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文檔簡(jiǎn)介
..西南大學(xué)2016年"傳感器與檢測(cè)技術(shù)"試題一、填空:1、檢測(cè)系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)主要有測(cè)量圍、精度等級(jí)、靈敏度、線性度、遲滯、重復(fù)性、分辨力、穩(wěn)定性、可靠性等。2、霍爾元件靈敏度的物理意義是表示在單位磁感應(yīng)強(qiáng)度和單位控制電流作用下的霍爾電勢(shì)大小?;魻栐撵`敏度與元件材料的霍爾常數(shù)有關(guān),還與霍爾元件的幾何尺寸有關(guān);霍爾元件的霍爾電極要求歐姆接觸?;魻柺絺鞲衅骺捎脕?lái)測(cè)量電流,磁場(chǎng),位移,壓力。3、光電傳感器的理論根底是光電效應(yīng)。通常把光線照射到物體外表后產(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子逸出物體外表的外光電效應(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部電阻率改變的光電效應(yīng),這類元件有光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管;第三類是利用在光線作用下使物體部產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì)的光生伏特效應(yīng),這類元件有光電池。4、熱電偶的測(cè)溫原理熱電效應(yīng);熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)是兩種導(dǎo)體的接觸電勢(shì)和單一導(dǎo)體的溫差電勢(shì)組成的。國(guó)際電工委員會(huì)推薦工業(yè)用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶8種在熱電偶冷端溫度補(bǔ)償中補(bǔ)償導(dǎo)線法〔即冷端延長(zhǎng)線法〕的作用是將熱電偶的參考端移至離熱源較遠(yuǎn)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、壓電式傳感器的工作原理是:某些晶體或多晶瓷,當(dāng)沿著一定方向受到外力作用時(shí),部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象,同時(shí)在某兩個(gè)外表上產(chǎn)生大小相等符號(hào)相反的電荷,這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。反之,如對(duì)晶體施加一定外電場(chǎng),晶體本身將產(chǎn)生機(jī)械變形,這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)。壓電材料可分為三大類:壓電晶體〔包括石英晶體和其他單晶體材料〕、壓電瓷、新型壓電材料〔如壓電半導(dǎo)體、有機(jī)高分子材料等)。6、變氣隙長(zhǎng)度式自感傳感器,用來(lái)測(cè)量線位移,當(dāng)街鐵移動(dòng)靠近鐵芯時(shí),鐵芯上的線圈電感量〔①增加②減小③不變〕變氣隙面積式傳感器,用來(lái)測(cè)量角位移,當(dāng)氣隙面積增大時(shí),鐵芯上的線圈電感量〔①增加②減?、鄄蛔儭?、檢測(cè)系統(tǒng)(儀表)產(chǎn)生測(cè)量誤差的原因有:測(cè)量原理的局限、測(cè)量方法的不盡完善、環(huán)境因素和外界干擾的存在以及測(cè)量過(guò)程可能會(huì)影響被測(cè)對(duì)象的原有狀態(tài)等儀表的精度等級(jí)是用儀表的〔①相對(duì)誤差②絕對(duì)誤差③引用誤差〕來(lái)表示的;根據(jù)測(cè)量誤差的性質(zhì)〔或出現(xiàn)的規(guī)律〕,測(cè)量誤差可分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差三類。系統(tǒng)誤差的特點(diǎn):固定的、或按一定規(guī)律變化的,可設(shè)法確定并消除。隨機(jī)誤差的特點(diǎn):對(duì)每次測(cè)量而言,測(cè)量誤差是沒(méi)有規(guī)律的,以隨機(jī)方法出現(xiàn),但在屢次重復(fù)測(cè)量中其總體是符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律的。