（精选）习题与解答2

1、习题与解答2第6章 热电式传感器1.什么是热电效应？（ 简述热电偶的测温原理及热电偶传感器的特点。）答：将两种不同性质的导体A、B串接成一个闭合回路，如图所示，如果两接合点处的温度不同(T0 T),则在两导体间产生热电动势，并在回路中有一定大小的电流，这种现象称为热电效应。 T0 T 2正常人的体温为37oC则此时的华氏温度为 c ，热力学温度为 c 。 A 32F，100K ，B.99F，236K C99F，310K D.37F310K由=（1.8t/0C+32）F 和 T=(t/0C+273.15)K3 C 的数值越大，热电偶的输出热电动势就越大 A.热端直径 B.热端和冷瑞的温

2、度 c.热端和冷端的温差 D.热电极的电导率4.热电偶的热电势由   接触电动势 和     温差电动  组成。 5.测量 CPU 散热片的温度应选用 C 型的热电偶；测量锅炉烟道中的烟气温度，应选用 A 型的热电偶；测量 100m 深的岩石钻孔中的温度，应选用 B 型的热电偶。 A. 普通 B. 铠装 C. 薄膜 D. 热电堆 第7章 光电传感器1.晒太阳取暖利用了 C ；人造卫星的光电池扳利用了 A ；植物的生长利用了 B 。A光电效应 B光化学效应 c光热效应 D感光效应2.光敏二极管属于 B ，光

3、电池属于 C ·A外光电效应 B.内光电效应 c光生伏特效应3.光敏二极管在测光电路中应处于 B 偏置状态，而光电池通常处于 A 偏置状态。A正向 B反向 C零4.温度上升，光敏电阻、光敏二极管，光敏三极管的暗电流 A 。A.上升 B下降 C不变5.欲利用光电池驱动电动车，需将数片光电池， A 以提高输出电压，再将几组光电池 A 起来，以提高输出电流。A串联，并联 B串联，串联 c并联，串联 D并联，并联6.光纤通讯中，与出射光纤耦合的光电元件应选用 C 。 A 光敏电阻 B PIN 光敏二极管 C APD 光敏二极管 D 光敏三极管 7.欲精密测量光的照度，光电池应配接 D 。 A

4、  电压放大器 B A/D 转换器 C 电荷放大器 D I/U 转换器 8.欲利用光电池为手机充电，需将数片光电池 B 起来，以提高输出电压，再将几组光电池 A 起来，以提高输出电流。 A 并联 B . 串联 C. 短路 D. 开路 9.什么是光电效应？根据光电效应现象的不同将光电效应分为哪几类？所谓光电效应是指光照射在某些物质上时，物质的电子吸收光子的能量而发生相应的电效应现象，如导电率变化、释放电子和产生电动势等。· (1)外光电效应：(在光线照射下能使电子逸出物体表面的现象。基于外光电效应的光电元件有光电管、光电倍增管等。)· (2)内光电效应：(在光线照射

5、下能使物体的电阻率改变的现象。基于内光电效应的光电元件有光敏电阻等。)· (3)光生伏特效应：(在光线作用下能使物体产生一定方向电动势的现象。基于光生伏特效应的光电元件有光敏晶体管、光电池等。)10 .光电二极管与普通二极管有什么区别？其结构与二级管不同之处在于它的PN结装在透明管壳的顶部,可以直接受到光的照射,在电路中处于反向偏置状态。11某光电开关电路如图1146a所示史密特型反相器CD40106的输出特性：如图11- 46b所示，请分析填空。 1)当无光照时，VD1_截止_(导通/截止)，I为_0_，ui为_0_，所以Uo为_高_电平，约为_5_V，设v1的Ube=0.77V，

