传感器原理与检测技术第2版试卷作者钱显毅传感器6卷答案

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1、常州工学院试卷［卷共丄页第丄页传感器与检测技术试卷07/08学年第1学期考试类型（闭卷）课程编码0202009（）—-二三./I.L八儿十十一十二总分一、填空题（20分，每空1分）1、对于测量方法，根据获得测量值的方法可分为肓•接测量、间接测量、和组合测量；根据测量方式可分为—佩差式测量、零位式测量和微差式测量。（6分）2、压电式传感器的工作原理是：某些电介质在外界机械丿J作用下而变形时，其内部分子产生极化现象，表面产生异种电荷，这种现象称为正压电效应°相反，某些电介质在外界磁场的作用下会产4几何变形,这种规象称为逆压

2、电效应。（4分）3、根据测量数据屮的误差所呈现的规律及产生的原因可将其分为系统误差、随机误差和粗大i吴差。（3分）4、热电偶所产生的热电势是由接触电势和温羌电势组成。（2分）5、在电容式传感器中，变面积型和变介质型一製的输入量和输出量是线性的关系。（2分）6、传感器是一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，传感器通常出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组成。（3分）一•、判断题（请在正确命题后括号内划“J”，错误命题后括号内划“X”）（10分，每题1分）1、变气隙式自感传感

3、器，当街铁移动靠近铁芯时，L增加。（（）2、仪表的精度等级是用仪表的绝对误差来表示的。（X）3、电阻应变式传感器是以应变电阻为电阻转换元件的传感器。（J）4、压电式传感器更适用于动态测量。（V）5、基于光生伏特效应的光电器件是光敏电阻。（X）6、一般希望光纤模式数量越多越好。（X）7、电涡流式传感器能对一些参数进行非接触的连续测量。（J）8、在对同一被测量的多次测量过程中，随机误差的变化是不可预测的。（丁）9、用光电池作为测量元件时，应把它当作电流源的形式來使用。（J）10、气敏传感器是检测气休类别、浓度和成分的传感器

4、。（J）三、简答题（30分）1•何为光敏电阻的亮电流、暗电流？何为光电流？（6分）喑电流：光敏电阻在不受光照射时的阻值称为喑电阻，此时流过的电流称为喑电流。亮电流：光敏电阻在受光照射时的电阻称为亮电阻，此时流过的电流称为亮电流。光电流：亮电流与喑电流之差称为光电流。2.光纤的数值孔径是如何定义的？其意义是什么？（5分）答：数值孔径的定义为：A^A=sin^=丄折二F,其中，g为光纤外界介质的折射率，®为光纤的纤心的折射率，心为光纤%“包层的折射率。意义：无论光源的发射功率有多大，只有当入射角在20的光锥角内时，光纤才能

5、导光。3.光电效应可分为几种类型，说明其原理并分别列岀以之为基础的光电传感器。（6分）答：光电效应分为外光电效应和内光电效应两大类。在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应。基于外光电效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。在光线作用下，物体的导电性能发生变化或产生光生电动势的效应称为内光电效应。内光电效应乂可分为以下两类：（1）光电导效应：在光线作用下，半导体材料的导电性增加，阻值减低，即电阻率发生改变，这种现象称为光电导效应。基于这种效应的光电器件有光敏电阻。（2）光生伏特效应：在光线的作用

6、下能够使物体产生一定方向的电动势的现象称为光生伏特效应。基丁•该效应的光电器件有光电池。常州工学院试卷［卷共丄页第丄页2.解释电涡流效应。(5分)答：根据法拉第屯磁感应原理，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内将产牛:呈旋涡状的感应屯流,此电流叫电涡流，以上现象称为电涡流效应。3.什么是系统误差？如何发现和判别系统误差？怎样减小和消除系统误差？。(8分)答：在同一测量条件下，多次测量被测量时，绝对值和符号保持不变，或在条件改变时，按一定规律(如线性、多项式、周期性等函数规律)变化的误羞.实验

7、对比法残余误并观察法准则检查法(1)在测量结果屮进行修正(2)消除系统误并的根源.(3)在测量系统中采用补偿措施(4)实时反馈修正四、推导并动自感式传感器的灵敏度，并与单极式相比较。(20分)解：设电感传感器初始气隙为§0,初始电感量为Lo,衔铁位移引起的气隙变化量为A6.当衔铁上移△6时，传感器气隙减小△§,g

8、J6=8旷厶8,则此时输出电感为L

9、丛=如°A3心比较后可见灵敏度提高一倍，非线性大大减少。五、如图所示电路是电阻应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路，图中R3=R4=R是固定电阻，R1与R2是电阻应变片，T作时R1受拉，R2受压，AR=0,桥路处丁-平衡状态，当应变片受丿J发生应变时，桥路失去平衡，这时，就用桥路输出电压Ucd表示应变片变后电阻值的变化量。试证明:U