粗大誤差的特點(diǎn):誤差值較大,明顯表現(xiàn)為測(cè)量結(jié)果異常,可通過(guò)物理的或拉依達(dá)法或格拉布斯法加以剔除。工程上常用的粗大誤差的判斷準(zhǔn)那么有:拉伊達(dá)(萊因達(dá))準(zhǔn)那么和格拉布斯(Grubbs)準(zhǔn)那么拉伊達(dá)準(zhǔn)那么的鑒別值為3,其中=,拉伊達(dá)準(zhǔn)那么只適用于測(cè)量次數(shù)較多〔n>25〕、測(cè)量誤差分布接近正態(tài)分布的情況。8.平行板電容傳感器的輸入被測(cè)量與輸出被測(cè)量間的關(guān)系,除〔①變面積型②變極距型③變介電常數(shù)型〕外是線性的。9.電位器傳器的〔線性〕,假定電位器全長(zhǎng)為Xmax,其總電阻為Rmax,它的滑臂間的阻值可以用Rx=〔①Xmax/xRmax,②x/XmaxRmax,③Xmax/XRmax④X/XmaxRmax〕來(lái)計(jì)算,電位器或電阻傳感器按特性不同,可分為線性電位器和非線性電位器。線性電位器的理想空載特性曲線具有嚴(yán)格的線性關(guān)系。假定電位器全長(zhǎng)為Xmax,其總電阻為Rmax,它的滑臂間的阻值可以用Rx=來(lái)計(jì)算。假定加在電位器A、B之間的電壓為Vmax,那么輸出電壓為Vx=。10、傳感器是能以一定準(zhǔn)確度把某種被測(cè)量〔主要為各種非電的物理量、化學(xué)量、生物量等〕按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為〔便于人們應(yīng)用、處理〕另一參量〔通常為電參量〕的器件或測(cè)量裝置。傳感器通常由直接響應(yīng)于被測(cè)量的敏感元件和產(chǎn)生可用信號(hào)輸出的轉(zhuǎn)換元件組成。檢測(cè)是指在生產(chǎn)、科研、試驗(yàn)及效勞等各個(gè)領(lǐng)域,為及時(shí)獲得被測(cè)、被控對(duì)象的有關(guān)信息而實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)地對(duì)一些參量進(jìn)展定性檢查和定量測(cè)量。11、電阻應(yīng)變片式傳感器按制造材料可分為①_金屬_材料和②____半導(dǎo)體__體材料。它們?cè)谑艿酵饬ψ饔脮r(shí)電阻發(fā)生變化,其中①的電阻變化主要是由_幾何尺寸變化造成的,而②的電阻變化主要是由壓阻效應(yīng)造成的。半導(dǎo)體材料傳感器的靈敏度較大。二、簡(jiǎn)答題1.用K型熱電偶測(cè)量某低溫箱溫度,把熱電偶直接與電位差計(jì)相連接。在某時(shí)刻,從電位差計(jì)測(cè)得熱電勢(shì)為-1.19mv,此時(shí)電位差計(jì)所處的環(huán)境溫度為15℃,試求該時(shí)刻溫箱的溫度是多少度?〔20分〕K型熱電偶分度表測(cè)量端溫度℃0123456789熱電動(dòng)勢(shì)(mv)-20-0.77-0.81-0.84-0.88-0.92-0.96-0.99-1.03-1.07-1.10-10-0.39-0.43-0.47-0.51-0.55-0.59-0.62-0.66-0.70-0.74-0-0.00-0.04-0.08-0.12-0.16-0.20-0.23-0.27-0.31-0.35+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解:查K型熱電偶分度表,EK(15,0)=0.60mv設(shè)被測(cè)溫度為t℃,那么:EK(t,0)=-1.19+0.60=-0.59查K型熱電偶分度表,得:t=-15℃2簡(jiǎn)述熱電偶的工作原理?!?分〕答:熱電偶的測(cè)溫原理基于物理的"熱電效應(yīng)〞。所謂熱電效應(yīng),就是當(dāng)不同材料的導(dǎo)體組成一個(gè)閉合回路時(shí),假設(shè)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫度不同,那么在回路中將會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。兩點(diǎn)間的溫差越大,產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)就越大。引入適當(dāng)?shù)臏y(cè)量電路測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的大小,就可測(cè)得溫度的大小。2+簡(jiǎn)述熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)使用補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意的問(wèn)題。