传感器技术与应用期末试卷答案C.doc

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1、传感器应用及技术试卷答案C一、选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分)1、D 2、B 3、C 4、B 5、A 6、D 7、B 8、C 9、C 10、A11、C 12、B 13、C 14、C 15、D 16、C 17、C 18、C 19、C 20、A二、填空题 (本大题共10空，每空1分，共10分)21、半导体材料，减少，极少，不好，增多，变好光照强弱这个光学量，电阻这个电学量22、15倍 23、敏感元件、传感元件、测量转换电路三、证明题（本大题共1小题，每小题10分，共10分）24、证明： 略去的二次项,即可得四、简答题（本大题共6小题，每小题4分，共24分）25、答：热电动势：两种不

2、同材料的导体（或半导体）A、B串接成一个闭合回路，并使两个结点处于不同的温度下，那么回路中就会存在热电势。因而有电流产生相应的热电势称为温差电势或塞贝克电势，通称热电势。 接触电动势：接触电势是由两种不同导体的自由电子，其密度不同而在接触处形成的热电势。它的大小取决于两导体的性质及接触点的温度，而与导体的形状和尺寸无关。温差电动势：是在同一根导体中，由于两端温度不同而产生的一种电势。热电偶测温原理：热电偶的测温原理基于物理的“热电效应”。所谓热电效应，就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时，若两个结点的温度不同，那么在回路中将会产生电动势的现象。两点间的温差越大，产生的电动势就越大。引入适当的

3、测量电路测量电动势的大小，就可测得温度的大小。热电偶三定律a中间导体定律b中间温度定律c参考电极定律误差因素：参考端温度受周围环境的影响措施：a 恒温法b计算修正法（冷端温度修正法）c仪表机械零点调整法d热电偶补偿法e电桥补偿法f冷端延长线法26、答：霍尔组件可测量磁场、电流、位移、压力、振动、转速等。 霍尔组件的不等位电势是霍尔组件在额定控制电流作用下，在无外加磁场时，两输出电极之间的空载电势，可用输出的电压表示。 温度补偿方法： a 分流电阻法：适用于恒流源供给控制电流的情况。 b 电桥补偿法27、答：石英晶体在沿一定的方向受到外力的作用变形时，由于内部电极化现象同时在两个表面上产生符号相

4、反的电荷，当外力去掉后，恢复到不带电的状态；而当作用力方向改变时，电荷的极性随着改变。晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这种现象称为正压电效应。反之，如对石英晶体施加一定变电场，晶体本身将产生机械变形，外电场撤离，变形也随之消失，称为逆压电效应。石英晶体整个晶体是中性的，受外力作用而变形时，没有体积变形压电效应，但它具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。28、答：1、能够连续、自动地对被测量进行测量记录。2、电子装置精度高、频率响应好，不仅适用于静态测量，选用适当的传感器和记录装置还可以进行动态测量甚至瞬态测量。3、电信号可以远距离传输，便于实现远距离测量和集中控制。4、电子测量装置能

5、方便地改变量程，因此测量范围广。5、可以方便地与计算机相连，进行数据自动运算、分析和处理。29、答：从SMART传感器的功能和优点两方面来看功能a) 自补偿功能：如非线性、温度误差响应时间等的补偿b) 自诊断功能：如在接通电源时自检c) 微处理器和基本传感器之间具有双向通信功能，构成一死循环工作系统d) 信息存储和记忆功能e) 数字量输出和显示优点：a) 精度高，可通过软件来修正非线性，补偿温度等系统误差，还可补偿随机误差，从而使精度大为提高b) 有一定的可编程自动化能力。包括指令和数据存储、自动调零、自检等c) 功能广。智能传感器可以有多种形式输出，通过串口、并口、面板数字控制数或CRT显示

6、，并配打印机保存资料d) 功能价格比大。在相同精度条件下，多功能智能传感器比一功能普通的传感器性能价格比大可见，SMART传感器代表着今后传感器发展的总趋势。当我们对同一物理量进行多次重复测量时，如果误差按照一定的规律性出现，则把这种误差称为系统误差。系统误差出现的原因有：工具误差：指由于测量仪表或仪表组成组件本身不完善所引起的误差。方法误差：指由于对测量方法研究不够而引起的误差。定义误差：是由于对被测量的定义不够明确而形成的误差。理论误差：是由于测量理论本身不够完善而只能进行近似的测量所引起的误差。环境误差：是由于测量仪表工作的环境（温度、气压、湿度等）不是仪表校验时的标准状态，而是随时间在

7、变化，从而引起的误差。安装误差：是由于测量仪表的安装或放置不正确所引起的误差。个人误差：是指由于测量者本人不良习惯或操作不熟练所引起的误差。减小系统误差的方法：引入更正值法：若通过对测量仪表的校准，知道了仪表的更正值，则将测量结果的指示值加上更正值，就可得到被测量的实际值。替换法：是用可调的标准量具代替被测量接入测量仪表，然后调整标准量具，使测量仪表的指针与被测量接入时相同，则此时的标准量具的数值即等于被测量。 差值法：是将标准量与被测量相减，然后测量二者的差值。正负误差相消法：是当测量仪表内部存在着固定方向的误差因素时，可以改变被测量的极性，作两次测量，然后取二者的平均值，以消除固定方向的误差因素。选择最佳测量方案：是指总误差为最小的测量方案，而多数情况下是指选择合适的函数形式及在函数形式确定之后，选择合适的测量点。五、论述题（本大题共2题，每小题8分，共16分）30、介绍传感器的作用、应用与地位及传感器的发展方向。论述传感器在电冰箱中的应用。传感器的作用可包括信息收集、信息数据的交换及控制信息采集。传感器应用方向工业检测和自动控制系统中、汽车中、家用电器中、人体医学、机器人、人体医学、航空航天技术及遥感技术。传感器的发展方向不断扩大的测量范围、提高测量精度及可靠性、开发新领域与新技术、微型化与智能化。