电力学院传感器习题集卷及规范标准答案Word下载.docx
《电力学院传感器习题集卷及规范标准答案Word下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电力学院传感器习题集卷及规范标准答案Word下载.docx(9页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
℃
6.有三台测温仪表,量程均为0~800℃,精度等级分别为2.5级、2.0级和1.5级,现要测量500℃的温度,要求相对误差不超过2.5%,选那台仪表合理?
2.5级时的最大绝对误差值为20℃,测量500℃时的相对误差为4%;
2.0级时的最大绝对误差值为16℃,测量500℃时的相对误差为3.2%;
1.5级时的最大绝对误差值为12℃,测量500℃时的相对误差为2.4%。
因此,应该选用1.5级的测温仪器。
2.为什么导体材料和绝缘体材料均不宜做成霍尔元件?
答:
因为导体材料的μ虽然很大,但ρ很小,故不宜做成元件,而绝缘材料的ρ虽然很大,但μ很小,故也不宜做成元件。
3.为什么霍尔元件一般采用N型半导体材料?
因为在N型半导体材料中,电子的迁移率比空穴的大,且μn>
μp,所以霍尔元件一般采用N型半导体材料。
例:
实验室两个组测量两袋米的重量,这两袋米的重量(真值)分别为
10Kg,100Kg;
1、2组测量的数据分别为10.1Kg,100.5Kg
①计算两组的绝对误差和相对误差。
绝对误差:
A=10.1-10;
B=100.5-100;
相对误差;
A/10;
B/100
②评判两个组的测量准确性?
(高低)A<
B
1.有一温度计,它的测量范围为0~200℃,精度为0.5级,该表可能出现的最大绝对误差为______。
A.1℃B.0.5℃C.10℃D.200℃
2.欲测量240V左右的电压,要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%。
问:
若选用量程为250V电压表,其精度应选用哪一级?
若选用量程为300V和500V的电压表,其精度应分别选用哪一级?
0.5;
0.2;
0.2
3.已知待测力约为70N,现有两只测力仪表,一只为0.5级,测量范围为0~500N,另一只为1.0级,测量范围为0~100N。
选用哪一只测力仪表标好?
为什么?
4.有一温度计,它的测量范围为0~200℃,精度为0.5级,求:
5.
(1)该表可能出现的最大绝对误差。
1℃
6.
(2)当示值分别为20℃、100℃时的示值相对误差。
5%;
1%
案例1:
某数控机床的主刀头行程范围:
0~250cm,试在电阻式、电容式、电感式三类位移传感器中选用适合的一种来测量其行程距离。
案例2:
电子显微镜上下微调移动距离如何测量?
试在电阻式、电容式、电感式三类位移传感器中选用适合的一种来测量其行程距离。
例1:
用压电加速度传感器和电荷放大器测量振动加速度,如果加速度传感器的灵敏度为80PC/g(g为标准重力加速度=9.8m/s²
),电荷放大器的灵敏度为20mv/PC,当振动加速度为5g时,求:
S1=80PC/g:
S2=20mv/PC:
若输入X=5g时y=s1*s2*x=8000mv=8v
电荷放大器的输出电压为多少?
此电荷放大器的反馈电容为多少?
U0=q/Cf—Cf=U0/q=10^-12/20*10^-3=50*10^-12F=50pF
例2:
用石英晶体加速度计测量机器的振动,已知加速度计的灵敏度SQ为5PC/g,电荷放大器的灵敏度SU为50mv/PC,当机器的振动达到最大加速度值时,相应的输出电压幅值为2V,试求该机器的振动加速度。
U=q*su由u=2v可知q=40pc,而q=a*5PC/g可得a=8g
*案例分析:
1.日用的电子秤重计运用什么力传感器?
电阻应变式力传感器
2.车床测量车刀切削力运用的是什么力传感器?
压电传感器
结露传感器:
近年来,结露传感器的应用使磁带录像机(VTR)转轴、汽车的车窗玻璃、建材及其它精密机器等的结露问题得到解决。
由树脂和导电粒子组成的膜状结构的结露传感器,其原理基于吸收水份后,导电粒子的间隔扩大,电阻增大,并且结露传感器的电路具有开关特性。
这种传感器能在结露等恶劣环境下长期使用。
*问题分析:
1.氯化锂湿度传感器把湿度转化成什么电信号?
电阻
2.哪一种半导体陶瓷型湿度传感器性能最好?
Mgcr20‘一sn02半导体陶二瓷型湿敏元件
3.用于检测录像机和照相机结露的湿度传感器?
A.电解质型湿度传感器B.半导体陶瓷型湿度传感器C.有机高分子湿度传感器
1.什么叫N型半导体,特征是什么?
什么叫P型半导体,特征是什么?
2.什么什么叫做还原性气体?
都有哪些?
叫做氧化性气体?
3.当N型气敏元件遇到氧化性气体时电阻上升或下降?
当N型气敏元件遇到还原性气体时电阻上升或下降?