答:1〕補(bǔ)償導(dǎo)線只能在規(guī)定的溫度圍〔一般為0℃~100℃〕與熱電偶的熱電勢(shì)相等或相近;2〕不同型號(hào)的熱電偶有不同的補(bǔ)償導(dǎo)線;3〕熱電偶和補(bǔ)償導(dǎo)線的二個(gè)接點(diǎn)要保持同溫;4〕補(bǔ)償導(dǎo)線有正負(fù)極,分別與熱電偶的正負(fù)極相連;5〕補(bǔ)償導(dǎo)線的特性只是延伸熱電偶的自由端,當(dāng)自由端溫度T0≠0時(shí),還需進(jìn)展其他補(bǔ)償和修正。3以石英晶體為例簡(jiǎn)述壓電效應(yīng)產(chǎn)生的原理?!?分〕答:石英晶體在沿一定的方向受到外力的作用變形時(shí),由于部電極化現(xiàn)象同時(shí)在兩個(gè)外表上產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷,當(dāng)外力去掉后,恢復(fù)到不帶電的狀態(tài);而當(dāng)作用力方向改變時(shí),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(duì)石英晶體施加一定變電場(chǎng),晶體本身將產(chǎn)生機(jī)械變形,外電場(chǎng)撤離,變形也隨之消失,稱為逆壓電效應(yīng)。4簡(jiǎn)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(jī)械變形時(shí),它的電阻值相應(yīng)發(fā)生變化。5、簡(jiǎn)述霍爾電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原理?!?分〕答:一塊半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)(磁場(chǎng)方向垂直于薄片)中,當(dāng)有電流I流過(guò)時(shí),電子受到洛侖茲力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。結(jié)果在半導(dǎo)體的后端面上電子有所積累。而前端面缺少電子,因此后端面帶負(fù)電,前端面帶正電,在前后端面形成電場(chǎng),該電場(chǎng)產(chǎn)生的力阻止電子繼續(xù)偏轉(zhuǎn)當(dāng)兩力相平衡時(shí),電子積累也平衡,這時(shí)在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電場(chǎng),相應(yīng)的電勢(shì)稱為霍爾電勢(shì)UH。6、分析應(yīng)變片式傳感器產(chǎn)生溫度效應(yīng)的原因,并闡述進(jìn)展溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ā!?0分〕答:原因:1.溫度變化引起應(yīng)變片敏感柵電阻變化而產(chǎn)生附加應(yīng)變;2.試件材料與敏感材料的線膨脹系數(shù)不同,使應(yīng)變片產(chǎn)生附加應(yīng)變。溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ?.應(yīng)變片自補(bǔ)償法2.橋路補(bǔ)償法3.熱敏電阻補(bǔ)償法二、寄生電容與電容傳感器相關(guān)聯(lián)影響傳感器的靈敏度,它的變化為虛假信號(hào)影響傳感器的精度。試闡述消除和減小寄生電容影響的幾種方法和原理?!?5分〕電容傳感器測(cè)量系統(tǒng)中要消除和減小寄生電容可采用如下方法:1.采用"驅(qū)動(dòng)電線〞技術(shù)2.采用組合式與集成技術(shù)3.整體屏蔽法二、電容傳感器工作在高溫、高濕及高頻鼓勵(lì)條件下,電容的附加損耗等影響將不可無(wú)視,試分析這時(shí)電容傳感器的等效電路及等效電容,并說(shuō)明為什么電容傳感器在使用過(guò)程中改變鼓勵(lì)頻率或更換傳輸電纜,必須對(duì)測(cè)量系統(tǒng)重新進(jìn)展標(biāo)定。答:這時(shí)電容傳感器的等效電路如下圖:圖中C為傳感器電容,RP為低頻損耗并聯(lián)電阻,它包括極板間漏電和介質(zhì)損耗等影響;RS為高溫、高濕及高頻鼓勵(lì)工作時(shí)串聯(lián)損耗電阻,它包括導(dǎo)線、極板間和金屬支座等損耗電阻;L為電容器及引線電感;CP為寄生電容。在實(shí)際工作中,特別在高頻鼓勵(lì)下,L的影響尤其重要,因此其等效電路可簡(jiǎn)化為:其等效電容為:由此可看出,電容傳感器在使用過(guò)程中改變鼓勵(lì)頻率或更換傳輸電纜,其等效電容將發(fā)生變化,因此必須對(duì)測(cè)量系統(tǒng)重新進(jìn)展標(biāo)定。