传感器与测试技术简答题

1、传感器与测试电路复习题小题1.能将红外辐射量变化转换成电量变化的装置成为红外探测器。红外探测器根据热电效应和光子效应制成。前者成为热敏探测器，后者成为光子探测器。2.光栅是由很多等节距的透光缝隙和不透光的可先均匀相间排列构成的光电器件。按其原理和用途，它又可分为物理光栅和计量光栅。物理光栅是利用光的衍射现象制造的，主要用于光谱分析和光波长等量的测量。计量光栅主要利用莫尔现象，测量长度、角度、速度、加速度、振动等物理量。3.以光栅的栅距作为分辨单位，只能在有合适的光栅栅距的基础上，对栅距进一步细分，才可能获得更高的测量精度。4.编码器按其结构可分为接触式、光电式和电磁式三种，后两种为非接触式编码

2、器。简答题1、 热电偶为什么要进行冷端补偿？补偿方法？为了热电势与被测温度成单值函数关系，需要热电偶的冷端温度保持恒定，由于热电偶的温度热电势关系曲线是在冷端温度等于0下得到的，已知配套的仪表也是根据这一关系曲线进行刻度的，在测量时必须满足冷端温度等于0的条件，否则会出现误差，而在实际工作时冷端受外界温度影响很难恒定也不等于0。方法：冷端温度恒温法计算修正法电桥补偿法2、什么是压电效应？当某些物质沿其耨一方向被施加压力或拉力时，会产生形变，此时这种材料的两个表面将产生符号相反的电荷；当去掉外力后，它后重新回到不带点状态这种现象称为正压电效应。反之，在某些物质的极化方向上施加电电场，它会产生机械

3、变形，当去掉外加电场后该物质的变形随之消失，这种电能转变为机械能的现象称之为逆压电效应。2、 为什么压电晶片不能做动态测量？只有在外电路负载无穷大，且内部无漏电时，受力产生的电压U才能长期保持不变；如果负载不是无穷大，则电路就要按指数规律放电。这对于测量缓变信号极为不利，必将造成测量误差，只有在其上加交变力电荷才能得到补充，因此压电晶体不能做动态测量。3、 霍尔效应及其原理？在置于磁场的道题或半导体中通入电流，若电流与测长垂直，则在与磁场和电流都垂直的方向上会出现一个电势差，此现象为霍尔效应，其本质是固体材料中载流子在外加磁场中运动时因为受到洛仑兹力的作用，而使轨迹发生偏移并在材料两侧产生电荷

4、积累形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到洛仑兹力的与电场力相平衡从而在两侧建立起一个稳定的电势差及霍尔电压。4、 霍尔元件不等位电势产生的原因？当磁感应强度为0时，控制电流为额定值，霍尔电极间的空载电势成为不等位电势。产生原因：霍尔电极安装位置不正确，不对称或不在同一等电位量上。半导体材料不均匀造成了电阻率不均匀或使几何尺寸不均匀。控制电极接触不良造成控制电流不均匀分布。5、 莫尔条纹是如何形成的？有哪些特性？若将两块光栅（主光栅、指示光栅）叠合在一起，并且使它们的刻线成角度，由于光栅的刻线相交处形成亮带，而在一块光栅的刻线与另一块光栅的缝隙相交处形成暗带，在与光栅刻线垂直的方向，将出现

5、明暗相间的条纹，这些条纹就成为摩尔条纹。特性：运动对应关系位移放大作用。B=W/2/sin(/2) 当两块光栅沿着垂直于刻线方向相对移动时，莫尔条纹将沿着刻线方向移动，光栅移动一个节距W，莫尔条纹也移动一个间距B，从式可知，越小，B越大，使得BW,即莫尔现象有使栅距放大的作用，因此独处莫尔条纹的数目比读光栅刻线要方便的多。误差平均效用。计算题1、有一悬臂梁，在其中部上、下两面各贴两片应变片，组成全桥，如图所示。 请给出由这四个电阻构成全桥电路的示意图。 若该梁悬臂长L=0.25m，宽b= 0.06m，厚h=0.003m，弹性模量，应变片灵敏度系K=2，应变片空载电阻，应变片中心距固定端x= 0

6、.4L，现受一向下力F =1N，试求此时四个应变片的电阻值。 (梁上各处应变) 对于 对于 2、阻值，灵敏系数的电阻应变片与阻值的固定电阻组成电桥，供桥电压为3V，并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为和时，分别求出单臂、半桥差动电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。单臂时当应变为 电桥输出为 当应变为时 电桥输出为 电桥电压灵敏度为 半桥时当应变为 电桥输出为 当应变为时 电桥输出为 电桥电压灵敏度为 显然半桥电桥电压灵敏度为单臂的2倍。3、有一钢板，原长L=1m，弹性模量，使用 BP-3 箔式应变片，灵敏度系数K=2，测出的拉伸应变值为。试求：钢板伸长量L，应力，及。如果要测出应变值

7、则相应的是多少？ 若要测出应变值，则 4、5、6、7、8、9、注:该题中的BaTiO3 按照教材中的数据为，此答案中的数据有误，请同学自行改正。10、11、已知铜热电阻的百度电阻比，当用此热电阻测量 温度时，其电阻值为多少？若测温时的电阻值为，则被测温度是多少？由 可得： 已知 由, 将和 代入得到电阻温度系数 / 当测量的温度为50时，则121 当电阻值为92时，有 19 12、若某光栅的栅线密度为50线/mm，主光栅与指示光栅之间的夹角为0.2度。说明莫尔条纹形成原理及特点。求其形成的莫尔条纹间距BH是多少？当指示光栅移动时，莫尔条纹移动的距离？ 该答案在简答题时已经给出，不再赘述。光栅的

8、栅距为： 莫尔条纹宽度为 当标尺光栅移动100微米时，莫尔条纹移动的距离为 13、压电式加速度传感器与电荷放大器连接，电荷放大器又与函数记录仪连接。已知：传感器的电荷灵敏度Kq =100 pc/g，反馈电容Cf = 0.001F ，被测加速度a =0.5g。试求：电荷放大器的输出电压是多少？电荷放大器的灵敏度（每库仑输出的电压）是多少？ 若函数记录仪的灵敏度Kg = 2 mm/mV，求测量系统总灵敏度K。（单位g是重力加速度）电荷放大器输出电压： 电荷放大器灵敏度： 系统总灵敏度： 14、图示为光纤传光示意图，若空气的光折射率为n0，要使光纤的入射光在光纤纤芯内全反射，则q0至多为多少？写出推导过程。当光线以入射角进入光纤的端面时，在端面处发生折射，设折射角为，然后光线以角入射至纤芯与包层的界面。当角大于纤芯与包层间的临界角时，则射入的光线在光纤的界面上发生全反射。根据斯涅耳（Snell）光的折射定律，n0一般皆空气，故n01当r =90，的临界状态时，上式所示，称为光