补充作业。
该作业前五大题须写在作业本上,作为平时成绩的重要组成部分,要上交!)
一、精选填空题(本题包含18小题,每题?分,共?分)
1.工业和计量部门常用热电阻为和 。
2.按敏感栅材料不同,电阻应变片可分为应变片和应变片两大类。
3.按工作原来的不同,电容式传感器可分为和变介电常数式三种类型。第一种常用于测量微小位移,第二种常用于测量角位移或较大的线位移,第三种常用于测量物位。
4.每种光导材料制成的光敏电阻,对入射光的具有选择性。对不同波长的入射光具有的灵敏度。
5.将莫尔条纹一个周期对应的电信号给出若干个等间距的计数脉冲,称细分技术。将四个光电元件依次按b/4 间距放置,获得依次相位差为的四个正弦波信号,用电子线路鉴取四个信号的零电平,达到每个莫尔条纹周期内有四个等间距的计数脉冲,称 。这时光栅传感器的分辨率达1/4栅距。
6.基于法拉第电磁感应现象,块状金属导体置于磁场中或在磁场中的作运动时,导体将产生呈涡旋状的感应电流,此电流叫电涡流。
7.热电势的大小仅与导体材料的性质和有关。热电势由和温差电动势两部分组成。
8.热电偶有两个热电极。测温时,置于被测温度场中的接点称置于恒定温度场中的接点称 。
9.00c恒温法是将热电偶的埋入的保温瓶中。该法是一个准确度较高的方法,但是只适用实验室。
10.石英晶体和压电陶瓷多晶体具有正、逆压电效应,利用它们的效应制成了电势型传感器,利用压电陶瓷的效应制成了超声波传感器。
11.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。但石英晶体的稳定性是其他压电材料无法比的。
12.通常用传感器的和来描述传感器输出-输入特性。
13.传感器静态特性的主要技术指标包括迟滞和重复性。
14.传感器灵敏度是指稳态标准条件下, 与之比。线性传感器的灵敏度是个常数。15.传感器变换的被测量的数值处在状态时,传感器的的关系称传感器的静态特性。
16.热敏电阻是利用半导体的随温度变化的特点制成的。
17. 电阻应变片由 、敏感栅、覆盖层和等部分组成。其中敏感栅是应变片的核心部分。18.金属应变片根据敏感栅的不同科分为和三种类型。
二、计算(本题包含12小题,每题?分,共?分)
19.某线性位移测量仪,当被测位移由4.5mm变到5.0mm时,位移测量仪的输出电压由3.5v
减至2.5v,求该仪器的灵敏度。
20.有三台测温仪表,量程均为0~800℃,精度等级分别为2.5级、2.0级和1.5级,现要测量。
500℃的温度,要求相对误差不超过2.5%,选那台仪表合理?
21.用镍铬-镍硅(k)热电偶测量温度,已知冷端温度为40℃,用高精度毫伏表测得这时的热。
电动势为29.188mv,求被测点的温度。
镍铬-镍硅热电偶(k型)e(t)分度表 (作业本上不需要抄题目上的**)
t/℃ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
22.设计一个采用霍尔传感器的液位控制系统。
23.有一额定荷重为20×3
10n 的等截面空心圆柱式荷重传感器,其灵敏度kf为2mv/v,桥路电压ui为12v,求:
1)在额定荷重时的输出电压uom;
2)当承载为5×
10n时的输出电压;
3)若在额定荷重时要得到10v的输出电压(去a/d转换器),放大器的放大倍数应为多少倍?
24.某测温系统由以下四个环节组成,各自的灵敏度如下:
铂电阻温度传感器: 0.45ω/℃
电桥0.02v/ω
放大器100(放大倍数)
笔式记录仪0.2cm/v
求:(1)测温系统的总灵敏度;
2)记录仪笔尖位移4cm时,所对应的温度变化值。
25.如图所示为一直流电桥,供电电源电动势e=3v,r3=r4=100ω,r1和r2为同型号的电阻应变片,其电阻均为50ω,灵敏度系数k=2.0。两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的。
正反两面。设等强度梁在受力后产生的应变为。
5,试求此时电桥输出端电压u0。
26..已知镍铬-镍硅(k)热电偶的热端温度t=800℃,冷端温度t0=25℃,求e(t,to)是多少。
毫伏?镍铬-镍硅热电偶(k型)e(t)分度表。
t/℃ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
27.一压电式传感器的灵敏度k1=10pc/mpa,连接灵敏度k2=0.008v/pc的电荷放大器,所用的笔式记录仪的灵敏度k3=25mm/v,当压力变化δp=8mpa时,记录笔在记录纸上的偏移为多少?
