1、1.1某位移傳感器，在輸入量變化5mm時(shí)，輸出電壓變化為300mV,求其靈敏度。花=仝乞=2=60ZSJV5X1O31.2某測量系統(tǒng)由傳感器、放大器和記錄儀組成，各環(huán)節(jié)的靈敏度為：S1=0.2mV/C、S2=2.0V/mV、S3=5.0mm/V，求系統(tǒng)的總的靈敏度。$=5；xS?XS3=0.2x2.0 x5.0=2mm/GC1.3測得某檢測裝置的一組輸入輸出數(shù)據(jù)如下：x0.92.53.34.55.76.7yi.i1.62.63.24.05.0試用最小二乘法擬合直線，求其線性度和靈敏度；y=kx-bA.-yt(陸+b)b_（滋即：-加憶科”）k_-工即nLxi1-(Sx.)2帶入數(shù)據(jù)得：=h=0

2、.25擬合直線靈敏度0.68,線性度7%二y=0-68x+0.25i=O238A2=-035A3=-0.16A4=-0.11A5=一026A6=094yL=土口x100%=土=7%ys擬合直線靈敏度0.68,線性度7%1.4某溫度傳感器為時(shí)間常數(shù)T=3s的一階系統(tǒng)，當(dāng)傳感器受突變溫度作用后，試求傳感器指示出溫差的1/3和1/2所需的時(shí)間。解：設(shè)溫差為R,測此溫度傳感器受幅度為R的階躍響應(yīng)為（動態(tài)方程不考慮初態(tài)）y(?y=Z當(dāng)y(t)=f時(shí)=F=31nf=1.22當(dāng)y(t=多時(shí)=t=3In舟=2.081.5某傳感器為一階系統(tǒng)，當(dāng)受階躍函數(shù)作用時(shí)，在t=0時(shí)，輸出為10mV;t8時(shí)，輸出為100m

3、V;在t=5s時(shí)，輸出為50mV,試求該傳感器的時(shí)間常數(shù)。此題與爐溫實(shí)驗(yàn)的測飛升曲線類似:y(t)=10+90(1_燈)由尹(5)=5O=f=8.511.6某一階壓力傳感器的時(shí)間常數(shù)為0.5s,若階躍壓力從25MPa,試求二倍時(shí)間常數(shù)的壓力和2s后的壓力。1.7某壓力傳感器屬于二階系統(tǒng)，其固有頻率為1000Hz,阻尼比為臨界值的50%,當(dāng)500Hz的簡諧壓力輸入后，試求其幅值誤差和相位滯后。所求幅值誤差為1.109，相位滯后33。421.8什么是傳感器的靜特性？有哪些主要指標(biāo)？答：靜特性是當(dāng)輸入量為常數(shù)或變化極慢時(shí)，傳感器的輸入輸出特性，其主要指標(biāo)有線性度、遲滯、重復(fù)性、分辨力、穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)

4、定性、各種抗干擾穩(wěn)定性。1.9如何獲得傳感器的靜特性？答：傳感器的靜特性由靜特性曲線反映出來，靜特性曲線由實(shí)際測繪中獲得。1.10傳感器的靜特性的用途是什么？答：人們根據(jù)傳感器的靜特性來選擇合適的傳感器。1.11試求下列一組數(shù)據(jù)的各種線性度：x123456y2.204.005.987.910.1012.051）理論（絕對）線性度，給定方程為y=2.0 x;2）端點(diǎn)線性度；3）最小二乘線性度。y匚二土兀皿*100%二I2。2x6二0*4%解：理論線性度：匸12.（4端點(diǎn)線性度：由兩端點(diǎn)做擬和直線=197.x0.23中間四點(diǎn)與擬合直線誤差：0.170.160.110.08AA0.17=_xioo%

5、=+=1.41%所以，最小二乘線性度：所以,ykx+b1.98x+0.091.12試計(jì)算某壓力傳感器的遲滯誤差和重復(fù)性誤差（工作特性選端基直線，一組標(biāo)定數(shù)據(jù)如下表示）行程輸入壓力xio5Pa輸出電壓（Mv）(2)(3)正行程2.0190.9191.1191.34.0382.8383.2383.56.0575.8576.1576.68.0769.4769.8770.410.0963.9964.6965.2反行程10.0964.4965.1965.78.0770.6771.0771.46.0577.3577.4578.44.0384.1384.2384.72.0191.6191.6192.0解：-

6、maxx100%噸小=15A27nia?2=1.3AZZmas3=1*8=008%丫心=03%r3=O09%士gwQwogmax1.13建立以質(zhì)量、彈簧、阻尼器組成的二階系統(tǒng)的動力學(xué)方程，并以此說明諧振現(xiàn)象和基本特點(diǎn)。解：質(zhì)量塊（質(zhì)量m）,彈簧（剛度c）,阻尼器（阻尼系數(shù)b）根據(jù)達(dá)朗貝爾原理：2.1在用直流電橋測量電阻的時(shí)候，若標(biāo)準(zhǔn)電阻R=10.00040的電橋已經(jīng)平衡（則被測電阻nR=10.00040），但是由于檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)在0.3mm以內(nèi)時(shí)，人眼就很難觀測出來，因此xR的值也可能不是10.00040,而是R=10.00040土R。若已知電橋的相對靈敏度nnnS=1mm/0.01%，求對應(yīng)