6、则Ib约为_(5-0.77)/1K=4.23_mA，设V1的=100，继电器K的线圈直流电阻为100，则集电极饱和电流Ics为_（5V一0.3V）/0.1=47_mA。若K的暂定工作电流为45mA，则K处于 吸合 (吸合释放)状态。2）.从图b可以看出,当Ui_大_(大/小)于_3_V时,史密特反相器翻转,Uo跳变为_低_电平,k_释放_。3).若希望在光照度很小的情况下K动作,RL应_变小_(变大/变小)。调节RP能改变_RL_,此时应将RP往_上_(上/下)调。4).图中的R2起_限流_作用,V1起_电流_(电流/电压/功率)放大作用,VD2起_稀放_作用,保护_V1_在K突然失电时不致被

7、继电器线圈的反向感应电动势所击穿,因此VD2又称为_续流_二极管。12.在一片 0.5mm 厚的不锈钢圆片边缘，用线切割机加工出等间隔的透光缝，缝的总数 N 1 =60 ，如图 10-43 所示。将该薄圆片置于光电断续器（具体介绍见 10 -38 a ）的槽内，并随旋转物转动。用计数器对光电断续器的输出脉冲进行计数，在 10s 内测得计数脉冲数 N 如图所示（计数时间从清零以后开始计算， 10s 后自动停止）。问： 图 10-43 利用光电断续器测量转速和圈数 1）流过光电断续器左侧的发光二极管电流 I D 为多少毫安？（注：红外发光二极管的正向压降 U LED =1.2V ） 2）光电断续器

8、的输出脉冲频率 f 约为多少赫兹？ 3）旋转物每秒平均约转多少圈？每分钟平均约转多少圈？ 4）数码显示器的示值与转速 n 之间是什么关系？ 5）旋转物在 10s 内共转过了多少圈？ 6）如果为加工方便，将不锈钢圆片缝的总数减少，使 N 1 =6 ，则转速与数码显示器的示值之间是几倍的关系？ 答：1.RU=5-1.2=3.8U IR=U/R=3.8/10=7.5mA 2.f=30000/10=3000Hz 3.n=3000/60=50(r/s) n=50×60=3000(r/min)4.r=50×10=500 5.数值为递增关系 6. n=50×60=3000(r/

9、min)7. 数值为递增关系13保存贵重物品的场所都需要安装多种不同类型的防盗报警器，例如PVDF压电薄膜玻璃破碎感应片、超声波、红外光电开关、热释电元件等。现希望在窗户、门口、保险箱前面、上下、左右安装多种传感器、多道防线，组成“天罗地网”，以达到多重防护、报譬的目的，请你画出相应的图纸，包括立体图和多张平面图，并写出工程说明书。答：根据各传感器的工作原理及特性可利用PVDF压电薄膜玻璃破碎感应片粘贴在玻璃窗户上监测玻璃是否被打碎；用红外光电开关传感器安装在门口或窗户两端监测外来入侵者；用热释电元件（红外广角探测器）安装在房间顶端大面积监控室内移动对象；利用超声波反射监测定位贵重物品。经过科

10、学的全方位防范措施后可达到报警的目的。防范措施平面图如下所示。第9章 霍尔传感器1.要形成涡流必须具备两个条件 金属导体置于变化的磁场中时，导体表面就会有感应电流产生。1、 何谓霍尔效应？答：金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。霍尔电势UH=kHIB2、利用霍尔效应可进行哪些参数测量?霍尔电势是关于、三个变量的函数，即EH=KHcos 归纳起来，霍尔传感器主要有下列三个方面的用途： 1)维持、不变，则EH=f()，这方面的应用有：测量磁场强度的高斯计、测量转速的霍尔转速表、磁性产品计数器、霍尔式角编码器以及基于

