赵衍超传感器试卷.docx

························装·······················订························密························封························线························· **学院：\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 年级：\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 专业：\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 姓名：\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\...

························装·······················订························密························封························线························· **学院：\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 年级：\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 专业：\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 姓名：\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 学号：\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_** ························阅·······················卷························密························封························线························· +-----------------------------------------------------------------------+ | **菏泽学院物理与电子工程学院2020级** | | | | **2023-2024第二学期** | | | | **电子信息科学与技术专业** | | | | **《传感器原理及应用》重修试卷** | +=======================================================================+ | **（110分钟）** | +-----------------------------------------------------------------------+ **题 号** **一** **二** **三** **四** **五** **总 分** **核分人** ----------- -------- -------- -------- -------- -------- ----------- ------------ **得 分** ----------- -- **得 分** ----------- -- ----------- -- **得 分** ----------- -- **一、单项选择题（每小题2分，共20分）** ( )1、传感器输出的可用信号是指（ ）。 A. 热信号 B. 电信号 C. 光信号 D.磁信号 ( )2、下列传感器组成部分中能够感知被测量的是（ ）。 A．敏感元件 B. 转换元件 C 测量电路 D. 信号处理器 ( )3、300**Ω**的应变片在应力（ε＝0.005）作用下，电阻变化了3**Ω**，则该 应变片的灵敏度系数k~0~为（ ）。 A．1 B．1.5 C．2 D．4 ( )4、与单臂电桥电路相比，金属丝应变片采用半桥差动电路时（ ）。 A. 电压灵敏度提高四倍 B. 存在非线性误差 C. 电压灵敏度提高一倍 D. 电压灵敏度降为二分之一 ( )5、电容式传感器容易受到（ ）的影响而导致灵敏度下降。 A. 环境温度　　　 B. 导线电容 C. 极板间引力 D. 可动部件摩擦力 ( )6、图中x^0^切型的压电片上电荷的极性相同的是（ ）。 A. (a) 和 （b） B.（a）和 (c) C.（a）和 (d) D.（c）和 (d) ( )7、在热电偶中接入测量仪表而不影响热电动势输出是基于热电偶的（ ）定律。 A. 均质导体 　 B. 中间导体　　 C. 中间温度 　 D. 热释电 ( )8、若使用磁电感应式传感器测量位移量，可在测量电路中接入（ ）电路。 A. 放大　　　 B.微分 C. 积分 D.整流 ( )9、下列光电器件中，基于外光电效应的是（ ）。 A. 光敏二极管　　 B. 光敏三极管 　 C. 光电池　 D. 光电管 ( )10、电涡流式传感器可实现非接触式测量，但检测对象必须是（ ）。 A. 金属导体 B．N型半导体材料 C．压电材料 D．铁电材料 **二、填空题（每小题2分，共20分）** 1、传感器的静态特性是指当输入信号为 [ ] 时，输入与输出之间的关系。 2、描述传感器稳定工作状态下输出微小变化增量与引起此变化的 [ ] 比值的特性指标即传感器的灵敏度。 3、金属丝应变片的工作原理是基于 [ ] 效应，其电阻值的变化主要来自于金属丝 受力后自身 [ ] 的变化。 4、电容式传感器采用运算放大器式测量电路时，输出电压与极板位移呈 [　] 关系，但在实际使用时依然存在一定的 [ ] 误差。 5、磁敏电阻的工作原理是基于 [ ] 效应，当与辅助磁铁一起使用时，可使其具备识别磁场 [ ] 的能力。 6、压电元件自身等效电路可等效为[　 　]和电容并联，或[　 　]和电容串联。 7、制作霍尔元件一般用[　] 材料，若要减少温度误差影响，一般的补偿方式是 外接 [ ] 。 8. 热电偶的热电动势主要来自于构成热电偶两种导体的[　 　]电势，其 [ ] 电势 较小可以忽略。 9、光敏电阻无光照时的电阻称为 [ ] ，光照时的光电流是亮电流与 [ ] 之差。 10、热电阻和热敏电阻都是利用金属或半导体[　 　]随温度变化的特性；红外温度传感器利用热电效应或[　 　]效应，通过红外辐射测量物体温度。 ----------- -- **得 分** ----------- -- **三、判断题（每小题1分，共10分）** ( )1、传感器的输入信号与输出信号可以无关。 ( )2、传感器的线性度越大越好。 ( )3、提高变极距型电容式传感器的灵敏度应增大初始极板间距。 ( )4、用补偿片对金属应变片温度补偿时，补偿片电阻值也受被测试件表面应力影响。 ( )5、构成热电偶的热电极可以用相同的金属材料。 ( )6、施加正向磁场时，磁敏二极管中的电子和空穴偏向低复合区。 ( )7、磁敏三极管线性较差，不适合做定量检测。 ( )8、光电池既可以做电源，也可以做检测元件使用。 ( )9、压电元件只适合测量静态信号。 ( )10、差动变压器式传感器可以测量位移的大小，但无法测量位移方向。 ----------- -- **得 分** ----------- -- **四、简答题(每小题5分，共20分)** 1、简述电容式传感器的工作原理。 ························装·······················订························密························封························线························· **学院：\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 年级：\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 专业：\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 姓名：\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 学号：\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_** ························阅·······················卷························密························封························线························· 2、简述霍尔效应并就霍尔传感器的应用列举两个例子。 3、简述压电陶瓷产生正压电效应的微观机理。 4、简述外光电效应和光电导效应。 ----------- -- **得 分** ----------- -- **五、计算题(每小题10分，共30分)** 1、图中为一直流电桥，负载电阻R~L~趋于无穷大。图中E=4V,R~1~=R~2~=R~3~=R~4~=120**Ω**,试求： （1）R~1~为金属应变片，其余为外接电阻，当R~1~增量为ΔR~1~=1.2**Ω时**，电桥输出电压Uo= ? （2）R~1~、R~2~为金属应变片，感应应变大小极性相同，其余为外接电阻，电桥输出电压Uo= ? （3）R~1~、R~2~为金属应变片，感应应变大小相同极性相反，且ΔR~1~=ΔR~2~=1.2**Ω，**电桥输出电压Uo= ?  ························装·······················订························密························封························线························· **学院：\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 年级：\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 专业：\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 姓名：\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 学号：\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_** ························阅·······················卷························密························封························线························· 2. 一平板式电容位移传感器如图所示，已知：极板尺寸a=b=4mm, 极板间隙δ=0.5mm, 极板间介质为空气,真空介电常数ε=8.85×10^-12^F/m。试求： （1）该传感器静态灵敏度。 （2）若极板沿x方向移动2mm， 此时电容量大小。 3、某热电偶热端温度为600℃，冷端温度为0℃时，输出的热电动势E=5.257mV；在冷端温度为0℃时测某加热炉输出热电动势E=5.267mV。试求： (1)该热电偶的灵敏度。 (2)该加热炉的实际温度。