7、檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)0.3mm時(shí)，R的值。rn2.2如圖F1-1所示電路是電阻應(yīng)變儀中所用的不平衡電橋的簡化電路，圖中R2=R3=R是固定電阻，R1與R4是電阻應(yīng)變片，工作時(shí)R1受拉，R4受壓，R表示應(yīng)變片發(fā)生應(yīng)變后，電阻值的變化量。當(dāng)應(yīng)變片不受力，無應(yīng)變時(shí)R=0，橋路處于平衡狀態(tài)，當(dāng)應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時(shí)，橋路失去了平衡，這時(shí)，就用橋路輸出電壓Ud表示應(yīng)變片應(yīng)變后的電阻值的變化量。cd試證明:Ucd=-(E/2)(AR/R)=J?.+AZ?7?AT?=J?.+AZ?7?AT?證:u略去的第二項(xiàng)，即可得EA7?.2R2.3說明電阻應(yīng)變片的組成和種類。電阻應(yīng)變片有哪些主要特性參數(shù)？答：金屬電阻應(yīng)變片由四

8、部分組成：敏感柵、基底、蓋層、粘結(jié)劑、引線。分為金屬絲式和箔式。其主要特性參數(shù)：靈敏系數(shù)、橫向效應(yīng)、機(jī)械滯后、零漂及蠕變、溫度效應(yīng)、應(yīng)變極限、疲勞壽命、絕緣電阻、最大工作電流、動態(tài)響應(yīng)特性。2.4當(dāng)電位器負(fù)載系數(shù)MV0.1時(shí)，求RlR的關(guān)系。若負(fù)載誤差6lV0.1,且電阻相對變L與maxL化Y=1/2時(shí)求RR的關(guān)系。L與max/.m0-4二尺皿0ARl2.5一個(gè)量程為10kN的應(yīng)變式測力傳感器，其彈性元件為薄壁圓筒軸向受力，外徑20mm,內(nèi)徑18mm,在其表面粘貼八各應(yīng)變片，四個(gè)沿周向粘貼，應(yīng)變片的電阻值均為120Q,靈敏度為2.0,泊松比為0.3,材料彈性模量E=2.1X10iiPao要求：

9、繪出彈性元件貼片位置及全橋電路；計(jì)算傳感器在滿量程時(shí)，各應(yīng)變片電阻變化；當(dāng)橋路的供電電壓為10V時(shí)，計(jì)算傳感器的輸出電壓。其中樣為圓扌甬的載面積，F(xiàn)為寧白桑比疋洽弓單f生模量1,F為夕卜力口負(fù)載力為一靈敏系數(shù).滿量程時(shí)：尺=AR2=A7?3=AR4=KjR=KRAE6阪帶每時(shí)心AJ?5=A7?6=A2?7=A7?g=/AT?=0.3x0_191=0_0572.6試設(shè)計(jì)一電位器的電阻Rp特性。它能在帶負(fù)載情況下給出y=x的線性關(guān)系。給定電位器的總電阻Rp=100Q。負(fù)載電阻Rf分別為500和5000。計(jì)算時(shí)取x的間距為0.1,x,y分別為相對輸入和相對輸出，如圖F1-2所示。2.7試設(shè)計(jì)一分留電

10、阻式非線性電位器的電路及其參數(shù)，要求特性如下圖F1-3所示。2.8一帶負(fù)載的線性電位器的總電阻為1000Q。輸出為空載。試用解析和數(shù)值方法（可把整個(gè)行程分成10段），求下面兩種電路情況下的線性度，如圖F1-4所示。Rp10001=Rf30003如Y_GRpl+rnm(l-rn)=100.=200,7?曲=300,人丸斗=400.=500.R遠(yuǎn)=600匸=700,J?住=800.7?=900.7?vl0=10002.9應(yīng)變片產(chǎn)生溫度誤差的原因及減小或補(bǔ)償溫度誤差的方法是什么？6逢夕卜界臉丟化白勺條件I曲于憨倉棚臉系喪迂耳伽全全占詳件疇月長吞喪迂c甩3鳳乏注畀畑FHT產(chǎn)土缶偉0Z主牟俞出石曰寸會產(chǎn)

11、土韋垂去慮生冋裘迂皋邊旳詰龍c4右津=自卒卜借津?qū)W艮各卒卜借津2.10今有一懸臂梁，在其中上部上、下兩面各貼兩片應(yīng)變片，組成全橋，如圖F1-5所示。該梁在其懸臂梁一端受一向下力F=0.5N,試求此時(shí)這四個(gè)應(yīng)變片的電阻值。已知：應(yīng)變片靈敏系數(shù)K=2.1;應(yīng)變片空載電阻R=120Q。6(Z%)曠t=3mmWEt2E=70 x1O5Padl25cm_v=I2O256x(0.25)x0.5WEr-=0.10O.O6xVOxlO5x0.003)-2.lx12Ox0.10=25.2C7?3=7?o+zXZ?=120+25-2=145.2CZsJ?=12025.2=94.S2.11圖F1藝所示一受拉的10#

