《传感器与检测技术》期末复习试题13及答案.docx

00121班传感《传感器与检测技术》试题13

班级：________ 学号： 姓名：成绩：_____

一、测得某检测装置的一组输入输出数据如下：

X

0.6

2.4

3.1

4.3

5.5

6.5

y

1.1

1.6

2.6

3.2

4.0

5.0

试用最小二乘法拟合直线，求其线性度和灵敏度(15分)

二、如图所示电路是电阻应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路，图中R2=R3=R是固定电阻，R1与R4是电阻应变片，工作时R1受拉，R4受压，ΔR表示应变片发生应变后，电阻值的变化量。当应变片不受力，无应变时ΔR=0，桥路处于平衡状态，当应变片受力发生应变时，桥路失去平衡，这时，就用桥路输出电压Ucd表示应变片应变后电阻值的变化量。试证明：Ucd=-(E/2)(ΔR/R)。(15分)

三、什么叫做热电动势、接触电动势和温差电动势？说明热电偶测温原理及其工作定律的应用。分析热电偶测温的误差因素，并说明减小误差的方法(15分)

四、霍尔元件能够测量哪些物理参数？霍尔元件的不等位电势的概念是什么？温度补偿的方法有哪几种？请详细推导分流电阻法。(15分)

五、人们说，SMART传感器代表着今后传感器发展的总趋势，为什么？(10分)

六、什么是传感器的可靠性？可靠性设计程序和原则是什么？什么是传感器的失效？

失效有哪几种？失效分析方法有哪几种？（10分）

七、利用所学知识，设计一套非电量传感器（包括敏感元件的选择、测量电路的设计、

采用温度补偿及抗干扰措施）。（20分）

00121班传感《传感器与检测技术》试题

班级：________ 学号： 姓名：成绩：_____

一、测得某检测装置的一组输入输出数据如下：

X

0.6

2.4

3.1

4.3

5.5

6.5

y

1.1

1.6

2.6

3.2

4.0

5.0

试用最小二乘法拟合直线，求其线性度和灵敏度(15分)

答：

带入数据得：k=0.67b=0.25

拟合直线灵敏度0.67,线性度±7%

二、如图所示电路是电阻应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路，图中R2=R3=R是固定电阻，R1与R4是电阻应变片，工作时R1受拉，R4受压，ΔR表示应变片发生应变后，电阻值的变化量。当应变片不受力，无应变时ΔR=0，桥路处于平衡状态，当应变片受力发生应变时，桥路失去平衡，这时，就用桥路输出电压Ucd表示应变片应变后电阻值的变化量。试证明：Ucd=-(E/2)(ΔR/R)。(15分)

证：

略去的第二项，即可得

三、什么叫做热电动势、接触电动势和温差电动势？说明热电偶测温原理及其工作定律的应用。分析热电偶测温的误差因素，并说明减小误差的方法(15分)

答：热电动势：两种不同材料的导体（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动势。有电流产生相应的热电动势称为温差电动势或塞贝克电动势，通称热电动势。

接触电动势：接触电动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动势。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动势。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：

热电偶测温时，若在回路中插入中间导体，只要中间导体两端的温度相同，则对热电偶回路总的热电动势不产生影响。在用热电偶测温时，连接导线及显示一起等均可看成中间导体。

b中间温度定律：

任何两种均匀材料组成的热电偶，热端为T，冷端为T时的热电动势等于该热电偶热端为T，冷端为Tn时的热电动势与同一热电偶热端为Tn，冷端为T0时热电动势的代数和。

应用：对热电偶冷端不为0℃时，可用中间温度定律加以修正。热电偶的长度不够时，可根据中间温度定律选用适当的补偿线路。

c参考电极定律：

如果A、B两种导体（热电极）分别与第三种导体C（参考电极）组成的热电偶在结点温度为（T，T0）时分别为EAC(T,T0)和EBC(T,T0)，那么受相同温度下，又A、B两热电极配对后的热电动势为

实用价值：可大大简化热电偶的选配工作。在实际工作中，只要获得有关热电极与标准铂电极配对的