《傳感器應用技術》模擬試卷三答案及評分標準

PAGE4本試卷共4道大題，滿分100分。本試卷共4道大題，滿分100分。一、填空題（本大題20分，每空1分）1、傳感器靜態(tài)特性指標包括靈敏度、線性度_、_重復性__及遲滯現(xiàn)象。2、傳感器動態(tài)特性可將傳感器分為零階系統(tǒng)、一階系統(tǒng)、二階系統(tǒng)。3、金屬應變片在金屬絲拉伸極限內(nèi)電阻的相對變化與_應變_成正比。4、一應變片，所受應變ε為1000μ，若取Ks=3，n=1，非線性誤差為5、電阻應變傳感器橋式測量電路半橋時測量靈敏度為6、光電管和光電倍增管屬于外光電效應器件包括7、內(nèi)光電效應器件包括光電池、光敏電阻和光敏二極管、光敏三極管。8、變面積型電容傳感器分為直線位移型、_扇型、柱面板型三種結構。9、一個熱電偶產(chǎn)生的熱電勢為，當打開其冷端串接與兩熱電極材料不同的第三根金屬導體時，若保證已打開的冷端兩點的溫度與未打開時相同，則回路中熱電勢保持不變。10、利用熱電偶測溫時，只有保持冷端溫度不變的條件下才能進行。11、壓電效應分為內(nèi)壓電效應和外壓電效應。12、數(shù)值孔徑是表征光纖集光本領的一個重要參數(shù)，即反映光纖接收光量的多少。二、名詞解釋（本大題20分，每題4分）1、傳感器靜態(tài)特性：傳感器的靜態(tài)特性是指被測量的值處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出與輸入的關系。2、橫向壓電效應：沿壓電晶體機械軸方向施加力，使壓電晶體產(chǎn)生電信號的壓電效應稱橫向壓電效應。3、暗電流：光傳感器接入電路后，即使沒有光照射沒有余熱電子發(fā)射、場致發(fā)射和晶格振蕩激發(fā)載流子，使電路有電流輸出，此電流稱為暗電流。4、傳光型光纖傳感器：光纖僅僅起傳輸光的作用，它在光線端面或中間加裝其他敏感元件感受被測量的變化，這種光纖傳感器稱傳光型光纖傳感器5、接觸電勢：兩種導體在溫度T中接觸，在接觸點產(chǎn)生的電動勢稱接觸電勢。得分：得分：授課專業(yè)班級：三、簡答（本大題20分，每題5分）三、簡答（本大題20分，每題5分）1、推導變面積型直線位移式電容傳感器電容量C與初始電容及a、b、x間關系式。解：2、說明石英晶體產(chǎn)生壓電效應的原因。因為P=ql,q為電荷量，l為正負電荷之間距離。此時正負電荷重心重合，電偶極矩的矢量和等于零，即P1+P2+P3=0，所以晶體表面不產(chǎn)生電荷，即呈中性。當石英晶體受到沿x軸方向的壓力作用時，晶體沿x方向?qū)a(chǎn)生壓縮變形，正負離子的相對位置也隨之變動。此時正負電荷重心不再重合，電偶極矩在x方向上的分量由于P1的減小和P2、P3的增加而不等于零。在x軸的正方向出現(xiàn)負電荷，電偶極矩在y方向上的分量仍為零，不出現(xiàn)電荷。（2分）當晶體受到沿y軸方向的壓力作用時，P1增大，P2、P3減小。在x軸上出現(xiàn)電荷，它的極性為x軸正向為正電荷。在y軸方向上仍不出現(xiàn)電荷。（2分）如果沿z軸方向施加作用力，因為晶體在x方向和y方向所產(chǎn)生的形變完全相同，所以正負電荷重心保持重合，電偶極矩矢量和等于零。這表明沿z軸方向施加作用力，晶體不會產(chǎn)生壓電效應。3、說明光電管工作原理。答：陰極撞在玻璃管內(nèi)壁上，其上涂有光電發(fā)射材料，陽極通常用金屬絲變成矩形或圓形，置于玻璃管的中央。當光照射在陰極上時，中央陽極可以收集從陰極上逸出的電子，在外電場作用下形成電流。4、通過回路分析推導熱電偶工作基本定律中的中間導體定律。解：列回路熱電勢方程：（根據(jù)分析過程給分）

四、計算分析題（本大題40分四、計算分析題（本大題40分，每題20分）分析電阻應變式傳感器橋式測量電路輸出電壓與電壓變化量間的關系。解：當電橋平衡時，即若不平衡，假設每個電阻的變化量分別為，，，，則：忽略分母中項、分子中的二次交叉項，整理得：因為，所以：所以若取得分：得分：授課專業(yè)班級：2、分析電容傳感器測量電路的脈沖寬度調(diào)制電路工作原理。2、分析電容傳感器測量電路的脈沖寬度調(diào)制電路工作原理。解：C1、C2為差動式電容傳感器,電阻R1=R2,A1、A2為比較器。當雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器處于某一狀態(tài),Q=1,=0,A點高電位通過R1對C1充電,時間常數(shù)為τ1=R1C1,直至F點電位高于參比電位U,比較器A1輸出正跳變信號。與此同時,因=0,電容器C2上已充電流通過VD2迅速放電至零電平。A1正跳變信號激勵觸發(fā)器翻轉(zhuǎn),使Q=0,=1,于是A點為低電