12、優(yōu)質(zhì)碳素鋼桿。試用允許通過的最大電流為30mA的康銅絲應(yīng)變片組成一單臂受感電橋。試求出此電橋空載時(shí)的最大可能的輸出電壓（應(yīng)變片的電阻為120Q)。3.1電感式傳感器有哪些種類？它們的工作原理是什么？答：種類：自感式、渦流式、差動式、變壓式、壓磁式、感應(yīng)同步器原理：自感、互感、渦流、壓磁3.2推導(dǎo)差動自感式傳感器的靈敏度，并與單極式相比較。3.3試分析差分變壓器相敏檢測電路的工作原理。答：相敏檢測電路原理是通過鑒別相位來辨別位移的方向，即差分變壓器輸出的調(diào)幅波經(jīng)相敏檢波后，便能輸出既反映位移大小，又反映位移極性的測量信號。經(jīng)過相敏檢波電路，正位移輸出正電壓，負(fù)位移輸出負(fù)電壓，電壓值的大小表明位移

13、的大小，電壓的正負(fù)表明位移的方向3.4分析電感傳感器出現(xiàn)非線性的原因，并說明如何改善。答：原因是改變了空氣隙長度改善方法是讓初始空氣隙距離盡量小，同時(shí)靈敏度的非線性也將增加，這樣的話最好其靈敏度增加非線性減少。3.5圖空所示一簡單電感式傳感器。尺寸已示于圖中。磁路取為中心磁路，不記漏磁，設(shè)鐵心及銜鐵的相對磁導(dǎo)率為104，空氣的相對磁導(dǎo)率為1，真空的磁導(dǎo)率為4nX10-7H.m-i,試計(jì)算氣隙長度為零及為2mm時(shí)的電感量。圖中所注尺寸單位均為mm.0-0450.0160.045_104x0.002x0.003+104xO_O15x0.003十104x0.010 x0.003=1.25602x00

14、021O_Tx3Oxl5空氣氣障為零時(shí)；Z=31OWR1.25，以及極板寬度為W。其他參數(shù)如圖F1-8所示。4.6在上題中，設(shè)6=d=1mm,極板為正方形(邊長50mm)。1=1,2=4試在x=0到50mm范圍內(nèi)，輸出磁位移傳感器的特性曲線，并給以適當(dāng)說明。4.7簡述電容式傳感器用差分脈沖調(diào)寬電路的工作原理及特點(diǎn)。答：工作原理：假設(shè)傳感器處于初始狀態(tài)，即丨C-C1且A點(diǎn)為高電平,即Ua=U;而B點(diǎn)為低電平,即Ub=0差分脈沖調(diào)寬型電路的特點(diǎn)就在于它的線性變換特性。5.1磁電式傳感器與電感式傳感器有哪些不同？磁電式傳感器主要用于測量哪些物理參數(shù)？答：磁電式傳感器是通過磁電作用將被測量轉(zhuǎn)換為電信號

15、的一種傳感器。電感式傳感器是利用線圈自感或互感的變化來測量的一種裝置。磁電式傳感器具有頻響寬、動態(tài)范圍大的特點(diǎn)。而電感式傳感器存在交流零位信號，不宜于高頻動態(tài)信號檢測；其響應(yīng)速度較慢，也不宜做快速動態(tài)測量。磁電式傳感器測量的物理參數(shù)有：磁場、電流、位移、壓力、振動、轉(zhuǎn)速。5.2霍爾元件能夠測量哪些物理參數(shù)？霍爾元件的不等位電動勢的概念是什么？溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N？答：霍爾組件可測量磁場、電流、位移、壓力、振動、轉(zhuǎn)速等。霍爾組件的不等位電勢是霍爾組件在額定控制電流作用下，在無外加磁場時(shí)，兩輸出電極之間的空載電勢，可用輸出的電壓表示。溫度補(bǔ)償方法：a分流電阻法:適用于恒流源供給控制電流的情況。b

16、電橋補(bǔ)償法簡述霍爾效應(yīng)及構(gòu)成以及霍爾傳感器可能的應(yīng)用場合。答：一塊長為I、寬為d的半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁場（磁場方向垂直于薄片）中,當(dāng)有電流I流過時(shí)，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢Uh。這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。霍爾組件多用N型半導(dǎo)體材料，且比較薄?；魻柺絺鞲衅鬓D(zhuǎn)換效率較低，受溫度影響大，但其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、堅(jiān)固、頻率響應(yīng)寬、動態(tài)范圍（輸出電勢變化）大、無觸點(diǎn)，使用壽命長、可靠性高、易微型化和集成電路化，因此在測量技術(shù)、自動控制、電磁測量、計(jì)算裝置以及現(xiàn)代軍事技術(shù)等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。61什么是壓電效應(yīng)？壓電效應(yīng)有哪些種類？壓電傳感器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)是什么？能否用壓電傳感器測量靜態(tài)

