wěn)定性等。（2分）2. 霍爾元件靈敏度的物理意義是表

6、示在單位磁感應(yīng)強度相單位控 制電流時的崔爾電勢的大小°（2分）3. 光電傳感器的理論基礎(chǔ)是光電效應(yīng)。通常把光線照射到物體表面 后產(chǎn)生的光電效應(yīng)分為三類。第一類是利用在光線作用下光電了逸出 物體表面的外光電效應(yīng),這類元件有光電管、光電倍增管;第二類是 利用在光線作用下使材料內(nèi)部電阻率改變的內(nèi)光電 效應(yīng)，這類元件有光敏電阻;第三類是利用在光線作用卜使物體內(nèi)部 產(chǎn)生定方向電動勢的光生伏特效應(yīng)，這類元件有光電池、光電儀表。4. 熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢是兩種導(dǎo)體的接觸電動勢和單一導(dǎo)體的 溫差電動勢組成的，其表達式為Eab （ T , To ） = （T-T0）ln + go«7A-&

7、lt;rB）dT。在熱電偶溫度補償中補償導(dǎo)線法（即冷eNb端延長線法）是在連接導(dǎo)線和熱電偶之間,接入延長線,它的作用是 將熱電偶的參考端移至離熱源較遠并且環(huán)境溫度較穩(wěn)定的地方，以減 小冷端溫度變化的影響。5. 壓磁式傳感器的工作原理是：某些鐵磁物質(zhì)在外界機械力作用下， 其內(nèi)部產(chǎn)牛機械壓力，從而引起極化現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。 相反，某些鐵磁物質(zhì)在外界磁場的作用下會產(chǎn)生機械變形，這種現(xiàn)象 稱為負壓電效應(yīng)。（2分）6. 變氣隙式自感傳感器，當街鐵移動靠近鐵心時，鐵心上的線圈電 感量（增加減小不變）（2分）7. 儀表的精度等級是用儀表的（相對誤差絕對誤差引用 誤差）來表示的。（2分）8. 電容

8、傳感器的輸入被測量與輸出被測量間的關(guān)系，除（ 變面積 型 變極距型 變介電常數(shù)型）外是線性的。（2分）9. 電位器傳器的（線性），假定電位器全長為Xnax、其總電阻為 Rmax,它的滑臂間的阻值可以用Rx =（Afnax/x TSnax, x/Amax 78nax,Jinax/.I78nax/而axTSnax）來計算，其中電阻靈敏度R1-（2伙卅我/At, 2pAt小旗 2.4（員/?）/&,2才功）（員力）。 （4分）二、用鐐銘鐐硅熱電偶測量某低溫箱溫度，把熱電偶直接與電位差 計相連接。在某時刻，從電位差計測得熱電動勢為1.19mV,此時電 位差計所處的環(huán)境溫度為15°C,

9、試求該時刻溫箱的溫度是多少攝氏 度？（20分）鐐銘-鐐硅熱電偶分度表測量端溫度°C執(zhí) ，、電動勢(mV)0123456789-20-0.77-0.81-0.84-0.88-0.92-0.96-0.99-1.03-1.07-1.10-10-0.390.43-0.47-0.51-0.55-0.59-0.62-0.66-0.70-0.74-0-0.00-0.04-0.08-0.12-0.16-0.20-0.23-0.27-0.31-0.35+00.000.040.080.120.160.200.240.280.320.36+100.400.440.480.520.560.600.640.6

10、80.720.76+200.800.840.880.920.961.001.041.081.121.16三、什么是系統(tǒng)誤差？產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因是什么？如何發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤 差？減少系統(tǒng)誤差有哪幾種方法？（20分）答：當我們對同一物理量進行多次重復(fù)測量時，如果誤差按照一定的 規(guī)律性出現(xiàn)，則把這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的原因有： 工具誤差：指由于測量儀表或儀表組成組件本身不完善所引起 的誤差。 方法誤差：指由于對測量方法研究不夠而引起的誤差。 定義誤差：是由于對被測量的定義不夠明確而形成的誤差。 理論誤差：是由于測量理論本身不夠完善而只能進行近似的測 量所引起的誤差。 環(huán)境誤差：是由于測量儀表工

