《传感器原理》试卷及答案

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铜陵学院继续教育学院

2009-2010学年第二学期 《传感器原理与应用》考试试卷

（适用班级：08级电气工程专升本）

一、 填空题（每小题2分，共20分）：

1、传感器通常由 、 和 三部分组成。

2、根据测量误差出现的规律和产生的原因不同，误差可分为 、 和 三种类型。

3、电阻应变片由 、 、 和引线等部分组成。

4、单线圈变隙式电感传感器的结构主要由 、 、 三部分组成。

5、按照电涡流在导体内的贯穿情况，电涡流式传感器可分为 式和 式两类。

6、对于电容式传感器，改变 、 和 中任意一个参数都可以使电容量发生变化。

7、霍尔元件的零位误差主要由 、 、 和自激场零电势等原因产生。

8、热电偶测温回路的热电势由 和 两部分组成。 9、按测温转换原理的不同，接触式测温方法可分为 式、 式和 式等多种形式。

10、光栅式传感器一般由 、 和 组成。

二、简答题（每小题6分，共24分）：

1、什么叫迟滞?

2、螺旋管式差动变压器由哪几部分组成？各部分的作用是什么？

3、什么是霍尔效应？

4、热电偶的中间温度定律的内容是什么？

三、 论述题（每小题10分，共20分）：

1、下图是单管液柱式压力计示意图，已知大容器直径为

D ，通入被测压力1p ，玻璃管直径为d ，通入大气压2p ，且D 远大于d ，试论述该压力计测量被测压力的原理。

姓名 班级 学号 ―――――――――装――――――――――订―――――――――线―――――――――――

2、利用光电靶测量弹丸飞行速度的结构原理如图所示，试论述其工作原理。

光源

光束

光电元件

测时仪

四、计算题（每小题9分，共36分）：

1、已知被测电压范围为15~25V，现有（满量程）50V、0.5级和200V、0.1级两只电压表，应选用哪只电压表来进行测量？

2、有一金属应变片，其灵敏系数K=2.0，初始电阻值为120Ω，将应变片粘贴在悬臂梁上，悬臂梁受力后，使应变片阻值增加了1.2Ω，问悬臂梁感受到的应变是多少？

3、已知变面积式电容传感器的两极板间距离为10mm，极板间介质的介电常数为ε0＝50μF/m，两极板几何尺寸一样，为30mm×20mm，在外力作用下，其中动极板在原位置上向外移动10mm，试求电容变化量△C和传感器灵敏度K各为多少？

4、用R型热电偶测某高炉温度时，测得参比端温度t1=30℃；测得测量端和参比端之间的热电动势E（t，30）=11.402mV，试求实际炉温（已知：E（30，0）=0.172mV；E（1080，0）=11.574mV）。

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成教院09-10学年度08电气工程（专升本）班

《传感器原理》试卷参考答案

二、填空题（每小题2分，共20分）： 1、 敏感元件、转换元件、转换电路 2、 系统误差、随机误差、粗大误差 3、 敏感栅、基片、覆盖层 4、 线圈、铁芯、衔铁 5、 高频反射、低频透射

6、 极板面积、介电常数、极板距离

7、 不等位电势、寄生直流电势、感应零电势 8、 接触电势、温差电势 9、 膨胀、热阻、热电

10、光源、标尺光栅、光电器件

三、简答题（每小题6分，共24分）：

1、迟滞又称滞环，它说明传感器或检测系统的正向（输入量增大）和反向（输入量减少）输入时输出特性的不一致程度，亦即：%100max

⨯∆=

FS

H Y H δ(3分)，示意图如下(3分)：

y 100%

2、（1）螺旋管式差动变压器由线圈组合、活动铁芯和导磁外壳三部分组成。(3分)

（2）线圈组合产生磁场，并根据磁场变化产生感应电势；活动铁芯用来感受外界位移的变化并使线圈感应电势发生变化；导磁外壳的作用是提供闭合磁回路和进行磁屏蔽与机械保护。(3分)

3、1879年，霍尔发现在通有电流的金属板上加一个强磁场，当电流方向与磁场方向垂直时，在与电流和磁场都垂直的金属板的两表面间出现电势差，这个现象称为霍尔效应（3分）。产生的电势差称为霍尔电势，其大小E H =K H ·I·B ；其中K H 为霍尔元件的灵敏度系数，I 为金属板

中通过的电流，B 为外加磁场的磁感应强度（3分）。

4、有三个温度存在t>t 1>t 0，热电偶测量端温度t 相对于冷端温度t 0的热电势等于t 对于中间温度t 1的热电势加上中间温度t 1对于冷端温度t 0的热电势的总和。（4分） 即：),(),(),(0110t t E t t E t t E AB AB AB +=。（2分）

四、论述题（每小题10分，共20分）：

1、 p1,p2存在下列关系：g h D

d g h h g h p p p ρρρ122

2121)1()(+=+==-=∆(5分)；由于D

远大于d ，故d 2/D 2可以忽略不计，即h 2的变化可以忽略不计，故1h h ≈(3分)，则有

g h g h p ρρ1≈=∆，表示管内工作液面的高度即可以表示被测压力的大小(2分)。

2、 （略）

四、计算题（每小题9分，共36分）：

1、 表1的最大绝对误差V x 25.0%5.0501=⨯=∆(4分)；表2的最大绝对误差

V x 2.0%1.02002=⨯=∆(4分)；由于12x x ∆∆ ，故选用第二只电表测量(1分)。

2、 因为ε

R

dR K /=(4分)，所以有005.00

.2120

/2.1/===

K R dR ε。

（5分）

3、（1）F x d

b

C C C με101.001

.002

.05000-=⨯⨯-

=∆-

=-=∆；（5分）

（2）m F F

x C K /10001

.01μμ-=-=∆∆=。

（4分）

4、 (略)