传感器与检测技术B卷.doc

北京理工大学珠海学院
2008～ 2009学年第二学期《传感器与检测技术》期末试卷（B）
年级专业 班级 学号 姓名_________
题号
一
二
三
四
总分
得分

适用年级专业：__ 2006级自动化专业______
试卷说明： _____闭卷 120分钟_______

一、 填空题（共20分， 每题2分）
1、传感器的基本特性主要分为 和 。
2、传感器的组成按其定义一般由 、 和转换电路三部分组成。
3、马利科夫准则主要用于发现 ，阿贝-赫尔默特准则主要用于发现 。
4、为了便于误差的分析和处理，可以按误差的规律性将其分为三类，即系统误差， 和 。
5、电阻应变片的工作原理就是基于 ，其温度补偿方法通常有应变
片自补偿和 两大类。
6、电容式传感器可分为变极距型、 和 三种。
7、压电传感器的等效电路有两种，一种是 与电容构成的串联输出型，另一种是 与电容构成的并联输出型。
8、两种不同的金属构成闭合回路，当两个接触端温度不同时，则回路中就会产生电动势的现象称为 ；一束光线照射到物质上时，物质的电子吸收了光子的能量而发生了相应的电效应现象称为 。
9、CCD图像传感器利用了CCD的 和 的双重功能。
10、VXI 仪器系统有三种基本控制方案： 、 和嵌入式控制方案。

二、名词解释题（共20分， 每题5分）
1、压阻效应

2、电涡流效应

3、正压电效应

4、莫尔条纹

三、简答题（共30分， 每题6分）
1、简述检测系统的组成部分及各部分的作用。

2、简述3σ准则的主要内容。

3、根据光电效应现象的不同特征，可将光电效应分为几类并简要说明。

4、简述热电偶冷端温度补偿的必要性以及常用的冷端补偿方法。

5、简述传感器的线性度和灵敏度的主要内容和计算方法。

四、综合题（共30分 每题10分）
1、根据光折射和反射的斯涅尔(Snell)定律，证明光线由折射率为n0的外界介质(空气n0=1)射入纤芯时实现全反射的临界角(始端最大入射角)为：

并说明上式的物理意义。

2、将一支灵敏度0.08mV/℃的热电偶与电压表相连，电压表接线端处温度为50℃。电压表上的读数为60mV，求热电偶热端温度。

3、 某霍尔元件L×b×d为（10×3.5×1.0）mm3，沿L方向通过工作电流I＝1.0mA，在垂直于b×d面方向上加均匀磁场B＝0.3T，输出霍尔电势UH=6.55mV。求该霍尔元件的灵敏度系数KH和载流子浓度n是多少？（其中）

3、如下图所示为等强度梁测力系统，为电阻应变片，应变片灵敏度系数，未受应变时，当试件受力时，应变片承受平均应变，求
（1）应变片电阻变化量和电阻相对变化量。
（2）将电阻应变片置于单臂测量电桥，并使电桥电压灵敏度达到最高。若电桥电源电压为直流3，求此时电桥输出电压是多少。

（a） （b）
等强度梁测力系统
解：
（1）

(2分)
（2）

4、用镍铬-镍硅热电偶测量温度，测得冷端温度T1=25°C,测得热电偶回路
中热电势EAB (T,T1)=40.347mV,求工作端温度T的值。
镍铬—镍硅热电偶分度表
工作端
温度(°C)
0
1
2
…
5
…
9
热 电 势 (mV)

-20
…
20
…
1000

-0.777

0.798

41.269

-0.816

0.808

41.308

-0.854

0.879

41.347

…

…

…

-0.908

1

41.463

…

…

…

-1.18

1.162

41.617

解 （1）由分度表得EAB(T1,0)= EAB(25,0)=1mV (2分)

（2）根据中间温度定律EAB(T,T0)= EAB(T,T1)+ EAB(T1,0)= 40.347+1
=41.347(mV) (4分)

（3）查分度表得T=1002ºC (2分)

7