11、作的環(huán)境（溫度、氣壓、濕度等） 不是儀表校驗時的標準狀態(tài)，而是隨時間在變化，從而引起的誤 差。 安裝誤差：是由于測量儀表的安裝或放置不正確所引起的誤差。 個人誤差：是指由于測量者本人不良習(xí)慣或操作不熟練所引起 的誤差。發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差的方法有： 實驗對比法：這種方法是通過改變產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的條件從而進 行不同條件的測量，以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差。這種方法適用于發(fā)現(xiàn)不變的系統(tǒng)誤差。 剩余誤差觀察法：是根據(jù)測量數(shù)據(jù)的各個剩余誤差大小和符號 的變化規(guī)律，直接由誤差數(shù)據(jù)或誤差曲線圖形來判斷有無系統(tǒng) 誤差。這種方法適用于發(fā)現(xiàn)有規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差。 計算數(shù)據(jù)比較法：對同一量測量得到多組數(shù)據(jù)，通過計算比較 數(shù)據(jù)比較，判斷是

12、否滿足偶然誤差條件，以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差。減小系統(tǒng)誤差的方法： 引入更正值法 替換法 差值法 正負誤差相消法 選擇最佳測量方案四、下面是熱電阻測量電路，試說明電路工作原理并計算（5分）1. 已知Rt是Pt 100舶電阻，且其測量溫度為T=50°C,試計算出成 的值和屁的值（10分）2. 電路中已知R】、玦、R3和E,試計算電橋的輸出電壓Uabo（5分）(a)其中(Ri=10kQ, R2=5kQ , R3=10kQ , E=5V)答：該熱電阻測量溫度電路由熱敏電阻、測量電阻和顯示儀表組成。 圖中G為指示儀表，R】、玦、R3為固定電阻，Ra為零位調(diào)節(jié)電阻。 熱電阻都通過電阻分別為”、D、Rg的

13、三個導(dǎo)線和電橋連接，“和D 分別接在相鄰的兩臂，當溫度變化時，只要它們的0分別接在指示 儀表和電源的回路中，其電阻變化也不會影響電橋的平衡狀態(tài)，電橋 在零位調(diào)整時，應(yīng)使R4=Ra+Ro為電阻在參考溫度(如0°C)時的電 阻值。三線連接法的缺點之一是可調(diào)電阻的接觸電阻和電橋臂的電阻 相連，可能導(dǎo)致電橋的零點不穩(wěn)。Rt = Ro(14- At+ Bt2)=1OO1 + 3.940* IO- x 50+ (5.802x ICT，) * 502Q = 119.550五、請設(shè)計一溫度傳感器，寫出它的等效電路和測量電路，分析其工作原理，計算公式，并說明如何提高傳感器的靈敏度和抗干擾性能？（20

14、分）自己動手實踐。傳感器與檢測技術(shù)試卷2班級：學(xué)號：姓名：成績：一、選擇與填空題：（30分）1. 變面積式自感傳感器，當銜鐵移動使磁路中空氣縫隙的面積 增大時，鐵心上線圈的電感量（增大，減小，不變）。2. 在平行極板電容傳感器的輸入被測量與輸出電容值之間的關(guān) 系中，（變面積型，變極距型，變介電常數(shù)型）是線性的關(guān)系。3. 在變壓器式傳感器中，一次側(cè)和二次側(cè)互感M的大小與一次 側(cè)線圈的匝數(shù)成（正比，反比，不成比例），與二次側(cè)線圈的 匝數(shù)成（正比，反比，不成比例），與回路中磁阻成（正比, 反比，不成比例）。4 .傳感器是, 傳感器通常由直接響應(yīng)于被測量的 和產(chǎn)生可用信號輸出的以及相應(yīng)的 組成。5.