17、壓力？答：某些電介質(zhì)在沿一定的方向受到外力的作用變形時(shí)，由于內(nèi)部電極化現(xiàn)象同時(shí)在兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；而當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷的極性隨著改變。晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。反之，如對晶體施加一定變電場，晶體本身將產(chǎn)生機(jī)械變形，外電場撤離，變形也隨之消失，稱為逆壓電效應(yīng)。壓電材料有：石英晶體、一系列單晶硅、多晶陶瓷、有機(jī)高分子聚合材料因此需要測量電路具有無限大的輸入阻抗。但實(shí)際上這是不可能的，所以壓電傳感器不宜作靜態(tài)測量，只能在其上加交變力，電荷才能不斷得到補(bǔ)充，并給測量電路一定的電流。故壓電傳感器只能作動態(tài)測量。6

18、.2為什么壓電傳感器通常都用來測量動態(tài)或瞬態(tài)參量？答：如作用在壓電組件上的力是靜態(tài)力，則電荷會泄露，無法進(jìn)行測量。所以壓電傳感器通常都用來測量動態(tài)或瞬態(tài)參量。6.3試比較石英晶體和壓電陶瓷的壓電效應(yīng)。答：石英晶體整個(gè)晶體是中性的，受外力作用而變形時(shí)，沒有體積變形壓電效應(yīng)，但它具有良好的厚度變形和長度變形壓電效應(yīng)。壓電陶瓷是一種多晶鐵電體。原始的壓電陶瓷材料并不具有壓電性，必須在一定溫度下做極化處理，才能使其呈現(xiàn)出壓電性。所謂極化，就是以強(qiáng)電場使“電疇”規(guī)則排列，而電疇在極化電場除去后基本保持不變，留下了很強(qiáng)的剩余極化。當(dāng)極化后的鐵電體受到外力作用時(shí)，其剩余極化強(qiáng)度將隨之發(fā)生變化，從而使一定表面

19、分別產(chǎn)生正負(fù)電荷。在極化方向上壓電效應(yīng)最明顯。鐵電體的參數(shù)也會隨時(shí)間發(fā)生變化老化，鐵電體老化將使壓電效應(yīng)減弱。6.4設(shè)計(jì)壓電式傳感器檢測電路的基本考慮點(diǎn)是什么？為什么？答：基本考慮點(diǎn)是如何更好的改變傳感器的頻率特性，以使傳感器能用于更廣泛的領(lǐng)域。6.5畫出(111)晶面和110晶向。并計(jì)算(111)晶面內(nèi)和110晶向的縱向壓阻系數(shù)和橫向壓阻系數(shù)。7.1什么是光電效應(yīng)？答：當(dāng)用光照射物體時(shí)，物體受到一連串具有能量的光子的轟擊，于是物體材料中的電子吸收光子能量而發(fā)生相應(yīng)的電效應(yīng)(如電阻率變化、發(fā)射電子或產(chǎn)生電動勢等)。這種現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。7.2光纖損耗是如何產(chǎn)生的？它對光纖傳感器有哪些影響？答：

20、吸收性損耗：吸收損耗與組成光纖的材料的中子受激和分子共振有關(guān)，當(dāng)光的頻率與分子的振動頻率接近或相等時(shí)，會發(fā)生共振，并大量吸收光能量，引起能量損耗。散射性損耗：是由于材料密度的微觀變化、成起伏，以及在制造過程中產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)上的不均勻性或缺陷引起。一部分光就會散射到各個(gè)方向去，不能傳輸?shù)浇K點(diǎn)，從而造成散射性損耗。輻射性損耗：當(dāng)光纖受到具有一定曲率半徑的彎曲時(shí)，就會產(chǎn)生輻射磁粒。a彎曲半徑比光纖直徑大很多的彎曲b微彎曲：當(dāng)把光纖組合成光纜時(shí)，可能使光纖的軸線產(chǎn)生隨機(jī)性的微曲。光導(dǎo)纖維為什么能夠?qū)Ч猓抗鈱?dǎo)纖維有哪些優(yōu)點(diǎn)？光纖式傳感器中光纖的主要優(yōu)點(diǎn)有哪些？答：光導(dǎo)纖維工作的基礎(chǔ)是光的全內(nèi)反射，當(dāng)射入的光

21、線的入射角大于纖維包層間的臨界角時(shí)，就會在光纖的接口上產(chǎn)生全內(nèi)反射，并在光纖內(nèi)部以后的角度反復(fù)逐次反射，直至傳遞到另一端面。優(yōu)點(diǎn)：a具有優(yōu)良的傳旋光性能，傳導(dǎo)損耗小b頻帶寬，可進(jìn)行超高速測量，靈敏度和線性度好c能在惡劣的環(huán)境下工作，能進(jìn)行遠(yuǎn)距離信號的傳送功能型光纖傳感器其光纖不僅作為光傳播的波導(dǎo)，而且具有測量的功能。它可以利用外界物理因素改變光纖中光的強(qiáng)度、相位、偏振態(tài)或波長，從而對外界因素進(jìn)行測量和數(shù)據(jù)傳輸。7.4論述CCD的工作原理。答：CCD是一種半導(dǎo)體器件，在N型或P型硅襯底上生長一層很薄的SiO2,再在SiO2薄層上依次序沉積金屬電極，這種規(guī)則排列的MOS電容數(shù)組再加上兩端的輸入及輸

