传感器试卷及答案5

《传感器与检测技术》试题

一、填空：（20分）

1，测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。（2分）

2.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制

电流时的霍尔电势大小。

3、光电传感器的理论基础是光电效应。通常把光线照射到物体表面

后产生的光电效应分为三类。第一类是利用在光线作用下光电子逸出

233物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、光电倍增管；第二类

是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的内光电 效应，这类元

件有光敏电阻；第三类是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向

电动势的光生伏特效应，这类元件有光电池、光电仪表。

4.热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差

电势组成的，其表达式为Eab （T ，To ）=T B A T

T B

A 0d )(N N ln )T T (e k

0σ-σ⎰+-。

在热电偶温度补偿中补偿导线法（即冷端延长线法）是在连接导线和

热电偶之间，接入延长线，它的作用是将热电偶的参考端移至离热源

较远并且环境温度较稳定的地方，以减小冷端温度变化的影响。

5.压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下，

其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象

称为负压电效应。（2分）

6. 变气隙式自感传感器，当街铁移动靠近铁芯时，铁芯上的线圈电

感量（①增加②减小③不变）（2分）

7. 仪表的精度等级是用仪表的（① 相对误差 ② 绝对误差 ③ 引用

误差）来表示的（2分）

8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（① 变面积

型 ② 变极距型 ③ 变介电常数型）外是线性的。（2分）

9. 电位器传器的（线性），假定电位器全长为Xmax, 其总电阻为

Rmax ，它的滑臂间的阻值可以用Rx = （① Xmax/x Rmax,②x/Xmax Rmax ,③ Xmax/XRmax ④X/XmaxRmax ）来计算，其中电阻灵敏度Rr=

（① 2p(b+h)/At , ② 2pAt/b+h, ③ 2A(b+b)/pt, ④ 2Atp(b+h)）

1、变面积式自感传感器，当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积

增大时，铁心上线圈的电感量（①增大，②减小，③不变）。

2、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关

系中，（①变面积型，②变极距型，③变介电常数型）是线性的关系。

3、在变压器式传感器中，原方和副方互感M 的大小与原方线圈

的匝数成（①正比，②反比，③不成比例），与副方线圈的匝数成（①

正比，②反比，③不成比例），与回路中磁阻成（①正比，②反比，

③不成比例）。

4、传感器是能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，传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件

和产生可用信号输出的转换元件以及相应的信号调节转换电路组成。

5、热电偶所产生的热电热是由两种导体的接触电热和单一导体

的温差电热组成。

2、电阻应变片式传感器按制造材料可分为① _金属_ 材料和

②____半导体__体材料。它们在受到外力作用时电阻发生变化，其中

①的电阻变化主要是由 _电阻应变效应 形成的，而②的电阻变化

主要是由 温度效应造成的。 半导体 材料传感器的灵敏度较大。

3、在变压器式传感器中，原方和副方互感M 的大小与 绕组匝

数 成正比，与 穿过线圈的磁通_成正比，与磁回路中 磁阻成反比，

而单个空气隙磁阻的大小可用公式 __ 表示。

1.热电偶所产生的热电势是由两种导体的接触电势和单一导体的温

差电势组成的，其表达式为E ab （T,T o ）=T B A T

T B

A 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ⎰+-。

在热电偶温度补偿中，补偿导线法（即冷端延长线法）是在连接导线

和热电偶之间，接入延长线它的作用是将热电偶的参考端移至离热源

较远并且环境温度较稳定的地方，以减小冷端温度变化的影响。（7

分）

3.电位器或电阻传感器按特性不同，可分为线性电位器和非线性

电位器。线性电位器的理想空载特性曲线具有严格的线性关系。假定

电位器全长为Xmax ，其总电阻为Rmax ，它的滑臂间的阻值可以用Rx=max R max X X

⋅来计算。假定加在电位器A 、B 之间的电压为Vmax ，

则输出电压为Vx=max V max X X

⋅。其电阻灵敏度R I =At )

h b (2+ρ。电压

灵敏度R U=

At )h

b(

2 I +

ρ

⋅。（7分）

5.磁电式传感器是利用导体和磁场发生相对运动而在导体两端产生感应电势的。而霍尔式传感器为霍尔元件在磁场中有电磁效应（霍尔效应）而输出电势的。霍尔式传感器可用来测量电流，磁场，位移，压力。（6分）

8.测量系统的静态特性指标通常用输入量与输出量的对应关系来表征（5分）

1、变面积式自感传感器，当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时，铁心上线圈的电感量（①增大②减小③不变）。

2、平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中，（①变面积型②变极距型③变介电常数型）是线性的关系。

3、在变压器式传感器中，原方和副方互感M的大小与原方线圈的匝数成（①正比②反比③不成比例）

简答题

二、用镍铬-镍硅热电偶测量某低温箱温度，把热电偶直接与电位差计相连接。在某时刻，从电位差计测得热电势为-1.19mv，此时电位差计所处的环境温度为15℃，试求该时刻温箱的温度是多少度？（20分）

2 简述热电偶的工作原理。（6分）

答：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。

3 以石英晶体为例简述压电效应产生的原理。（6分）