15、熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢是由 電動勢和電動勢組成。6. 偏差式測量是指在的方法；零位測量是指 的方法；微差式測量是 的方法。二、簡答題：（50分）1. 簡述霍爾電動勢產(chǎn)生的原理。（6分）2. 簡述熱電偶的工作原理。（6分）3. 以石英晶體為例簡術(shù)壓電效應(yīng)產(chǎn)生的原理。（6分）4. 簡述電阻應(yīng)變片式傳感器的工作原理（6分）5. 什么是傳感器動態(tài)特性和靜態(tài)特性，簡述在什么頻域條件下 只研究靜態(tài)特性就能夠滿足通常的需要，而在什么頻域條件下一般要 研究傳感器的動態(tài)特性。（10分）6. 繪圖并說明在使用傳感器進行測量時，相對真值、測量值、 測量誤差、傳感器輸入、輸出特性的概念以及它們之間的關(guān)系。（10 分）

16、7. 如圖所示，Rt是PtlOO鈕電阻，分析下圖所示熱電阻測量溫度電路的工作原理，以及三線制測量電路的溫度補償作用。（6分）(a)8-2三、分析、計算題：（20分）1. 分析（線性）電位器式傳感器由于測量線的線路中的負載電阻RL帶來的負載誤差，并計算它與位移x之間的關(guān)系。（10分）2-72. 分析下圖所示自感傳感器，當動鐵心左右移動（xl,x2發(fā)生變 化）時自感L變化情況。（已知空氣氣隙的長度為xl和x2,空氣隙的面積為S,磁導(dǎo)率為"，線圈匝數(shù)伊不變）o （10分）xl X2傳感器與檢測技術(shù)試卷2答案班級:學(xué)號:姓名:成績:-、選擇與填空題：（30分）1.變面積式自感傳感器,當銜鐵移

17、動使磁路中空氣縫隙的面積增大時，鐵心上線圈的電感量（增大,減小，不變）。2.在平行極板電容傳感器的輸入被測量與輸出電容值之間的關(guān)系中，（變面枳型,變極距型，變介電常數(shù)型）是線性的關(guān)系。3. 在變壓器式傳感器中，一次側(cè)和二次側(cè)互感M的大小與一次側(cè)線圈的匝數(shù)成（正比，反比,不成比例），與二次側(cè)線圈的 匝數(shù)成（正比,反比，不成比例），與回路中磁阻成（正比, 反比，不成比例）。Tn 1114. 傳感器是能感哽規(guī)速的被測量:并按照定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用出信號的器件或裝置，傳感器通常由直接響應(yīng)于被測量的敏感元件 和產(chǎn)生可用信號輸出的轉(zhuǎn)換元件以及相應(yīng)的信號調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路組成。5. 熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢是由兩種導(dǎo)體

18、的接觸電動勢和單一導(dǎo)體的溫差電動勢組成。6. 偏差式測量是指在測量過程中，用儀表指針的位移（即偏差）決定被測量的方法;零位測量量指在測最過程中，用指零儀表的零位 指示，檢測測量系統(tǒng)的平衡狀態(tài)；在測量:系統(tǒng)達到平衡時，用已知的 基準量決定被測未知量的方法；微差式測量是綜合了偏差式測量法與 零位式測量法的優(yōu)點而提出的方法。二、簡答題：（50分）1. 簡述霍爾電動勢產(chǎn)生的原理。（6分）答：一塊長為1、寬為d的半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強度為磁場（磁 場方向垂直于薄片）中，當有電流I流過時，在垂直于電流和磁 場的方向上將產(chǎn)生電動勢Ulio這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，也是霍 爾電動勢的產(chǎn)生原理。2. 簡述熱電偶的工

19、作原理。（6分）答：熱電偶的測溫原理基于物理的“熱電效應(yīng)”。所謂熱電效應(yīng), 就是當不同材料的導(dǎo)體組成一個閉合回路時，若兩個結(jié)點的溫度 不同，那么在回路中將會產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象。兩點間的溫差越大, 產(chǎn)生的電動勢就越大。引入適當?shù)臏y量電路測量電動勢的大小， 就可測得溫度的大小。3. 以石英晶體為例簡述壓電效應(yīng)產(chǎn)生的原理。（6分）答：石英晶體在沿一定的方向受到外力的作用變形時，由于內(nèi)部 電極化現(xiàn)象同時在兩個表面上產(chǎn)生符號相反的電荷，當外力去掉 后，恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；而當作用力方向改變時，電荷的極性 隨著改變。晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。這種 現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。反之，如對石英晶體施加一