22、出二極管就構(gòu)成了CCD芯片CCD可以把光信號轉(zhuǎn)換成電脈沖信號。每一個(gè)脈沖只反映一個(gè)光敏元的受光情況，脈沖幅度的高低反映該光敏元受光的強(qiáng)弱，輸出脈沖的順序可以反映光敏元的位置，這就起到圖像傳感器的作用。81熱電阻傳感器主要分為幾種類型？它們應(yīng)用在什么不同場合？答：熱電阻傳感器分為以下幾種類型：鉑電阻傳感器：特點(diǎn)是精度高、穩(wěn)定性好、性能可靠。主要作為標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度計(jì)使用，也常被用在工業(yè)測量中。此外，還被廣泛地應(yīng)用于溫度的基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)的傳遞，是目前測溫復(fù)現(xiàn)性最好的一種。銅電阻傳感器：價(jià)錢較鉑金屬便宜。在測溫范圍比較小的情況下，有很好的穩(wěn)定性。溫度系數(shù)比較大，電阻值與溫度之間接近線性關(guān)系。材料容易提純，價(jià)

23、格便宜。不足之處是測量精度較鉑電阻稍低、電阻率小。鐵電阻和鎳電阻：鐵和鎳兩種金屬的電阻溫度系數(shù)較高、電阻率較大，故可作成體積小、靈敏度高的電阻溫度計(jì)，其缺點(diǎn)是容易氧化，化學(xué)穩(wěn)定性差，不易提純，復(fù)制性差，而且電阻值與溫度的線性關(guān)系差。目前應(yīng)用不多什么叫熱電動勢、接觸電動勢和溫差電動勢？說明熱電偶測溫原理及其工作定律的應(yīng)用。分析熱電偶測溫的誤差因素，并說明減小誤差的方法。答：熱電動勢：兩種不同材料的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）A、B串接成一個(gè)閉合回路，并使兩個(gè)結(jié)點(diǎn)處于不同的溫度下，那么回路中就會存在熱電勢。有電流產(chǎn)生相應(yīng)的熱電勢稱為溫差電勢或塞貝克電勢，通稱熱電勢。接觸電動勢：接觸電勢是由兩種不同導(dǎo)體的自由電

24、子，其密度不同而在接觸處形成的熱電勢。它的大小取決于兩導(dǎo)體的性質(zhì)及接觸點(diǎn)的溫度，而與導(dǎo)體的形狀和尺寸無關(guān)。溫差電動勢：是在同一根導(dǎo)體中，由于兩端溫度不同而產(chǎn)生的一種電勢。熱電偶測溫原理：熱電偶的測溫原理基于物理的熱電效應(yīng)。所謂熱電效應(yīng)，就是當(dāng)不同材料的導(dǎo)體組成一個(gè)閉合回路時(shí)，若兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫度不同，那么在回路中將會產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象。兩點(diǎn)間的溫差越大，產(chǎn)生的電動勢就越大。引入適當(dāng)?shù)臏y量電路測量電動勢的大小，就可測得溫度的大小。熱電偶三定律：a中間導(dǎo)體定律：熱電偶測溫時(shí)，若在回路中插入中間導(dǎo)體，只要中間導(dǎo)體兩端的溫度相同，則對熱電偶回路總的熱電勢不產(chǎn)生影響。在用熱電偶測溫時(shí)，連接導(dǎo)線及顯示一起等均可

25、看成中間導(dǎo)體。b中間溫度定律：任何兩種均勻材料組成的熱電偶，熱端為T,冷端為T時(shí)的熱電勢等于該熱電偶熱端為T冷端為Tn時(shí)的熱電勢與同一熱電偶熱端為Tn,冷端為T0時(shí)熱電勢的代數(shù)和。應(yīng)用：對熱電偶冷端不為0度時(shí)，可用中間溫度定律加以修正。熱電偶的長度不夠時(shí),可根據(jù)中間溫度定律選用適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償線路。c參考電極定律：如果A、B兩種導(dǎo)體（熱電極）分別與第三種導(dǎo)體C（參考電極）組成的熱電偶在結(jié)點(diǎn)溫度為（T,T）時(shí)分別為上丁兀、和上（厶厶）那么受相同溫度下，又A、B兩熱電極配對后的熱電勢為（C兀）=g）-Ebc（CT；）實(shí)用價(jià)值：可大大簡化熱電偶的選配工作。在實(shí)際工作中，只要獲得有關(guān)熱電極與標(biāo)準(zhǔn)鉑電極配對的

