传感器与执行器

《传感器与执行器》课程 试题一

一、填空（40分）

1． 若测量系统输入量为位移，输出量为电压，则其灵敏度的单位

为 v/m ，分辩力的单位为 m 。 2． 常用的电阻式传感器有 应变片 、 热电阻 、 热敏电阻 等，其中阻值随温度变化的传感器件称 热敏 电阻，阻值随光照变化的传感器件称 光敏 电阻，阻值随湿度变化的传感器件称 湿敏 电阻。

3． 压阻效应就是指应变引起 电阻率 变化，从而引起 电阻 变化的现象，而压电效应是指某些材料在一定方向受力后产生 电荷 的现象。

4． Cu50表示是 cu 电阻,当温度为 0 时阻值为 50 。

5． 涡流式传感器的突出优点是 非接触测量 ,主要

缺点是 被测物体必须是金属材料 。

6． 超声波的频率范围是 20k Hz以上，并且在 气体 （固体、液体、气体）介质中传播时衰减最快。 7． 基于外光电效应的元件有 光电管 , 光电倍增 管 ,工作时应将它们的(阴,阳) 阳 极接电源的正极,并且光源的 频率 还应 高 (高,低)于阴极材料的红限频率.。

8． 压电片两片并联后Cˊ= 2 C,Uˊ= 1 U,Qˊ= 2 Q. 9． 电涡流传感器,超声波传感器和光电式传感器都能实现 非接触 式的测量,所不同的是 电涡流 传感器要求被测体材料必须是 金属 且测距范围比较 小 (大,小)。 10．通常霍尔元件为 四 端元件,霍尔集成电路有 开关 型, 线性 型两大类。

11．热电偶用于感温的一端称为 热 (热,冷)端,自由端是指 冷 端。

1

12．光敏电阻受光照时的电阻变小 (大,小),其响应较 慢 (快,慢)。

13．在微光测量时通常采用 硅管 (硅管,锗管)。

14．当要求快速响应时采用 硅光敏三极管, (硅光敏二极管,锗光敏二极管,硅光敏三极管,锗光敏三极管)。

15．光电池的 短路电流 (开路电压,短路电流)特性是线性的。

二、计算题

1、(10分)压电式传感器灵敏度K1=10pC/mPa，连接灵敏度K2=0.008V/pC的电荷放大器，当压力变化△P=8 mPa时，输出电压为多少？

2、(12分)如图镍铬-镍硅热电偶回路各点温度为

t1=10OC,t2=20OC，t3=40OC，测得电压U=29.188mV,求所测温度t=？（Aˊ，Bˊ为补偿导线）

2

t t1 Aˊ Cu U Bˊ t2 Cu t 3

3、(10分)PTC线性热敏电阻测温线路,测温范围：0 ～100 OC,相应输出电压：0～5V,该电路特性为线性的,（1）求其灵敏度K=?,（2）当输出电压为3V时,被测温度t =?

三、分析题 1、（6分）请为以下器件选择最基于其原理的典型应用（要求一 一

对应）。

应变片 热电偶

压电式传感器 涡流传感器 霍耳传感器 光敏电阻

〇 〇 〇 〇 〇 〇

〇 测温

〇 测较弱磁场强度 〇 测动态压力大小 〇 光控开关 〇 测形变大小 〇 金属探伤

3

2、（8分）析如下电路当有强光照时输出高电平还是低电平：

V+ V+ RP V0 V0 RP RP A． B.

3、（6分）请分别在下图适当位置标出石英晶体在受到图示箭头方向作用力时所产生电荷的极性。（X轴为电轴，Y轴为机械轴）

X

F Y X

F Y X F Y 4

4、（8分）如图光控叫门器可用于医院，机关等夜间需要安静的处所，当夜间汽车需要进门时，无需鸣叫喇叭，司机也无需下车，只需开亮前车灯照射，值班室的蜂鸣器会叫醒值班人员开门，（1）试分析该装置的原理，（说明各三极管导通情况）（2）调试时若用手电筒照射BG1蜂鸣器不响，应如何调节W（上调还是下调）。

了

5

6