西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷类别： 网教专业：车辆工程、电力系统自动化技术课程名称【编号】：传感器与检测技术【0928】 A 卷大作业 满分：100 分一、填空：（50 分）1. 测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等 。（4 分）2. 霍尔元件灵敏度的物理意义是 表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势的大小 。（4 分）3. 光电传感器的理论基础是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。第一类是利用在光线作用下 光电子逸出物体表面的外光电效应 , 这 （4 分），这类元件有 光电管、光电倍增管 （2 分）；第三类是利用在光线作用下 使物体内部产生一定方向电动势的光生伏特效应（4 分），这类元件有光电池、光电仪表 （2 分）。4.热电偶所产生的热电动势是 两种导体的接触 （2 分）电动势和 单一导体的温差 （2 分）电动势组成的，其表达式为Eab（T，To）= （2 分）。在热电偶温度补偿中补偿导线法（即冷端延长线法）是在连接导线和热电偶之间，接入 延长线 （2 分），它的作用是 将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方，以减小冷端温度变化的影响 5.压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下，其内部产生机械压力，从而引极化现象 （2 分），这种现象称为 正压电效应 （2分）。相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产 机械变形 （2分），这种现象称为 负压电效应 （2 分）。6. 变气隙式自感传感器，当街铁移动靠近铁心时，铁心上的线圈电感量_增加__（①增加②减小③不变）（2 分）7. 仪表的精度等级是用仪表的__引用误差___（① 相对误差 ② 绝对误差）来表示的。（2 分）8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除__变极距型___（①变面积型 ②变介电常数型）外是线性的。（2 分）9. 电位器传器的（线性），假定电位器全长为 Xmax, 其总电阻为 Rmax，它的 滑 臂 间 的 阻 值 可 以 用 Rx = _ x/Xmax Rmax ___ （ ① Xmax/xRmax,②Xmax/XRmax③X/XmaxRmax）来计算，其中电阻灵敏度 Rr=__2p(b+h)/At __（① 2pAt/b+h,②2A(b+b)/pt, ③2Atp(b+h)）。（4 分）二、什么是系统误差（8 分）？产生系统误差的原因是什么（10 分）？如何发现系统误差（10 分）？减少系统误差有哪几种方法（10 分）？（38 分）答：系统误差：- 1 - 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：① 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。② 方法误差：指由于对测量方法研究不够而引起的误差。③ 定义误差：是由于对被测量的定义不够明确而形成的误差。④ 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。⑤ 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，而是随时间在变化，从而引起的误差。⑥ 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。⑦ 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。（10 分）发现系统误差的方法有：① 实验对比法：这种方法是通过改变产生系统误差的条件从而进行不同条件的测量，以发现系统误差。这种方法适用于发现不变的系统误差。② 剩余误差观察法：是根据测量数据的各个剩余误差大小和符号的变化规律，直接由误差数据或误差曲线图形来判断有无系统误差。这种方法适用于发现有规律变化的系统误差。③ 计算数据比较法：对同一量测量得到多组数据，通过计算比较数据比较，判断是否满足偶然误差条件，以发现系统误差。减小系统误差的方法：① 引入更正值法② 替换法③ 差值法④ 正负误差相消法- 2 - ⑤ 选择最佳测量方案三、下面是热电阻测量电路，试说明电路工作原理并计算（12 分）1. 已知 Rt 是 Pt100 铂电阻，且Rt 0=100 Ω,其测量温度为 T=50℃，试计算出 Rt 的值和 Ra 的值, 其中（R1=10kΩ，R2=5kΩ，R3=10kΩ，E=5V）（6 分）答： 该热电阻测量温度电路由热敏电阻、测量电阻和显示仪表组成。图中 G 为指示仪表，R1、R2、R3为固定电阻，Ra 为零位调节电阻。热电阻都通过电阻分别为 r2、r3、Rg的三个导线和电桥连接，r2和 r3分别接在相邻的两臂，当温度变化时，只要它们的 Rg分别接在指示仪表和电源的回路中，其电阻变化也不会影响电桥的平衡状态，电桥在零位调整时，应使R4=Ra+Rt 0=5 Κ则，Ra=R4−Rt 0=5 Κ −100 Ω=4 . 9 Κ,电阻在参考温度（如 0C）时的电阻值。三线连接法的缺点之一是可调电阻的接触电阻和电桥臂的电阻相连，可能导致电桥的零点不稳。当 T=50℃时Rt=R0(1+ At +Bt2)¿100[1+3 . 940×10−3×50+(−5 . 802×10−7)×502]Ω¿119. 55 Ω2. 电路中已知 R1、R2、R3和 E，试计算电桥的输出电压 UAB。（6 分）此时（R1=R2= R3=5k， E=5V）答：根 据 题 意 此 时 ，Ra=R4−Rt=5 Κ −119 . 55Ω=4 .88045 Κ此 时 ，UAB=0动态测量时，UAB≈ΔRt4 R0E，期中R0=R1=R2=R3=R4=5 K- 3 -