26、熱電勢，那么由這兩種熱電極配對組成熱電偶的熱電勢便可由上式求得，而不需逐個(gè)進(jìn)行測定。誤差因素：參考端溫度受周圍環(huán)境的影響減小誤差的措施有：a0oC恒溫法b計(jì)算修正法（冷端溫度修正法）c儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法d熱電偶補(bǔ)償法e電橋補(bǔ)償法f冷端延長線法試述熱電偶測溫的基本原理和基本定理。見8.2試比較電阻溫度計(jì)與熱電偶溫度計(jì)的異同點(diǎn)。答：電阻溫度計(jì)利用電阻隨溫度變化的特性來測量溫度。熱電偶溫度計(jì)是根據(jù)熱電效應(yīng)原理設(shè)計(jì)而成的。前者將溫度轉(zhuǎn)換為電阻值的大小，后者將溫度轉(zhuǎn)換為電勢大小。相同點(diǎn)：都是測溫傳感器，精度及性能都與傳感器材料特性有關(guān)。8.5什么是測溫用的平衡電橋、不平衡電橋和自動平衡電橋，各有什么特點(diǎn)

27、？答：在不平衡電橋中，檢流計(jì)改稱為電流計(jì)，其作用而不是檢查有無電流而是測量電流的大小。可見，不平衡電橋和平衡電橋的測量原理有原則上的區(qū)別。利用電橋除可精確測量電阻外，還可測量一些非電學(xué)量。例如，為了測量溫度變化，只需用一種熱敏組件把它轉(zhuǎn)化為電阻的變化，然后用電橋測量。不平衡電橋往往用于測量非電學(xué)量，此外還可用于自動控制和遠(yuǎn)距離聯(lián)動機(jī)構(gòu)中。8.6試解釋負(fù)電阻溫度系數(shù)熱敏電阻的伏安特性，并說明其用途。答：伏安特性表征熱敏電阻在恒溫介質(zhì)下流過的電流I與其上電壓降U之間的關(guān)系。當(dāng)電流很小時(shí)不足以引起自身發(fā)熱，阻值保持恒定，電壓降與電流間符合歐姆定律。當(dāng)電流IIs時(shí)，隨著電流增加，功耗增大，產(chǎn)生自熱，阻

28、值隨電流增加而減小，電壓降增加速度逐漸減慢，因而出現(xiàn)非線性的正阻區(qū)ab。電流增大到Is時(shí)，電壓降達(dá)到最大值Um。此后，電流繼續(xù)增大時(shí)，自熱更為強(qiáng)烈，由于熱敏電阻的電阻溫度系數(shù)大，阻值隨電流增加而減小的速度大于電壓降增加的速度，于是就出現(xiàn)負(fù)阻區(qū)bc段。研究伏安特性，有助于正確選擇熱敏電阻的工作狀態(tài)。對于測溫、控溫和溫度補(bǔ)償，應(yīng)工作于伏安特性的線性區(qū)，這樣就可以忽略自熱的影響，使電阻值僅取決于被測溫度。對于利用熱敏電阻的耗散原理工作的場合，例如測量風(fēng)速、流量、真空等，則應(yīng)工作于伏安特性的負(fù)阻區(qū)。8.7有一串聯(lián)的熱敏電阻測溫電路，如圖F1-9所示。試設(shè)計(jì)其最佳線性工作特性，并計(jì)算其線性度，最后，用坐

29、標(biāo)紙每5C點(diǎn)繪出電路圖F1-9中u=f(t)的曲線。8.8圖F1-10所示一并聯(lián)的熱敏電阻測溫電路。它具有一定的線性化功能，所用的熱敏電阻R的特性，試求等效的總電阻R與溫度的關(guān)系式。今取并聯(lián)電阻R=R=40Qo試求R在20tePte60工作范圍內(nèi)的獨(dú)立線性度（可用數(shù)值方法作），最后對串聯(lián)和并聯(lián)線性化電路作一比較全面而實(shí)用的比較。9.1什么是核輻射傳感器？答：核輻射傳感器是基于射線通過物質(zhì)時(shí)產(chǎn)生的電離作用，或利用射線能使某些物質(zhì)產(chǎn)生熒光，再配以光電組件，將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕膫鞲衅鳌?.2簡述核輻射傳感器的功能及優(yōu)缺點(diǎn)。答：核輻射傳感器可以實(shí)現(xiàn)氣體成分、材料厚度、物質(zhì)密度、物位、材料內(nèi)傷等的測量

30、。但是要注意放射性輻射的防護(hù)。9.3核輻射傳感器能用于哪些非電量的測量？試舉例說明之。答：可用來檢測厚度、液位、物位、轉(zhuǎn)速、材料密度、重量、氣體壓力、流速、溫度及濕度等參數(shù)。如何防護(hù)放射性輻射？答：盡量減小輻射強(qiáng)度，也要考慮輻射類型和性質(zhì)。在實(shí)際工作中要采取多種方式來減少射線的照射強(qiáng)度和照射時(shí)間，如采用屏蔽層，利用輔助工具，或是增加與輻射源的距離等各種措施。111什么是智能傳感器？答：智能傳感器集信息采集，信息的記憶、辨別、存儲、處理于一體，是一種將普通傳感器與微處理器一體化，兼有檢測和信息處理功能的新型傳感器，具有一定的自適應(yīng)能力。11.2智能傳感器有哪些主要功能？有哪些特點(diǎn)？答：功能分為：

