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1、成都理工高校传感器原理与应用试题4一、填空题：（30分）1、传感器是_传感器通常由干脆响应于被测量的_产生可用信号输出的_以及相应的_组成。2、电阻应变片式传感器按制造材料可分为 _ 材料与 _体材料。它们在受到外力作用时电阻发生变更，其中金属材料的电阻变更主要是由_形成的，而半导体材料的电阻变更主要是由 _造成的。材料传感器的灵敏度较大。3、在变压器式传感器中，原方与副方互感M的大小与成正比，与_成正比，与磁回路中_成反比，而单个空气隙磁阻的大小可用公式 _表示。4、测量过程中存在着测量误差，按性质可被分为_ 、_ 、与_ 三类，其中 _可以通过对屡次测量结果求_ 的方法来减小它对测量结果的
2、影响。5、光电传感器的工作原理是基于物质的光电效应，目前所利用的光电效应大致有三大类：第一类是利用在光线作用下_现象，即效应，_传感器属于这一类；第二类是利用在光线作用下_现象，即效应。传感器属于这一类。第三类是利用在光线作用下现象，即_效应，_ 传感器属于这一类。6、热电偶所产生的热电势是由_电势与_电势组成。其表达式为Eab（T，T = ）_。在热电偶温度补偿中，补偿导线法（即冷端延长线法）是把_导线与热电偶配接。它的作用是_。二、问答题：（30分）1、什么是传感器动态特性与静态特性，简述在什么频域条件下只探讨静态特就可以满意通常的须要，而在什么频域条件下一般要探讨传感器的动态特性？（10
3、分）2、简述霍尔电势产生的原理。（10分）3、分析应变片式传感器在运用单臂电桥测量电路时由于温度变更而产生测量误差的过程。（10分）三、分析、计算题：（40分）1、分析如图1所示自感传感器当动铁心左右挪动（x1,x2发生变更时自感L变更状况。已知空气所隙的长度为x1与x2，空气隙的面积为S，磁导率为，线圈匝数W不变）。（10分）2、分析如图2所示变介质平板电容传感器，电容（C）变更对液位变更（x）的灵敏度。已知长方形极板的长为l，高为h，极板间间隔 为d，容器内下面介质的高度为x(x h)，介电常数为2，容器内上面介质的介电常数为1。（10分）3、设5次测量某物体的长度，其测量的结果分别为：9
4、.810.010.19.910.2厘米，若无视粗大误差与系统误差，试求在99.73的置信概率下，对被测物体的最小估计区间。（10分）4、在对量程为10MPa的压力传感器进展标定时，传感器输出电压值与压力值之间的关系如下表所示，简述最小二乘法准则的几何意义，并探讨下列电压-压力直线中哪一条最符合最小二乘法准则？（10分）测量次数I12345压力xi（MPa）245810电压yi（V）10.04320.09330.15340.12850.072（1）y=5.00x-1.05（2）y=7.00x+0.09（3）y=50.00x-10.50（4）y=-5.00x-1.05（5）y=5.00x+0.07
5、成都理工高校传感器原理与应用试题4（答案）一、填空题：（30分）1、传感器是能感受规定的被测量并根据确定规律转换成可用输出信号的器件或装置传感器通常由干脆响应于被测量的敏感元件与产生可用信号输出的转换元件以及相应的信号调整转换电路组成。2、电阻应变片式传感器按制造材料可分为_金属_材料与_半导体_体材料。它们在受到外力作用时电阻发生变更，其中金属材料的电阻变更主要是由_电阻应变效应_形成的，而半导体材料的电阻变更主要是由 压阻效应 造成的。半导体_材料传感器的灵敏度大。3、在变压器式传感器中，原方与副方互感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。4、测量过程中