20、定變電場，晶 體本身將產(chǎn)生機械變形，外電場撤離，變形也隨之消失，稱為逆 壓電效應(yīng)。石英晶體整個晶體是中性的，受外力作用而變形時，沒有體積變 形壓電效應(yīng)，但它具有良好的厚度變形和長度變形壓電效應(yīng)。4. 簡述電阻應(yīng)變片式傳感器的工作原理（6分）答：電阻應(yīng)變片的工作原理是基于電阻應(yīng)變效應(yīng)，即在導(dǎo)體產(chǎn)生 機械變形時，它的電阻值相應(yīng)發(fā)生變化。5. 什么是傳感器動態(tài)特性和靜態(tài)特性，簡述在什么頻域條件下 只研究靜態(tài)特性就能夠滿足通常的需要，而在什么頻域條件下一 般要研究傳感器的動態(tài)特性。（10分）答：傳感器的動態(tài)特性是指當輸入量隨時間變化時傳感器的輸入 一輸出特性。靜態(tài)特性是指當輸入量為常量或變化極慢時傳感

21、器 輸入一輸出特性。在時域條件下只研究靜態(tài)特性就能夠滿足通常的需要，而在頻域 條件下一般要研究傳感器的動態(tài)特性。6. 繪圖并說明在使用傳感器進行測量時，相對真值、測量值、 測量誤差、傳感器輸入、輸出特性的概念以及它們之間的關(guān)系。（10 分）答：框圖如下：測量值是通過直接或間接通過儀表測量出來的數(shù)值。測量誤差是指測量結(jié)果的測量值與被測量的真實值之間的差值。當測量誤差很小時，可以忽略，此時測量值可稱為相對真值。7. 如圖所示，Rt是PtlOOffl電阻，分析下圖所示熱電阻測量溫度電路的工作原理，以及三線制測量電路的溫度補償作用。（6分）(a)答：該熱電阻測量溫度電路由熱敏電阻、測量電阻和顯示儀表組

22、成。 圖中G為指示儀表，R】、R2琦為固定電阻，Ra為零位調(diào)節(jié)電阻。 熱電阻都通過電阻分別為”、門、玦的三個導(dǎo)線和電橋連接，12和3 分別接在相鄰的兩臂，當溫度變化時，只要它們的瑋分別接在指示 儀表和電源的回路中，其電阻變化也不會影響電橋的平衡狀態(tài)，電橋 在零位調(diào)整時，應(yīng)使R4=Ra+Rt0為電阻在參考溫度（如0。0 時的電 阻值。三線連接法的缺點之一是可調(diào)電阻的接觸電阻和電橋臂的電阻 相連，可能導(dǎo)致電橋的零點不穩(wěn)。三、分析、計算題：（20分）1.分析（線性）電位器式傳感器由于測量線的線路中的負載電O+U6LR-10+0 JrAR L2_l_2-7阻Rl帶來的負載誤差，并計算它與位移X之間的關(guān)

23、系。（10分）2.分析下圖所示自感傳感器，當動鐵心左右移動（XL發(fā)生變 化）時自感L變化情況。（已知空氣氣隙的長度為X】和X2,空氣隙的 面積為S,磁導(dǎo)率為"，線圈匝數(shù)礦不變）o （10分）xl 泣pTZ I wA答案略。傳感器與檢測技術(shù)試卷3班級：學(xué)號：姓名：成績:-、測得某檢測裝置的一組輸入輸出數(shù)據(jù)如下:X0.92.53.34.55.76.7Y1.11.62.63.24.05.0試用最小二乘法擬合直線，求其線性度和靈敏度。（10分）二、下圖所示電路是電阻應(yīng)變儀中所用的不平衡電橋的簡化電路，圖 中R2=R3=R是固定電阻，R1與R4是電阻應(yīng)變片，工作時R1受拉， R4受壓，居0,橋

24、路處于平衡狀態(tài)，當應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時，橋 路失去平衡，這時，就用橋路輸出電壓任d表示應(yīng)變片變后電阻值的 變化量。試證明：氏d=- （&2）（10分）Ria三、什么叫做熱電動勢、接觸電動勢和溫差電動勢？說明熱電偶測溫 原理及其工作定律的應(yīng)用。分析熱電偶測溫的誤差因素，并說明減小 誤差的方法。（10分）四、霍爾元件能夠測量哪些物理參數(shù)？霍爾元件的不等位電動勢的概 念是什么？溫度補償?shù)姆椒ㄓ心膸追N？請詳細推導(dǎo)分流法。（10分）五、論述CCD的工作原理，如何用設(shè)計一臺攝像機。（6分）六、人們說，SMART傳感器代表著今后傳感器發(fā)展的總趨勢，為什么？（6分）七、什么是系統(tǒng)誤差？系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原