31、a自補(bǔ)償功能：如非線性、溫度誤差響應(yīng)時(shí)間等的補(bǔ)償b自診斷功能：如在接通電源時(shí)自檢c微處理器和基本傳感器之間具有雙向通信功能，構(gòu)成一死循環(huán)工作系統(tǒng)d信息存儲和記憶功能e數(shù)字量輸出和顯示優(yōu)點(diǎn)有：a精度高，可通過軟件來修正非線性，補(bǔ)償溫度等系統(tǒng)誤差，還可補(bǔ)償隨機(jī)誤差，從而使精度大為提高。b有一定的可編程自動化能力。包括指令和數(shù)據(jù)存儲、自動調(diào)零、自檢等。c功能廣。智能傳感器可以有多種形式輸出，通過串口、并口、面板數(shù)字控制數(shù)或CRT顯示，并配打印機(jī)保存資料。d功能價(jià)格比大。在相同精度條件下，多功能智能傳感器比單功能普通傳感器性能價(jià)格比大。113如何獲取指紋圖像？答：三條途徑：非集成化實(shí)現(xiàn)、集成化實(shí)現(xiàn)和混

32、合實(shí)現(xiàn)。11.4指紋識別的過程分為哪幾步？答：包括以下內(nèi)容：資料收集：匯集所需要的信息資料轉(zhuǎn)換：把信息轉(zhuǎn)換成適用于微處理器使用的方式資料分組：按有關(guān)信息進(jìn)行有效的分組資料組織：整理資料或用其它方法安排資料，以便進(jìn)行處理和誤差修正資料計(jì)算：進(jìn)行各種算術(shù)和邏輯運(yùn)算，以便得到進(jìn)一步的信息資料存儲：保存原始資料和計(jì)算結(jié)果，供以后使用資料搜索：按要求提供有用格式的信息，然后將結(jié)果按用戶要求輸出。115答：線性參數(shù)的標(biāo)度變換，其變換公式為：非線性參數(shù)的標(biāo)度變換，公式為：多項(xiàng)式變換法聲116答：線性溫度特性補(bǔ)償方法：聲溫度特性曲線擬合法聲溫度特性査表法物非線性溫度特性補(bǔ)償方法：一般采用分段線性插值法（列表法

33、）轉(zhuǎn)117答：硬件設(shè)計(jì):聲正確選擇微處理器：常用單片機(jī)作為智能傳感器的中央處理器。聲除了中央處理器CPU外，還必須引入輸入輸出的各種功能要求。故它又可看成一個(gè)微處理器小系統(tǒng)，廣泛采用鍵盤、LED顯示器、打印、串并口輸出等，一起構(gòu)成了人機(jī)對話的工具。121傳感器靜態(tài)校準(zhǔn)的條件是什么？答：條件：沒有加速度、振動、沖擊(除非這些參數(shù)本身就是被測物理量)及環(huán)境溫度一般為室溫(205C)相對濕度不大于85%，大氣壓力為7Kpa的情況。12.2如何確定標(biāo)定儀器設(shè)備的精度等級？答：對傳感器進(jìn)行標(biāo)定，是根據(jù)試驗(yàn)資料確定傳感器的各項(xiàng)性能指針，實(shí)際上也是確定傳感器的測量精度，所以在標(biāo)定傳感器時(shí)，所用的測量儀器的精

34、度至少要比被標(biāo)定傳感器的精度高一個(gè)等級。123靜態(tài)特性標(biāo)定方法是什么？答：標(biāo)定方法：首先是創(chuàng)造一個(gè)靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件，其次是選擇與被標(biāo)定傳感器的精度要求相適應(yīng)的一定等級的標(biāo)定用儀器設(shè)備。然后開始對傳感器進(jìn)行靜態(tài)特性標(biāo)定。12.4什么是傳感器的動態(tài)特性標(biāo)定？答：傳感器的動態(tài)標(biāo)定主要是研究傳感器的動態(tài)響應(yīng)，而與動態(tài)響應(yīng)有關(guān)的參數(shù)，一階傳感器為時(shí)間常數(shù)二階傳感器為固有頻率和阻尼比兩個(gè)參數(shù)。聲答：產(chǎn)品喪失完成規(guī)定功能能力所有狀態(tài)及事件的總和叫失效。轉(zhuǎn)失效的分類：聲按失效發(fā)生場合分：試驗(yàn)失效、現(xiàn)場失效轉(zhuǎn)按失效的程度分：完全失效、局部失效聲按失效前功能或參數(shù)變化的性質(zhì)分：突然失效、退化失效e按失效排除的性質(zhì)分：

35、穩(wěn)定性失效、間歇失效物按失效的外部表現(xiàn)分：明顯失效、隱蔽失效轉(zhuǎn)125什么是絕對標(biāo)定法？什么是比較標(biāo)定法?答：絕對標(biāo)定法：振動計(jì)量基準(zhǔn)是采用激光光波長度作為振幅量值的絕對基準(zhǔn)。比較標(biāo)定法：將被標(biāo)的傳感器和標(biāo)準(zhǔn)傳感器相比較。是一種最常用的方法。轉(zhuǎn)13丄什么是傳感器的可靠性？聲答：傳感器的可靠性是指傳感器在規(guī)定條件、規(guī)定時(shí)間，完成規(guī)定功能的能力。轉(zhuǎn)13.2失效分析的方法有哪幾種？轉(zhuǎn)答：失效分析的方法：轉(zhuǎn)失效模式、效應(yīng)及危害度分析轉(zhuǎn)工藝過程FMMEA及質(zhì)量反饋分析轉(zhuǎn)失效樹分析方法e133可靠性設(shè)計(jì)程序核原則是什么？聲答：可靠性設(shè)計(jì)程序：e建立系統(tǒng)可靠性模型聲可靠性分配幽可靠性分析聲可靠性預(yù)測聲可靠性設(shè)

