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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上西南交通大學2005-2006學年傳感器技術考卷(A卷)理學院2005.12姓名 班級 學號 成績 一、填空題(25分,每空0.5分)1、按能量角度分析,典型的傳感器構(gòu)成方法有三種,即 、 以及 ,前兩者屬于能量 ,后者是能量 。2、將溫度轉(zhuǎn)換為電勢大小的熱電式傳感器是 傳感器,而將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻大小的熱電式傳感器是 (金屬材料)或 (半導體材料)。3、光纖傳感器由 、 和 三部分組成,光纖傳感器一般分為兩大類,即 光纖傳感器,也稱為 光纖傳感器,另一類是 光纖傳感器,也稱為 光纖傳感器,前者多使用 光纖 ,而后者只能用 光纖。4、實際使用中的傳感器,其特性要受到
2、環(huán)境變化的影響,為消除環(huán)境干擾的影響,廣泛采用的線路補償法包括 補償型、 補償型、 補償型。5、電感式傳感器也稱為 傳感器,它是利用 原理將被測物理量轉(zhuǎn)換成線圈 和 的變化,再由測量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化,從而實現(xiàn)非電量到電量的轉(zhuǎn)換。6、容柵傳感器實際上是多個 式 型電容傳感器的并聯(lián),它具有 效應,測量精度很高。7、熱電偶傳感器的工作基礎是 ,其產(chǎn)生的熱電勢包括 電勢和 電勢兩部分。熱電偶的 定律是工業(yè)上運用補償導線法進行溫度補償?shù)睦碚摶A; 定律為制定分度表奠定了理論基礎;根據(jù) 定律,可允許采用任意的焊接方式來焊接熱電偶。8、用于制作壓電傳感器的常用壓電材料是 和 。9、 在磁敏式傳感器
3、中, 傳感器和 傳感器屬于體型磁敏傳感器, 和 屬于結(jié)型磁敏傳感器。10、為克服電容式傳感器的邊緣效應,可采用 方法和 結(jié)構(gòu)。為消滅寄生電容的影響可采用 、 以及采用 方法。11、基于外光電效應的器件有 和 ;基于內(nèi)光電效應的器件有 、 、 和 等。二、簡述題(每小題5分,共30分)1、 簡述非線性誤差的定義。2、 舉例說明結(jié)構(gòu)型傳感器與物性型傳感器的區(qū)別。3、 簡述壓電陶瓷的壓電機理。4、 簡述應變計橫向效應的產(chǎn)生原因、橫向效應系數(shù)的定義及減小橫向效應的方法。5、 給出熱電偶傳感器冷端電橋補償法的結(jié)構(gòu),并說明其原理。6、 分析霍爾傳感器產(chǎn)生不等位電勢的原因及其補償方法。三、 如圖所示的純彎試
4、件,如何利用全橋測量提高靈敏度并實現(xiàn)溫度補償,畫出布片圖和電橋連接圖,推導輸出公式。(本題8分) F 四、壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)如圖所示,假設重塊組件的質(zhì)量為m,壓電元件的壓電系數(shù)為d,傳感器殼體內(nèi)的等效阻尼系數(shù)為c。(本題10分)要求:(1)分別給出輸出電荷q及輸出電壓U與加速度a之間的關系;(2)畫出此加速度傳感器的等效模型;(3)推導傳感器的微分方程,并說明它是幾階環(huán)節(jié)的傳感器。五、用超聲波傳感器設計的流速計如下圖所示,為管道直徑,超聲波與流體流動方向的夾角為,為流體的流速。假設超聲波在流體中的傳播速度為,和為超聲波發(fā)生器,和為超聲波接收器。分析該流速計是如何利用差動技術消除環(huán)境溫度變
5、化對測量的影響的(超聲波在介質(zhì)中的傳播速度是溫度的函數(shù))。(本題9分)要求:(1)說明差動技術的三個技術環(huán)節(jié)。(2)推導流速公式。六、畫出用線陣CCD傳感器測量較大物體尺寸的原理圖,并推導出物體尺寸的表達式。(本題8分)七、 熱電阻傳感器設計一個電熱水器,當熱水器內(nèi)的水溫低于90時,控制熱水器的電源接通,給水加熱,同時紅色指示燈亮,表示正在給水加熱;當熱水器內(nèi)的水溫達到95時,控制電路自動切斷熱水器的電源,停止給水加熱,處于保溫狀態(tài),此時綠色指示燈亮,表示可飲用。(本題10分)實驗儀器及材料:熱電阻傳感器;XMT-122數(shù)字指示調(diào)節(jié)儀;電爐及水壺;穩(wěn)壓電源(DH1718-4);繼電器(控制電壓
6、為DC5V);電源線及導線。說明:(1)XMT-122數(shù)字指示調(diào)節(jié)儀的前面板如圖,“H”鍵和“L”鍵分別用于調(diào)節(jié)“上限溫度”和“下限溫度”。(2)XMT-122數(shù)字指示調(diào)節(jié)儀的后面板中,A、B、C端子接熱電阻傳感器的輸出,電源采用220V(50Hz)的交流電。上(下)限電接點1、2、3的狀態(tài)說明: 當熱電阻實測溫度低于“上(下)限溫度”時,上(下)限電接點端子1、2開路,處于“斷”狀態(tài),而端子1、3短路,處于“通”狀態(tài)。 當熱電阻實測溫度高于“上(下)限溫度”時,上(下)限電接點端子1、2短路,處于“通”狀態(tài),而端子1、3開路,處于“斷”狀態(tài)。要求:(1)畫出系統(tǒng)電路連接圖,并說明其工作原理。(2)給出熱電阻三線制測量電路及工作原理,說明它是如何減小引線電阻對測量的影響的?專心-專注-專業(yè)