自动检测技术第4版赖申江、马西秦试卷2 自动检测技术课程试卷题解2.doc

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1、《自动检测技术》课程试卷一．选择题20%1．有一台测温仪表，量程为0~600°C，该仪器精度为1.5级，用它来测量温度时，其最大绝对误差为（A）。A：9°C　B：10°CC：1.5°CD：6°C2．若测量结果重复一致程度差，即测量结果的分散性大，表示（A）误差大。A：随机B：系统C：绝对D：相对3．金属热电阻传感器是根据导体（B）随温度变化的原理来测量温度的。A：热电效应B：电阻率C：应变D：截面积4．金属丝的长度为L，截面积为A，电阻率为r，则其应变e为（B）。A：DA/AB：DL/LC：Dr/rD：rL/A5．变面积式电容传感器输出与输入的关系为（C）。A：非线性B：近似线

2、性C：线性D：不确定6．采用带相敏整流的交流电桥，其输出信号能反映输入位移的（D）。A：仅大小B：位置C：极性D：大小和方向7．光敏二极管工作时处于（C）状态。A：光导B：反射C：反向偏置D：正向偏置8．将4片压电传感器接成并联形式，其输出电压是单片压电传感器的（A）。A：1倍B：2倍C：1/2D：4倍9．光敏晶体管的光谱特性是指在入射光照度一定时，其（D）随光波波长变化的特性。A：输出电压B：输出电流C：增益D：相对灵敏度10．热电偶回路中的两个热电极材料不同，两接点温度相同，热电动势为（A）。6A：0mVB：1mVC：正D：负二．填空题20%1．利用半导体材料可制成对不同物

3、理量敏感的传感器（即敏感元件），它们分别为力敏、光敏、温敏、磁敏、压敏、气敏传感器等。2．传感器的静态特性指标主要有灵敏度、分辨率、线性度、迟滞和精度。3．当磁感应强度为B，控制电流为I，霍尔材料的电子浓度为n，材料厚度为d，载流子电荷为q，则系数RH为1/nq，霍尔元件的灵敏度KH为1/nqd，霍尔电压UH为KHIB。4．光电效应分为三类。第一类是外光电效应，相应的器件有光电管和光电倍增管。第二类是内光电效应，相应的器件有光敏电阻、光敏晶体管。第三类是光生伏特效应，相应的器件有光电池。三．计算题40%1．初始阻值为120Ω的电阻应变片，其灵敏度为K=2.0。如果将该应变片用总

4、阻值为12Ω的导线连接到测量系统，求此时应变片的灵敏度。解：导线连接前应变片的灵敏度K为因为用导线连接到测量系统的前后，应变片的应变量相同，故用导线连接后应变片的灵敏度K’改变为2．一个平板电容器。两极板间介质为空气，极板面积S=a×a=2cm×2cm，间隙d0=0.1mm。真空介电常数为，空气介相对电常数为1。（1）试求传感器初始电容值。（2）若由于装配关系，两极板不平行。一侧间隙为d0，另一侧间隙为d0+b，其中b=0.01mm，用积分方法求此时的电容值。解：（1）传感器的初始电容值为6（2）当两极板不平行时，用积分法计算传感器的电容。如图所示，位置为x处，宽度为dx，长度

5、为a的两个狭窄长条之间的电容为所以3．有一块0度x切型的石英压电晶体，其面积S=3cm2，厚度t=0.3mm，相对介电常数εr=4.5，纵向压电系数dxx=2.31×10－12C/N。求压电晶体受到P=10MPa的压力作用时产生的电荷量q及输出电压Uo。解：受力F=PS作用后，压电晶体产生的电荷量为压电晶体的电容量为所以压电片两电极间输出电压值为4．已知某负温度系数的热敏电阻，在温度为298K时阻值RT1=3144Ω，当温度为303K时阻值RT2=2772Ω。试求该热敏电阻的材料系数B。6解：负温度系数热敏电阻的温度特性公式为代入已知条件解出四．综合题20%1．图示AB为测温热

6、电偶，CD为补偿热电偶。热端温度为t，冷端温度为t0，接线盒所处的温度为t1。AB热电偶与CD热电偶在0～100℃范围内热电特性相近。要求画出回路电势图并用回路电势的公式证明热电偶测量温度时不受接线盒处温度t1的影响。解：回路电势如图所示。证明：由于AB热电偶与CD热电偶在0～100℃范围内热电特性相近，即有回路总电势EABCD(t，t1，t0)主要由四部分接触电势组成。则有6根据热电势特性，当回路内各点温度相等时，回路电势为零。即当t=t0=t1时，EABCD=0，得因为，故代入总电势公式得出由以上结果可知与接线盒处温度t1无关，只要保持补偿热电偶处温度t0为恒定即可正常测温

7、。2．拟采用热电偶测量水槽内液体的温度（0～250℃），同时采用霍尔传感器控制液位。要求显示液体当前的实时温度。当液位低于下限时打开水泵电机供水；液位高于上限时关闭水泵电机停止供水。（1）画出该测控装置的示意图；（2）写出所选用传感器的型号；（3）说明系统工作原理。解：（1）测控装置的示意图如下图所示。（2）由于液体的温度为0～250℃，故采用E型热电偶。霍尔传感器采用开关型集成霍尔传感器，型号为CS-3000系列。（3）系统工作原理：热电偶直接插入水槽。热电偶输出电势经补偿导线连接到测量电