36、計(jì)評審聲試制品的可靠性試驗(yàn)轉(zhuǎn)最終的改進(jìn)設(shè)計(jì)e134什么是傳感器的失效？失效有哪幾種？按失效發(fā)生的原因分：設(shè)計(jì)上的失效、工藝上的失效、使用上的失效e按失效的起源分：自然失效、人為失效e按與其它失效的關(guān)系分：獨(dú)立失效、從屬失效e按失效浴盆曲線上不同階段分：早期失效、偶然失效、耗損失效等e1e14.1什么是測量原理？測量方法有哪幾種？聲答：測量原理是指用什么樣的原理去測量被測量。聲測量方法：e按測量手段分類：直接測量、間接測量和聯(lián)立測量聲按測量方式分類：偏差式測量、零位式測量和微差式測量。e14.2什么是系統(tǒng)誤差？系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因是什么？如何減小系統(tǒng)誤差？e答：當(dāng)我們對同一物理量進(jìn)行多次重復(fù)測量時(shí)

37、，如果誤差按照一定的規(guī)律性出現(xiàn)，則把這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。e系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的原因有：e工具誤差：指由于測量儀表或儀表組成組件本身不完善所引起的誤差。e方法誤差：指由于對測量方法研究不夠而引起的誤差。e定義誤差：是由于對被測量的定義不夠明確而形成的誤差。e理論誤差：是由于測量理論本身不夠完善而只能進(jìn)行近似的測量所引起的誤差。e環(huán)境誤差：是由于測量儀表工作的環(huán)境（溫度、氣壓、濕度等）不是儀表校驗(yàn)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，而是隨時(shí)間在變化，從而引起的誤差。安裝誤差：是由于測量儀表的安裝或放置不正確所引起的誤差。轉(zhuǎn)個(gè)人誤差：是指由于測量者本人不良習(xí)慣或操作不熟練所引起的誤差。聲減小系統(tǒng)誤差的方法：e引入更正值法：若

38、通過對測量儀表的校準(zhǔn)，知道了儀表的更正值，則將測量結(jié)果的指示值加上更正值，就可得到被測量的實(shí)際值。e替換法：是用可調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)量具代替被測量接入測量儀表，然后調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)量具，使測量儀表的指針與被測量接入時(shí)相同，則此時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)量具的數(shù)值即等于被測量。差值法：是將標(biāo)準(zhǔn)量與被測量相減，然后測量二者的差值。e正負(fù)誤差相消法：是當(dāng)測量儀表內(nèi)部存在著固定方向的誤差因素時(shí)，可以改變被測量的極性，作兩次測量，然后取二者的平均值以消除固定方向的誤差因素。e選擇最佳測量方案：是指總誤差為最小的測量方案，而多數(shù)情況下是指選擇合適的函數(shù)形式及在函數(shù)形式確定之后，選擇合適的測量點(diǎn)。14.3給出一只0.1級150V電壓表的檢定結(jié)

39、果，試編制修正值表并繪制其誤差曲線，求出指示在105及135分度時(shí)，經(jīng)過修正后的電壓值。示值實(shí)際值示值實(shí)際值示值實(shí)際值3029.988079.96120119.924040.049090.06130130.085049.94100100.08140139.926059.98110109.88150149.987069.94轉(zhuǎn)14.4檢定一只精度為1.0級100mA的電流表，發(fā)現(xiàn)最大誤差在50mA處為1.4mA，試問這只表是否合格？e解：檢測儀表示值絕對誤差與儀表量程l之比值，稱之為儀表示值的引用誤差，最大引用誤差去掉百分號即為儀表精度。顯然此儀表的最大引用誤差為：故不合格1AmA100mAx1

40、00%=1.4%1%e145被測電壓的實(shí)際值為10V，現(xiàn)有150VQ5級和15V25級兩只電壓表，選擇哪一只表誤差較??？e解：150V表的最大誤差為:150 x0.5%=0.75F15V表的最大誤差為：xe故選擇15V表誤差較小e14.6用晶體管毫伏表30V擋，分別測量6V和20V電壓，已知該擋的滿量程誤差為2%,求示值的相對誤差。3.6解:毫伏表示值的絕對誤差為x=上xl00%=10%測6V電壓時(shí)示值的相對誤差為：xl00%=3%測20V電壓時(shí)示值的相對誤差為：14.7有一測量范圍為0至lOOOkPa的壓力計(jì)，由制造廠進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)15kPa的絕對誤差，試計(jì)算：a）該壓力計(jì)的引用誤差；b）在測量壓力中讀數(shù)為200kPa時(shí)，可能