25、因是什么？如何減小系統(tǒng)誤 差？（8分）八、什么是傳感器的可靠性？可靠性設(shè)計程序和原則是什么？什么是 傳感器的失效？失效有哪幾種？失效分析方法有哪幾種？ （10分）九、利用所學(xué)知識，設(shè)計一套濕度傳感器（包括敏感元件的選擇、測 量電路的設(shè)計、采用溫度補償及抗干擾措施）o （15分）十、設(shè)計一套智能測溫傳感器。要求：測溫范圍一1040°C, A/D轉(zhuǎn) 換為10位數(shù)字（包括硬件和軟件）o （15分）傳感器與檢測技術(shù)試卷3答案班級： 學(xué)號： 姓名： 成績:、測得某檢測裝置的一組輸入輸出數(shù)據(jù)如下:X0.92.53.34.55.76.7Y1.11.62.63.24.05.0試用最小二乘法擬合直線，

26、求其線性度和靈敏度。(10分) 解：y= kx+ bA = y, +b)k _ n* _心、（決）2卜（決舄-平玉乂）正小-（以）2代入數(shù)據(jù)求得k = 0.68 b = 0.25所以 y= 0.68X+0.254 = 0.238 J2 = -0.35 J3 = -0.16J4 =-0.11 J5 =-0.126 J6 = -0.194AL0.35/L =± f"xl00% = 土= ±7%yrs5擬合宜線靈敏度k = 0.68,線性度土7%o二、下圖所示電路是電阻應(yīng)變儀中所用的不平衡電橋的簡化電路，圖中R2=R3=R是固定電阻，R1與R4是電阻應(yīng)變片，工作時R1受

27、拉，R4受壓，底0,橋路處于平衡狀態(tài)，當應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時，橋路失去平衡，這時，就用橋路輸出電壓伐d表示應(yīng)變片變后電阻值的變化量。試證明：氏d=-(&2) (A/?/?) o (10分)E證明：& = R+AR Rj = R-ARucd = Ucb-Udb =-EE =ER+AR+R R-AR+R4R- - AR略去AR的二次項,即可得Ucd =cd 2 R三、什么叫做熱電動勢、接觸電動勢和溫差電動勢？說明熱電偶測溫原理及其工作定律的應(yīng)用。分析熱電偶測溫的誤差因素，并說明減小誤差的方法。（10分） 答：熱電動勢：兩種不同材料的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）A、B串接成一個閉合回路, 并使兩

28、個結(jié)點處于不同的溫度下，那么回路中就會存在熱電動勢。因而有電流產(chǎn) 生相應(yīng)的熱電動勢稱為溫差電動勢或塞貝克電動勢，通稱熱電動勢。 接觸電動勢：接觸電動勢是由兩種不同導(dǎo)體的自由電子，其密度不同而 在接觸處形成的熱電動勢。它的大小取決于兩導(dǎo)體的性質(zhì)及接觸點的溫度，而與 導(dǎo)體的形狀和尺寸無關(guān)。 溫差電動勢：是在同一根導(dǎo)體中，由于兩端溫度不同而產(chǎn)生的一種電動勢。 熱電偶測溫原理：熱電偶的測溫原理基于物理的“熱電效應(yīng)”。所謂熱電 效應(yīng)，就是當不同材料的導(dǎo)體組成一個閉合回路時，若兩個結(jié)點的溫度不同，那 么在回路中將會產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象。兩點間的溫差越大，產(chǎn)生的電動勢就越大。 引入適當?shù)臏y量電路測量電動勢的大小

