《自动检测技术》习题集及部分参考答案(6)

§7—3压电石英晶体和压电陶瓷

复习思考题

1．什么叫正、逆压电效应和纵向、横向压电效应？ 2．石英晶体X、Y、Z轴的名称及其特点是什么？ 3．简述压电陶瓷的结构及其特性？

4．比较、一下石英晶体和压电陶瓷各自的特点？ 5．压电元件的等效电路及其特点是什么？ 6．电荷放大器的特点是什么？ 7．压电元件的几种变形方式是什么？ 8．压电片叠在一起的特点及连接方式是什么？ 9．简述压电传感器的特点及应用？ 作业题

1．石英晶体和压电陶瓷多晶体具有 、 效应，利用它们的 效应制成了电势型传感器。（正；逆压电；正压电）

2．石英晶体的右旋直角坐标系统中，Z轴称 ，该方向上 压电效应；X轴称 ， 晶面上的压电效应 ；Y轴称 ，沿Y轴方向上的 。（光轴（中性轴）；没有；电轴；垂直于X轴；最显著；机械轴；受力面上不产生电荷）

3．沿石英晶片X轴加力，在力作用的 上，产生 电荷，承纵向压电效应。石英晶体压电式传感器中主要用 效应。它的特点是晶面上产生的 与 呈正比，而与 和 无关。（两晶面；异性；纵向压电；电荷密度；作用在晶面上压强；晶片厚度；面积）

4．若沿石英晶体Y轴方向加压力，在 不出现电荷，电荷出现在 上，只是 相反，称横向压电效应。（受力的两个晶面上；沿X轴加压力的两个晶面；电荷符号；横向压电效应）

5．压电陶瓷是一种人工制造的 压电材料,它是由无数细微的单晶组成,他们都有自发形成的 。压电陶瓷又叫 。（多晶；单晶；极化方向；铁电体）

６．极化处理前的压电陶瓷材料对外不显 ，各向 ，不具有 。（极化方向；同性；压电特性）

７．极化处理后的压电陶瓷受到沿 的作用力时，其 随之改变，因而在 的平面上将出现电荷量的 。它的大小与压电陶瓷的 和 的大小成正比。（极化方向；剩余极化强度；垂直于极化方向；变化；压电系数；压力）

８．压电陶瓷的压电系数比石英晶体的 。所以采用压电陶瓷制作的压电是传感器，其 较高。但石英晶体的 性是其他压电材料无法比的。（大得多；灵敏度；稳定）

９．压电元件是一个电压很大的信号源，它可以等效一个 和一个 并联的等效电路。测量中要求与其它配接的放大器具有 和 。（电荷源；电容；高输入阻抗；低输出阻抗）

10．电荷放大器十一个 ，高放大倍数的 ，其输出电压至于压电元件 和 有关，而与配接的 无关。（电容负反馈；运算放大器；产生的电荷；反馈电容；电缆分布电容）

11．压电式传感器中，常把两片 的压电片叠在一起，其并联法是两压电片的 粘贴在一起， 在两边电极， 增加一倍，电容也增加一倍；其串联接法是两压电片的 粘在一起，因而上、下两极板的电荷量与 相同，总容量为 一半，输出电压 。（同型号；负极；正电极；电荷量；正极和负极；单片；单片时；增大一倍）

12．压电式传感器的压电元件，接受力和变形方式有 变形、 变形、 变形和 或 变形。其中应用最普遍的是 。（厚度；长度；面剪切；厚度剪切；厚度变形的压缩式和剪切变形的剪切式）

13．压电式传感器不能测量 被测量，更不能测量 。目前多用于 和动态的力或压力的测量。（频率太低的；静态量；加速度）

§7—4 霍尔元件

复习思考题

１．试述霍尔效应的定义与简单的工作原理？

２．为什么活儿元件用为什么活儿元件用N型半导体制作？

３．简述霍尔元件灵敏系数的电定义？ ４．试述霍尔元件的简单结构？ ５．画出霍尔元件的输出电路图？ ６．试述霍尔元件主要参数名称？

７．试述霍尔元件不等位电势和温度补偿的简单概念及处理方法？ ８．简述霍尔元件测量电流、磁感应强度、微位移的原理？ ９．简述霍尔式传感器的组成及各部分的用途？对磁场有何要求？ 作业题

1．当磁场中静止载流导体的 方向与 不一致时， 的平行于 和 方向上的两个面上产生 的现象称为霍尔效应。它是导体中的 再磁场中受到 作用发生 的结果。（电流；磁场；栽流导体；电流；磁场；电动势；载流子；洛仑兹力；横向漂移）

2．霍尔元件是 型半导体制成 形状的 敏元件。（N；扁平长；磁）

3．当霍尔元件处于 中，且 方向与霍尔元件 方向一致时，霍尔电势与 和 乘积成正比。其数学式为 。（均匀磁场；磁场；扁平面法线；激励电流；磁感应强度；UH=KHBI）

4．霍尔元件的灵敏度表示在 和 下，产生 的大小。它与半导体材料的 和霍尔片的 成反比。（单位激励电流；单位磁感应强度；霍尔电势；电荷密度；d）

5．霍尔元件外部有两对电极。一对用来施加 ，叫 电极；另一对用来引出霍尔电势，叫 电极。（激励电流；控制；霍尔电势；霍尔）

6．霍尔常数RH的大小与导体的载流子密度成反比。金属因自由电子 而不宜制作霍尔元件。霍尔电势与导体 成反比，因而霍尔元件制作成 状。（载流子密度；密度大于半导体；厚度；薄片）

7．不等位电势是指激励电流为 时，霍尔元件所处位置又是 条件下，霍尔电极间的 ，主要是由于两个霍尔电极安装时 而引起的。（额定电流；B=0；空载UH；不在同一电位面上）

8．不等位电势与霍尔电势具有 级。实用中需要对它进行 。若将霍尔元件视为一个四臂电阻桥，则不等位电势相当于电桥的 ，因而所有能够使电桥 均

可用于补偿不等位电势。(相同数量；补偿；初始不平衡输出电压；平衡的方法)

9．霍尔元件是 材料制成的，因而其有关量和参数都随温度的变化而 ，使霍尔式传感器有 误差。减少该误差的措施有：用 供电，减少由于 随温度变化引起的误差；用激励电极 电阻，减少由 随温度变化引起的误差。(半导体；变化；温度；恒流源；输入电阻；并联分流；灵敏系数)

10．保持霍尔元件 为恒值，让磁场中某个方向上的磁感应强度 变化，则霍尔元件在该方向上移动时， 的变化放映霍尔元件的 。用这个原理可以进行 的测量。（激励电流；线性；霍尔电势；位移；位移）

11．霍尔式传感器基本上有 部分组成，一是弹性元件将感受的 ；另一是 和 。要求霍尔元件所使用的气隙磁场具有 梯度。（两；非电量转换成位移；霍尔元件；磁路系统；均匀）

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