11、微小位移测量原理的霍尔式加速度计、微压力计等。 2)维持、不变，则EH=f()，这方面的应用有角位移测量仪等。 3)维持不变，则EH=f() ，即传感器的输出EH与、的乘积成正比，这方面的应用有模拟乘法器、霍尔式功率计等。第10章 辐射式传感器1.何谓红外辐射?红外辐射又称红外光，其物理本质是热辐射，从紫光到红光热效应逐渐增大，而热效应最大的为红外光。在自然界中只要物体本身具有一定温度(高于绝对零度)，都能辐射红外光。物体的温度越高，辐射出来的红外线越多，辐射的能量就越强。（红外光的本质与可见光或电磁波性质一样，具有反射、 折射、散射、干涉、吸收等特性， 它在真空中也以光速传播，并具有明显的波

12、粒二相性。）2.红外检测的探测器主要有    热探测器   ，   光子探测器    两大类。3.红外探测器与光电传感器、热敏电阻器有什么异同?这三种器件都是在光能（或热能）的激发下产生某些电持性变化的传感器，不同之处是转换的物理特性本质不同，如热释电效应；光电效应；热阻效应。其中，热释电型探测器在热探测器中探测率最高， 频率响应最宽，5.试举出利用红外辐射技术进行检测的典型应用实例。. 防盗报警电路 . 自动照明装置 .电子礼仪（您好-、请勿吸烟）、警告（高压危险）发声电路 .自动喷

13、水 .安全防范开关电路6.超声波是一种_高于20KHz的机械振动_波，具有_穿透_、_反射_、_折射_等特点。7.超声波传感器可用来     测距（防撞、液位、物位）       ，   探伤       ，     侧厚 ，_防盗_。8.将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的 C ；蜂鸣器中发出“嘀嘀”声的压电片发声原理是利

14、用压电材料的 D 。 A. 应变效应 B. 电涡流效应 C. 压电效应 D. 逆压电效应 9.人讲话时，声音从口腔沿水平方向向前方传播，则沿传播方向的空气分子 D 。 A. 从口腔附近通过振动，移动到听者的耳朵 B. 在原来的平衡位置前后振动而产生横波 C. 在原来的平衡位置上下振动而产生横波 D. 在原来的平衡位置前后振动而产生纵波 10.一束频率为 1MHz 的超声波（纵波）在钢板中传播时，它的波长约为 C ，声速约为 E 。 A. 5.9 m B. 340m C. 5.9mm D. 1.2mm E. 5.9km /s F .340m /s f=C 声速C= 5.9km /s11.超声波频

15、率越高， A 。 A. 波长越短，指向角越小，方向性越好 B. 波长越长，指向角越大，方向性越好 C. 波长越短，指向角越大，方向性越好 D. 波长越短，指向角越小，方向性越差 f=C Sin=1.22/D(超声源的直径)12.超声波在有机玻璃中的声速比在水中的声速 A ，比在钢中的声速 B 。A. 大 B. 小 C. 相等 13.单晶直探头发射超声波时，是利用压电晶片的 A ，而接收超声波时是利用压电晶片的 B ，发射在 D ，接收在 E 。 A. 压电效应 B. 逆压电效应 C. 电涡流效应 D. 先 E. 后 F. 同时 14.钢板探伤时，超声波的频率多为 C ，在房间中利用空气探头进行

16、超声防盗时，超声波的频率多为 B 。 A. 20Hz20kHz B. 35kHz45kHz C. 0.5MHz5MHz D. 100MHz500MHz19.对处于纲板深部的缺陷宜采用_超声波_探伤, 对处于纲板表面的缺陷宜采用_电涡流_探伤。(电涡流/超声波/测量电阻值)20.图中，显示器的x轴为10usdiv(格)，现测得B波与T波的距离为10格，F波与T波的距离为35格，已知纵波在钢板中的声速CL=5.9×103ms，求：1)t及tF；2)钢板的厚度及缺陷与表面的距离xF。a) 无缺陷时超声波的反射及显示波形b) 有缺陷时超声波的反射及显示波形解:t=10us/div×10div=100us=0.1ms，tF=10us/div×3.5div=35us=0.035ms. 已知纵