传感器试题库2011(12)

343、试分别说明右下图的二种光电式传感器的工作原理。

343答：①光辐射源本身是被测物如图 (a) ，被测物发出的光通量射向光电

343题图：光电元件的应用形式之一 元件。这种形式的光电传感器

(a) 被测物是光源(b)被测物能吸收可用于光电比色高温计中，它的光通

光通量 量和光谱的强度分布都是被测温度

的函数。

②恒光源是白炽灯(或其他任何光滑、)见图 (b) ，光通量穿过被测物，部分被吸收后到达光电元件上。吸收量决定于被测物介质中被测的参数。例如，测量液体、气体的透明度、混浊度的光电比色计。

344、试分别说明右下图的二种光电式传感器的工作原理。 344答：(c)被测物是有反射能力的表面(d)被测物遮蔽光通量。恒定光源发出的光通量到被测物，见图 (c)，再从

被测物体表面反射后去封344题图：光电元件的应用形式之一

到光电元件上。被测体表(c)被测物是有反射能力的表面(d)被测物遮蔽光通量 面反射条件决定于表面性1一被测物2一光电元件3一恒光源 质或状态，因此光电元件

的输出信号是注测非电量的函数。例如，测量表面光洁度、粗糙度等仪器中的传感器等。 （d）从恒光源发射到光电元件的光通量遇到被测物，被遮蔽了一部分，见图（d）。由此改变了照射到光电元件上的光通量。在某些测量尺寸或振动等仪器中，常采用这种传感器。

345、试说明图示的霍尔式位移传感器的工作原理。

345答：在极性相反、磁场强度相同的两个磁钢气隙中放置一块霍尔片，当控制电流恒定不变时，则磁场在一定范围内沿x方向的变化率 dB/dx为一常数，如图(b)所示。

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345题图 霍尔式位移传感器的磁路结构示意

当霍尔元件沿x方向移动时，霍尔电势的变化为

式中K一一霍尔式位移传感器输出灵敏度。

由上式可知，霍尔电势与位移量x成线性关系，并且霍尔电势的极性反映了元件位移的方向。实践证明，磁场变化率越大，灵敏度越高;磁场变化率越小，则线性度越好。H 式还表示当霍尔元件位于磁钢中间位置时，即x=0时，UH=0，这是由于在此位置元件同时受 到方向相反、大小相等的磁通作用的结果。基于霍尔效应制成的位移传感器一般可用来测量 1-2 mm的小位移，其特点是惯性小，响应速度快。

346、试说明图示的霍尔压力传感器的工作原理。

346答：作为压力敏感元件的弹簧管，其一端固定， 另一端安装霍尔元件。当输入压力增加时，弹簧管伸长，使处于恒定磁场中的霍尔元件产生相应位移，霍尔元件的输出即可反映被测压力的大小。

346题图 霍尔式压力传感器结构示

351、什么是霍尔效应?为什么说只有半导体材料才适于制造霍尔片?

351答：当载流导体或半导体处于与电流相垂直的磁场中时，在其两端将产生电位差，这一现象被称为霍尔效应。 霍尔电动势：

霍尔电动势与霍尔电场EH、载流导体或半导体的宽度b、载流导体或半导体的厚度d、电子平均运动速度u、磁场感应强度B、电流I有关。 霍尔传感器的灵敏度KH =KH?RdH??1。为了提高霍尔传感器的灵敏度，ned霍尔元件常制成薄片形。又因为霍尔元件的灵敏度与载流子浓度成反比，所以可采用自由电子浓度较低的材料作霍尔元件。

四、计算题

361、一台精度等级为0.5级、量程范围600~1200℃的温度传感器，它最大允许绝对误差是多少？检验时某点最大绝对误差是4℃，问此表是否合格？

361解：根据精度定义表达式A=错误！未找到引用源。△A/ YF.S3100%，并由题意已知：A=0.5%，YF.S=（1200—600）℃，得最大允许绝对误差

△ A=A.YF.S=0.5%3（1200—600）=3℃

此温度传感器最大允许绝对误差为3℃。检验某点的最大绝对误差为4℃，大于3℃，故此传感器不合格。

362、已知电感压力传感器最县检测量为0.5mmH2O，测量范围0~250 mmH2O，输出电压为0~500mV，噪声系数C=2；另一个电容压力传感器最小检测量为0.5

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