传感器试卷(2015) 期末复习 湘潭大学

潭大学2015 年下学期2012 级 《传感器原理及应用》课程考试试卷 （A卷）  适用专业  2012级测控技术与仪器                        考试方式闭卷      考试时间   120  分钟 1、填空题（每小题2分，共40分） 1.传感器动态特性主要可从        和          两方面进行。 2.蠕变是指已粘贴好的应变片，在温度一定并承受一定的机械应变时，指示应变随      的变化。 3.与单臂工作情况相比较，半桥工作输出为单臂工作输出的        倍；全桥工作输出 半桥工作的        倍。 4.根据二阶系数相对阻尼系数 的大小，将其二阶响应分成三种情况，其中 =1时为      ， <1时为        。 5.弹性敏感元件的作用是：          和          。 6.金属应变片在金属丝拉伸极限内电阻的相对变化与        成正比。 7.电涡流传感器应用分为              和            两种形式。 8.某些电介质当沿一定方向对其施力二变形时内部产生极化现象，同时在它的表面产生 相反的电荷，当外力去掉后又恢复不带电的状态，这种现象称为        ，在介质 极化方向施加电场，这些电介质会产生变形，这种效应又称为        。 9.材料电阻率 ，电子迁移率为 ，控制电流为I和磁场强度为B,霍尔片厚度为d,则霍 尔电势与这几个参数间关系为                      。 10.一个热电偶产生的热电势为 ,当打开其冷端串接与两热电极材料不同的第三根金属 导体时，若保证已打开的冷端两点的温度与未打开时相同，则回路电势        。 （增大、不变、变小） 11.通常，半导体颗粒气体传感器的灵敏度取决于材料晶粒的大小，其气敏控 制方式因材料的晶粒尺寸不同而发生改变。如右图所示，随着材料中晶粒 大小的变化规则，其控制方式分别为（a）边界控制、（b）          和 （c）          。 12.湿敏传感器大都是采用氮化锂、聚乙烯乙酸脂薄膜制成的氮化锂是离子型无机电介质， 聚乙烯乙酸脂又是多孔吸水性高分子，若环境的相对湿度增高，使得电阻      ， 其必须工作在          （“交流”或“直流”）回路中。 13.光敏二极管利用的是        效应原理，光敏二极管工作时，其上应加      电压。 14.定量分析压阻效应的压阻方程是：                                      ，其中 压阻系数矩阵中任意矩阵中的 表示的含义是：                  。 15.红外辐射的物理本质是        ，是由于内外原因使物体内部带电粒子不断运动， 使物体有一定的温度（高于绝对零度）而产生的一种辐射现象，这种热辐射现象，其 波长范围为：            。 16.用镍铬-镍硅热电偶测量某低温箱温度，把热电偶与电位差计相连接。在某时刻电位 差计测得热电势为-1.42mv，此时电位计所处的环境温度为18℃，试求该时刻温箱的 温度为        ℃（表见P190） 18.N型半导体气敏元件吸附还原性气体时电阻          ，P型半导体气敏元件吸附氧 化型气体时电阻        。 19.            是超导体的一个基本特性，超导体的另一个基本特性是          。即 迈斯纳效应。 20.微波是波长为              的电磁波，对于          材料，微波不能透入内部 而是被反射出来，所以该材料不能吸收微波。 2、名词解释（每小题3分，共15分） 1.传感器 2.应变效应 3.电涡流 4.大气窗口 5.相对湿度 3、简答题（每小题5分，共25分） 1.什么是横向效应？怎样减小横向效应的误差？ 2.简要说明低频透射式涡流厚度传感器原理。 3.通过回路分析推导热电偶工作基本定律中的中间导体定律。 4.说明压电陶瓷产生压电效应原因。 5.简要说明光敏二极管的工作原理。 4、计算题（共20分） 1.（5分）用铂铑—铂热电偶，已知冷端温度 =40℃，此时热电动势为11.29mv 补正系数如下表所示。请计算实测温度值。（P160） 2.当极距变化型的电容传感器动极板相对于极板位移 =0.02mm时。若初始电容量 =80PF，初始距离d=4mm,试计算其电容的变化量及相对非线性误差。（5分） 3.（10分）如图所示，在等截面梁测量系统中，已知长度l=100mm,宽度b=11mm,厚度 h=3mm,E= N/ 。 为电阻应变片，应变片灵敏度系数K=2，未受应变时 =100Ω，当试件受力F=0.5Kg时，（1）为保证灵敏度最高，请给出粘贴应变片的 ，画出应变片粘贴的位置，并计算出应变片电阻变化量 （g=9.8N/kg）；（2） 将电阻应变片置于单臂测量电桥。电桥电源电压为直流5V，求电桥输出电压是多少？