P型半导体即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体。
N型半导体即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。
特征:
N渗入微量的五价元素:
主要靠电子导电;
自由电子是多数载流子,空穴是少数载子子。
P渗入微量的三价元素:
主要靠空穴导电;
自由电子是少数载流子,空穴是多数载子。
1.在光线作用下能使物体的电阻率的现象称为内光电效应,基于内光电效应的光电元件有半导体光敏电阻、光敏电阻、光敏三极管、光敏晶闸管等。
2.光敏电阻的工作原理是基于。
A外光电效应B内光电效应C压电效应D光生伏特效应
3.在光线作用下,半导体的电导率增加的现象属于。
A外光电效应B内光电效应C光电发射D光导效应
4.当一定波长入射光照射物体时,反应该物体光电灵敏度的物理量是。
A红限B量子效率C逸出功D普朗克常数
5.光敏三极管的结构,可以看成普通三极管的用光敏二极管替代的结果。
A集电极B发射极C集电结D发射结
7.用光敏二极管或光敏三极管测量某光源的光通量时,是根据它
们的实现的。
A光谱特性B伏安特性C频率特性D光电特性
红外线传感器
1.室温环境下D是使用最广泛的红外线传感器
A热敏电阻红外线传感器B热电偶红外线传感器C热电堆红外线传感器D热释电红外线传感器
2.菲涅耳透镜可以提高D的接收灵敏度
3.上题提高的灵敏度可达到10倍。
:
练习
1.电阻应变式力学传感器的原理:
它是由弹性敏感元件与电阻应变片构成。
弹性元件在感受被测力时将产生变形,其表面产生应变。
粘贴在其表面的电阻应变片将随着变形,因此电阻值也产生相应的变化,测量出电阻变化值就可以推算出被测力的大小。
2.通常用应变式传感器来测量(D)
A.温度B.密度C.加速度D.电阻
3.电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转化为(D)的输出。
A.电阻b.电容C.电感D.电压
4.应变片为什么要进行温度补偿?
因为被测定物都有自己的热膨胀系数,所以会随着温度的变化伸长或缩短。
因此如果温度发生变化,即使不施加外力贴在被测定物上的应变片也会测到应变。
5.什么叫压电效应?
压电材料有哪些?
压电效应:
某些电介质在沿一定的方向上受到外力的作用而变形时,内部会产生极化现象,同时在其皮相上产生电荷,当外力去掉后,又重新回到不带电的状态,这种现象称为压电效应。
无机压电材料:
压电晶体和压电陶瓷石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。
有机压电材料:
聚偏氟乙烯(PVDF)
7.为什么压电压力传感器是预测动态压力,不适合侧静态压力。
因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。
实际的情况不是这样的,所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。
6.如图所示为一直流电桥,供电电源电动势E=4V,
试求:
(1)输出U0=0的条件是什么?
当R1=R2=R3=R4=120Ω,
(2)R1为电阻应变片,其余为外接电阻,当R1的增量为⊿R1=1.2Ω时,电桥输出电压U0=?
(3)R1和R2都为电阻应变片,两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的正反两面。
设等强度梁在受力后,R1,、R2感受应变的极性相反,且⊿R1=⊿R2的绝对值=1.2Ω,试求此时电桥输出端电压U0。
练习:
9.霍尔电势UH与磁感应强度B、控制电流I、霍尔元件灵敏度KH的关系是UH=__BIKH__。
A.霍尔电势UH正比于磁感应强度BB.霍尔电势UH正比于控制电流I
C.霍尔电势UH正比于灵敏度KHD.霍尔电势UH=KHBI
10.为什么有些导体材料和绝缘材料均不宜做成霍尔元件?
因为导体材料的U大,p小;
绝缘体的则反,所以不适合。
8.常用的半导体光电元件有哪些?
他们的电路符号是如何?
光敏二极管,光敏三极管,光电池。
9.画出光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管基本电路。
光敏电阻
4.1)有一数字温度计,测量范围为–50℃~150℃,精度0.5级,求当示值分别为-20℃,100℃时的绝对误差和示值相对误差。
2)欲测量250V电压,要求测量示值相对误差不大于±
0.5%,问选用量程为250V电压表,其精度为那一级?
若选用量程为300V和500V的电压表,其精度又分别为那一级?
3)已知待测电压为400V左右,现有两只电压表,一只1.5级,测量范围0~500V;
另一只0.5级,测量范围0~1000V,问选用那只表测量较好?
为什么?
1)绝对误差为:
℃:
-20℃时相对误差为:
100℃时相对误差为:
2)绝对误差为:
即选用精度为0.5级的250V电压表。
则量程为300V的应用精度为0.4级,量程为500V的精度为0.25级。
3)第一只绝对误差为
相对误差为
第二只绝对误差为
所以应用第二只表。
5.用镍铬-镍硅(K)热电偶测量温度,已知冷端温度为40℃,用高精度毫伏表测得这时的热电动势为29.188mV,求被测点的温度。
由镍铬-镍硅热电偶分度表查出E(40,0)=1.638mV,根据式(5-2-1)计算出
再通过分度表查出其对应的实际温度为
6.已知铂铑10-铂(S)热电偶的冷端温度t0=25℃,现测得热电动势E(t,t0)=11.712mV,求热端温度是多少度?
由铂铑10-铂热电偶分度表查出E(25,0)=0.161mV,根据式(5-2-1)计算出
7.已知镍铬-镍硅(K)热电偶的热端温度t=800℃,冷端温度t0=25℃,求E(t,to)是多少毫伏?
由镍铬-镍硅热电偶分度表可查得E(800,0)=33.275mV,E(25,0)=1.024mV,故可得
E(800,5)=33.275-1.024=32.251mV
8.现用一支镍铬-康铜(E)热电偶测温。
其冷端温度为30℃,动圈显示仪表(机械零位在0℃)指示值为400℃,则认为热端实际温度为430℃,对不对?
正确值是多少?
不对,因为仪表的机械零位在0℃,正确值为400℃。
9.如图5.14所示之测温回路,热电偶的分度号为K,毫伏表的示值应为多少度?
毫伏表的示值应为(t1-t2-60)℃。
10.用镍铬-镍硅(K)热电偶测量某炉温的测量系统如图5.15所示,已知:
冷端温度固定在0℃,t0=30℃,仪表指示温度为210℃,后来发现由于工作上的疏忽把补偿导线
,相互接错了,问:
炉温的实际温度t为多少度?
实际温度应为270℃,因为接反后不但没有补偿到,还抵消了30℃,故应该加上60℃。