三、在生產(chǎn)過(guò)程中測(cè)量金屬板的厚度,非金屬板材的鍍層厚度時(shí)常用渦流傳感器。試簡(jiǎn)要表達(dá)說(shuō)明利用渦流傳感器測(cè)量金屬板厚度的工作原理及實(shí)現(xiàn)工藝。〔15〕三、光纖傳感器的工作原理?!?分〕答:光纖工作的根底是光的全反射,當(dāng)射入的光線的入射角小于臨界角時(shí),光在纖芯和包層的界面上就會(huì)產(chǎn)生全反射,并在光纖部反復(fù)逐次反射,直至傳遞到另一端面。光纖傳感器按其工作原理來(lái)分有功能型與非功能型兩大類。功能型光纖傳感器其光纖不僅作為光傳播的的波導(dǎo),而且具有測(cè)量的功能。非功能型光纖傳感器其光纖只是作為傳光的媒介,還需加上其他敏感元件才能組成傳感器。四、什么是傳感器靜態(tài)特性。〔4分〕答:傳感器的靜態(tài)特性是指當(dāng)輸入量為常量或變化極慢時(shí)傳感器輸入—輸出特性。三、什么叫做熱電動(dòng)勢(shì)、接觸電動(dòng)勢(shì)和溫差電動(dòng)勢(shì)?說(shuō)明勢(shì)電偶測(cè)溫原理。分析熱電偶測(cè)溫的誤差因素,并說(shuō)明減小誤差的方法〔10分〕答:=1\*GB3①熱電動(dòng)勢(shì):兩種不同材料的導(dǎo)體〔或半導(dǎo)體〕A、B串接成一個(gè)閉合回路,并使兩個(gè)結(jié)點(diǎn)處于不同的溫度下,那么回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)。熱電勢(shì)主要由接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)兩局部組成。=2\*GB3②接觸電動(dòng)勢(shì):接觸電勢(shì)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勢(shì)。它的大小取決于兩導(dǎo)體的性質(zhì)及接觸點(diǎn)的溫度,而與導(dǎo)體的形狀和尺寸無(wú)關(guān)。=3\*GB3③溫差電動(dòng)勢(shì):是在同一根導(dǎo)體中,由于兩端溫度不同而產(chǎn)生的一種電勢(shì)。=4\*GB3④熱電偶測(cè)溫原理:熱電偶的測(cè)溫原理基于物理的"熱電效應(yīng)〞。所謂熱電效應(yīng),就是當(dāng)不同材料的導(dǎo)體組成一個(gè)閉合回路時(shí),假設(shè)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫度不同,那么在回路中將會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。兩點(diǎn)間的溫差越大,產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)就越大。引入適當(dāng)?shù)臏y(cè)量電路測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的大小,就可測(cè)得溫度的大小。=5\*GB3⑤誤差因素:參考端溫度受周圍環(huán)境的影響措施:補(bǔ)償導(dǎo)線法計(jì)算修正法自由端恒溫法自動(dòng)補(bǔ)償法四、霍爾元件能夠測(cè)量哪些物理參數(shù)?霍爾元件的不等位電勢(shì)的概念是什么?溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N?〔10分〕答:霍爾組件可測(cè)量磁場(chǎng)、電流、位移、角度、轉(zhuǎn)速、壓力、功率等?;魻柦M件的不等位電勢(shì)是霍爾組件在額定控制電流作用下,在無(wú)外加磁場(chǎng)時(shí),兩輸出電極之間的空載電勢(shì),可用輸出的電壓表示。溫度補(bǔ)償方法:a恒流源供電的分流電阻法;b熱敏電阻法簡(jiǎn)答題〔30分,6分/題〕光電池的工作原理,指出它應(yīng)工作在電流源還是電壓源狀態(tài)。答:光電池是基于光生伏特效應(yīng)制成的,是自發(fā)電式的有源器件。它有較大面積的P一N結(jié),當(dāng)光照射在P一N結(jié)上時(shí)那么在結(jié)的兩端出現(xiàn)電動(dòng)勢(shì)。它應(yīng)工作在電壓源狀態(tài)。按照傳感型〔功能型〕和傳輸型光纖傳感器的特點(diǎn)應(yīng)該選用哪種光纖〔單模/多?!?,為什么?答:功能型(或稱物性型、傳感型)光纖不僅作為光傳播的波導(dǎo)而且具有測(cè)量的功能。