6、存在着测量误差，按性质可被分为_确定误差、相对误差 _、与引用误差三类，其中确定误差可以通过对屡次测量结果求平均的方法来减小它对测量结果的影响。5、光电传感器的工作原理是基于物质的光电效应，目前所利用的光电效应大致有三大类：第一类是利用在光线作用下材料中电子溢出外表的_现象，即外光电效应，光电管以及光电倍增管_传感器属于这一类；第二类是利用在光线作用下材料电阻率发生变更的现象，即内光电效应。光敏电阻传感器属于这一类。第三类是利用在光线作用下 光势垒现象，即_光生伏特_效应，光敏二极管及光敏三极管_传感器属于这一类。6、热电偶所产生的热电势是由两种导体的接触电势与单一导体的温差电势组成的，其表达
7、式为Eab（T,To）=。在热电偶温度补偿中，补偿导线法（即冷端延长线法）是在连接导线与热电偶之间，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，以减小冷端温度变更的影响。二、问答题：（30分）1、什么是传感器动态特性与静态特性，简述在什么频域条件下只探讨静态特就可以满意通常的须要，而在什么频域条件下一般要探讨传感器的动态特性？（10分）答：传感器的特性是指传感器所特有性质的总称。而传感器的输入输出特性是其根本特性，一般把传感器作为二端网络探讨时，输入输出特性是二端网络的外部特性，即输入量与输出量的对应关系。由于输入量的状态（静态、动态）不同分静态特性与动态特性。
8、静态特性是指当输入量为常量或变更极慢时传感器输入-输出特性。动态特性指当输入量随时间变更时传感器的输入-输出特性。可以从时域与频域来探讨动态特性2、简述霍尔电势产生的原理。（10分）答：一块半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场(磁场方向垂直于薄片)中，当有电流I流过时，电子受到洛仑兹力作用而发生偏转。结果在半导体的后端面上电子有所积累。而前端面缺少电子，因此后端面带负电，前端面带正电，在前后端面形成电场，该电场产生的力阻挡电子接着偏转当两力相平衡时，电子积累也平衡，这时在垂直于电流与磁场的方向上将产生电场，相应的电势称为霍尔电势UH。3、分析应变片式传感器在运用单臂电桥测量电路时由于温度变更而产
9、生测量误差的过程。（10分）答：在外界温度变更的条件下，由于敏感栅温度系数及栅丝与试件膨胀系数（）之差异性而产生虚假应变输出有时会产生与真实应变同数量级的误差。三、分析、计算题：（40分）1、分析如图1所示自感传感器当动铁心左右挪动（x1,x2发生变更时自感L变更状况。已知空气隙的长度为x1与x2，空气隙的面积为S，磁导率为，线圈匝数W不变）。（10分）解：， 又空气隙的长度x1与x2各自变而其与不变，其他变量都不变故L不变。2、分析如图2所示变介质平板电容传感器，电容（C）变更对液位变更（x）的灵敏度。已知长方形极板的长为l，高为h，极板间间隔 为d，容器内下面介质的高度为x(x h)，介电
10、常数为2，容器内上面介质的介电常数为1。（10分）3、设5次测量某物体的长度，其测量的结果分别为：9.810.010.19.910.2厘米，若无视粗大误差与系统误差，试求在99.73的置信概率下，对被测物体的最小估计区间。（10分）分别为-0.200.1-0.10.24、在对量程为10MPa的压力传感器进展标定时，传感器输出电压值与压力值之间的关系如下表所示，简述最小二乘法准则的几何意义，并探讨下列电压-压力曲线中哪条最符合最小二乘法准则？（10分）测量次数I12345压力xi（MPa）245810电压yi（V）10.04320.09330.15340.12850.072（1）y=5.00x-1.05（2）y=7.00x+0.09（3）y=50.00x-10.50（4）y=-5.00x-1.05（5）y=5.00x+0.07答：最小二乘法准则的几何意义在于拟与直线精细度高即误差小。将几组x分别带入以上五式，与y值相差最小的就是所求，（5）为所求。第 9 页