29、，就可測得溫度的大小。 熱電偶三定律a中間導(dǎo)體定律熱電偶測溫時，若在M路中插入中間導(dǎo)體，只要中間導(dǎo)體兩端的溫度相同， 則對熱電偶回路總的熱電動勢不產(chǎn)生影響。在用熱電偶測溫時，連接導(dǎo)線及顯示 一起等均可看成中間導(dǎo)體。b中間溫度定律任何兩種均勻材料組成的熱電偶，熱端為T,冷端為T。時的熱電動勢等于該熱電偶熱端為T冷端為I；時的熱電動勢與同一熱電偶熱端為T/冷端為To時 熱電勢的代數(shù)和。應(yīng)用：對熱電偶冷端不為0°C時，可用中間溫度定律加以修正。熱電偶的長度不夠時，可根據(jù)中間溫度定律選用適當?shù)难a償線路。c參考電極定律如果A、B兩種導(dǎo)體（熱電極）分別與第三種導(dǎo)體C （參考電極）組成的 熱電偶在

30、結(jié)點溫度為（T, I。）時分別為bAC（l,l0）, EBC（T,1O）,那么愛相同溫 度下，乂 A、B兩熱電極配對后的熱電動勢為實用價值：可大大簡化熱電偶的選配工作。在實際工作中，只要獲得有關(guān) 熱電極與標準鈾電極配對的熱電動勢，那么由這兩種熱電極配對組成熱電偶的熱 電動勢便可由上式求得，而不需逐個進行測定。 誤差因素：參考端溫度受周圍環(huán)境的影響。措施：aO°C恒溫法b計算修正法（冷端溫度修正法）c儀表機械零點調(diào)整法d熱電偶補償法e電橋補償法f冷端延長線法四、霍爾元件能夠測量哪些物理參數(shù)？霍爾元件的不等位電動勢的概念是什么？溫度補償?shù)姆椒ㄓ心膬悍N？清詳細推導(dǎo)分流法。（10分）答：霍爾

31、組件可測量磁場、電流、位移、壓力、振動、轉(zhuǎn)速等?；魻柦M件的不等位電動勢是霍爾組件在額定控制電流作用下，在無外加磁場 時，兩輸出電極之間的空載電動勢，可用輸出的電壓表示。溫度補償方法：a分流電阻法：適用于恒流源供給控制電流的情況。b電橋補償法。推導(dǎo)分流法略。五、論述CCD的工作原理，如何用設(shè)計一臺攝像機。（6分）答：CCD是一種半導(dǎo)體器件，在N型或P型硅襯底上生長一層很薄的SQ”再 在SQ,薄層上依次序沉積金屬電極，這種規(guī)則排列的MOS電容數(shù)組再加上兩端 的輸入及輸出二極管就構(gòu)成了 CCD芯片。CCD可以把光信號轉(zhuǎn)換成電脈沖信號。 每一個脈沖只反映一個光敏元的受光情況，脈沖幅度的高低反映該光敏元

32、受光的 強弱，輸出脈沖的順序可以反映光敏元的位置，這就起到圖像傳感器的作用。六、人們說，SMART傳感器代表者今后傳感器發(fā)展的總趨勢，為什么？（6分） 答：從SMART傳感器的功能和優(yōu)點兩方面來看 功能a）自補償功能：如非線性、溫度誤差響應(yīng)時間等的補償b）自診斷功能：如在接通電源時自檢c）微處理器和基本傳感器之間具有雙向通信功能，構(gòu)成一死循環(huán)工作 系統(tǒng)d）信息存儲和記憶功能e）數(shù)字量輸出和顯示 優(yōu)點：a）精度高，可通過軟件來修正非線性，補償溫度等系統(tǒng)誤差，還可補 償隨機誤差，從而使精度大為提高b）有一定的可編程自動化能力。包括指令和數(shù)據(jù)存儲、自動調(diào)零、自 檢等c）功能廣。智能傳感器可以有多種形式輸出，通過串口、并口、面板 數(shù)字控制數(shù)或CRT顯示，并配打印機保存資料d）功能價格比大。在相同精度條件下，多功能智能傳感器比一功能普 通的傳感器性能價格比大可見，SMART傳感器代表著今后傳感器發(fā)展的總趨勢。七、什么是系統(tǒng)誤差？系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因是什么？如何減小系統(tǒng)誤差？（8分） 答：當我們對同一物理量進行多次重笈測量時,如果誤差按照一定的規(guī)律性出現(xiàn), 則把這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的原因有： 具誤差，指由于測量儀表或儀表組成組件本身不完善所引起的誤差° 方法誤差：指由于對測量方法研究不夠而引起的誤差。 定義誤差：是由于對被測量的定義不夠