它主要靠被測(cè)對(duì)象調(diào)制或改變光纖的傳輸特性,從而對(duì)被測(cè)量進(jìn)展測(cè)量和數(shù)據(jù)傳輸,所以只能用單模光纖。對(duì)非功能型(或稱構(gòu)造型、傳光型)光纖傳感器,其光纖只是作為傳光的媒介,要求傳輸?shù)墓饬猎蕉嘣胶茫运饕枚嗄9饫w,也可用單模光纖。傳感器的定義和組成?畫出自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)原理框圖,并指明傳感器在系統(tǒng)中的位置和作用。答:傳感器是能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)原理框圖:傳感器直接與被測(cè)對(duì)象聯(lián)系,即傳感器是檢測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)源,是檢測(cè)系統(tǒng)中十分重要的局部,其性能的好壞直接影響檢測(cè)系統(tǒng)的精度和其他指標(biāo)。傳感器的作用是感受被測(cè)量并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)傳送給信號(hào)調(diào)理單元。試列出你所學(xué)過(guò)的不同工作原理傳感器哪些可用于非接觸式測(cè)量,哪些用于接觸式測(cè)量,測(cè)量何種物理量?〔各≥3種〕答:非接觸式測(cè)量:熱電式傳感器:測(cè)量溫度光纖傳感器:測(cè)量光信號(hào)核輻射傳感器:測(cè)量核輻射粒子接觸式測(cè)量:電位器式壓力傳感器:測(cè)量壓力應(yīng)變片式電阻傳感器:測(cè)量位移應(yīng)變式扭矩傳感器:測(cè)量扭矩光電效應(yīng)可分為哪三種類型,簡(jiǎn)單說(shuō)明傳感器的原理并分別列出以之為根底的光電傳感器。答:光電效應(yīng)可分為:外光電效應(yīng):指在光的照射下,材料中的電子逸出外表的現(xiàn)象。光電管及光電倍增管均屬這一類。它們的光電發(fā)射極,即光明極就是用具有這種特性的材料制造的。光電效應(yīng):指在光的照射下,材料的電阻率發(fā)生改變的現(xiàn)象。光敏電阻即屬此類。光生伏特效應(yīng):利用光勢(shì)壘效應(yīng),光勢(shì)壘效應(yīng)指在光的照射下,物體部產(chǎn)生一定方向的電勢(shì)。光電池是基于光生伏特效應(yīng)制成的,是自發(fā)電式有源器件。光導(dǎo)纖維導(dǎo)光的原理是什么?按其傳輸模式分為哪兩種類型?傳感型〔功能型〕和傳輸型光纖傳感器按照其特點(diǎn)應(yīng)該選用哪種光纖?答:光纖工作的根底是光的全反射,當(dāng)射入的光線的入射角小于纖芯與包層間的臨界角時(shí),就會(huì)在光纖的接口上產(chǎn)生全反射,并在光纖部反復(fù)逐次反射,直至傳遞到另一端面。按其傳輸模式可分為單模和多模兩種。傳感型〔功能型〕光纖傳感器應(yīng)該選用單模光纖,傳輸型光纖傳感器應(yīng)選用多模光纖。什么是應(yīng)變片的靈敏系數(shù)?請(qǐng)解釋它與金屬絲靈敏系數(shù)的區(qū)別。答:應(yīng)變片一般做成絲柵狀,測(cè)量應(yīng)變時(shí),將應(yīng)變片貼在試件外表上,在其軸線方向的單向應(yīng)力作用下,應(yīng)變計(jì)阻值的相對(duì)變化與試件外表軸向應(yīng)變之比即為應(yīng)變片的靈敏系數(shù)。應(yīng)變片的靈敏系數(shù)與相應(yīng)長(zhǎng)度單根應(yīng)變絲的靈敏系數(shù)不同,一般情況下,應(yīng)變片的靈敏系數(shù)小于相應(yīng)長(zhǎng)度單根應(yīng)變絲的靈敏系數(shù),原因有:第一,單向應(yīng)力作用下產(chǎn)生的應(yīng)變,在傳遞到敏感柵的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生失真;第二,絲沿長(zhǎng)度方向承受應(yīng)變時(shí),應(yīng)變片彎角局部也承受應(yīng)變,但由于存在橫向效應(yīng),其截面積變大,那么應(yīng)變片直線局部電阻增加時(shí),彎角局部的電阻值減少,使靈敏系數(shù)下降。分析/證明題〔32分,8分/題〕壓電式傳感器更適用于靜態(tài)測(cè)量,此觀點(diǎn)是否正確,分析原因。答:不正確。壓電式傳感器的工作原理是基于壓電材料的壓電效應(yīng)。1)壓電式傳感器對(duì)被測(cè)量的變化是通過(guò)其壓電元件產(chǎn)生電荷量的大小來(lái)反映的,故它相當(dāng)于一個(gè)電荷源。2)壓電元件電極外表聚集電荷時(shí),它又相當(dāng)于一個(gè)以壓電材料為電介質(zhì)的電容器,其電容量為:因此壓電傳感器可以等效成一個(gè)與電容相并聯(lián)的電荷源,如下圖。在開(kāi)路狀態(tài),輸出端電荷為:壓電傳感器也可以等效為一個(gè)與電容相串聯(lián)的電壓源,如下圖。在開(kāi)路狀態(tài)下,電容器上的電壓U為:由等效電路可見(jiàn),由于壓電傳感器的部信號(hào)電荷存在泄露,對(duì)于靜態(tài)或低頻準(zhǔn)靜態(tài)測(cè)量存在誤差,只適用于動(dòng)態(tài)測(cè)量。Pt100和Cu50各代表什么傳感器?分析熱電阻傳感器測(cè)量電橋之三線、四線連接法的主要作用。分別代表鉑電阻傳感器〔溫度為0℃時(shí)電阻為100Ω〕,銅電阻傳感器(溫度為0℃時(shí)電阻為50Ω)。熱電阻傳感器測(cè)量電橋之三線、四線連接法的主要作用是消除在熱電阻安裝的地方與儀表相距遠(yuǎn)時(shí),連接導(dǎo)線電阻所造成的測(cè)量誤差。用K熱電偶測(cè)量爐溫,其儀表示值為600℃,而冷端溫度t0為65℃,那么實(shí)際溫度為665℃,對(duì)不對(duì)?為什么?應(yīng)如何計(jì)算?K型熱電偶分度表測(cè)量端溫度℃0123456789熱電動(dòng)勢(shì)(mv)+200.800.840.880.920.961.001.041.081.121.16+602.442.482.522.562.602.642.702.732.772.81+60024.9124.9524.9925.0325.0825.1225.1625.2025.2525.29+62025.7625.8025.8425.8825.9225.9726.0126.0526.0926.12+64026.6026.6426.6926.7326.7726.8126.8626.9026.9426.98+66027.4527.5027.5327.5727.6227.6627.7027.7427.7827.83答:不對(duì)。因一般熱電偶測(cè)溫儀表冷端補(bǔ)償溫度為室溫(即20℃),此例冷端溫度為65℃,應(yīng)以下計(jì)算:E(t,0)=E(600,0)+E(65,20)查K分度表得:E(600,0)=24.91mVE(65,0)=2.64mVE(20,0)=0.80mV=26.75(mV)查K分度表得:t=643℃12系統(tǒng)的系統(tǒng)響應(yīng)帶寬與傳感器的響應(yīng)帶寬無(wú)關(guān),請(qǐng)問(wèn)這種說(shuō)確嗎?試述理由。答:不正確。傳感器的響應(yīng)帶寬會(huì)限制系統(tǒng)的系統(tǒng)響應(yīng)帶寬。4、溫度對(duì)光電流影響不大,所以光電傳感器在使用中不需要進(jìn)展溫度補(bǔ)償,此觀點(diǎn)正確否,為什么?答:不正確。因?yàn)榘雽?dǎo)體材料容易受溫度影響,而其直接影響光電流的值,所以還需要溫度補(bǔ)償裝置。下面是熱電阻測(cè)量電路,電路中R1、R2、R3和E,且R1=R3,Rt是熱電阻,說(shuō)明電路工作原理,且說(shuō)明Ra應(yīng)如何調(diào)整。EE答:1)該熱電阻測(cè)量電路由熱電阻、測(cè)量電橋和顯示電表組成。圖中G為指示電表,R1、R2、R3為固定電阻,Ra為零位調(diào)節(jié)電阻。熱電阻都通過(guò)電阻分別為r2、r3、Rg的三個(gè)導(dǎo)線和電橋連接,r2和r3分別接在相鄰的兩臂,當(dāng)溫度變化時(shí),只要它們和Rg分別接在指示電表和電源的回路中,其電阻變化也不會(huì)影響電橋的平衡狀態(tài),電橋在零位調(diào)整時(shí),應(yīng)使R2=Ra+Rt0,Rt0為熱敏電阻在參考溫度〔如0C〕時(shí)的電阻值。四、分析、計(jì)算題:〔20分〕二、如下圖電路是電阻應(yīng)變儀中所用的不平衡電橋的簡(jiǎn)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(shí)R1受拉,R4受壓,ΔR=0,橋路處于平衡狀態(tài),當(dāng)應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時(shí),橋路失去平衡,這時(shí),就用橋路輸出電壓Ucd表示應(yīng)變片應(yīng)變后電阻值的變化量。試證明:?!?0分〕證明:略去的二次項(xiàng),即可得三、分析、計(jì)算題:〔35分〕1、設(shè)5次測(cè)量某物體的長(zhǎng)度,其測(cè)量的結(jié)果分別為:9.8cm、1
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