28.一透射式3600线/ 圈的圆光栅,采用四细分技术,求:
角节距为多少度?或多少分?
分辨力为多少度?
该圆光栅数显表每产生一个脉冲,说明主光栅旋转了多少度?答。
4)若测得主光栅顺时针旋转时产生加脉冲1200个,然后又测得减脉冲200个,则主光栅的角位移为多少度?
29.有一直线光栅,每毫米刻线数为100线,主光栅与指示光栅的夹角θ=1.8°,采用4细分技术,列式计算:
1)栅距wmm;
2)分辨力m;答: 。
3rad;4)莫尔条纹的宽度lmm;答: 。
a.10μm b.2.5μm c.0.08mm d.0.32mm
30.某两线制电流输出型温度变送器的产品说明书注明其量程为0~200摄氏度,对应输出的电流为为4~20ma,求当测得输出电流i=12ma时的被测温度t。
三、简答(本题包含21小题,每题?分,共?分)
31.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。
32.何谓传感器?
33.直流测量电桥和交流测量电桥主要有什么区别?
34.简述检测系统的组成。
35.简述传感器采用差动式结构的优点。
36.简述光电效应的分类以及所对应的光电元件。
37.热电阻测量时采用何种测量电路?为什么要采用这种测量电路?说明这种电路的工作原理。
38.什么是光电元件的光谱特性?
39.什么是系统误差和随机误差?
40.正确度和精密度的含义是什么? 它们各反映何种误差?
41.金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同? 42.光敏电阻有哪些重要特性,在工业应用中是如何发挥这些特性的?43.什么是金属导体的热电效应?
试说明热电偶的测温原理。
44.为什么说压电式传感器只适用于动态测量而不能用于静态测量? 45.压电式传感器测量电路的作用是什么?其核心是解决什么问题?
46.常用的半导体光电元件有哪些?它们的电路符号如何?
47.pt100温度传感器与温度变送器的输出信号有什么不同?
48.根据其工作原理,简述电容式传感器可以分为哪几类,说明输出与输入间是否是线性关系。
49.请你根据保龄球被击倒的过程,设计一种方案可以用于判断保龄球被击倒的个数和位置(坐标),用文字加以说明。
50.日常生活中利用煤气灶烧水或煮东西时,有时可能会出现煤气灶被溢出的水熄灭,而煤气仍然在继续外泄,此种情况会导致危险,请根据所学知识,设计一方案,当火苗非正常熄灭后能够切断煤气或天然气的**,防止危险发生,请用文字加以说明。
51.根据输出信号的不同传感器可以分为哪几类?
四、名词解释(本题包含12小题,每题?分,共?分) 52.正压电效应。
53.光电流。
54.热电效应。
55.霍尔效应。
56.应变效应。
57.电涡流效应:
58.集肤效应:
59.逆压电效应:
60.光电效应:
61.外光电效应:
62.内光电效应:
63.光生伏特效应:
五、连线(本题包含1小题,每题?分,共?分)
六.综合题()请先分析填空,然后根据要求写一份报告和销售宣传广告。77
1)某学院为节约用电,拟在教室里安装传感器。当教室里___时,日光灯就___当无人的时候,经过___分钟,灯暗。测量人体活动的传感器是光电传感器中学习过的热___传感器。
在白天光线很亮的情况下,即使教室中有人,靠窗户的几盏日光灯也不应亮,所以还应该配置一只___电阻传感器,用于判断教室的亮度。
红外线是波长大于___m的不可见光。人体发出的红外线波长约为9.4μm。
当有人体红外线照射到该传感器的表面时,它的温度发生变化时,其表面就会产生___电容/电荷/电流),这种现象称为热释电效应。
2)请在报告中画出该“人体红外线控制日光灯系统”的安装立体图。
3)在报告中画出该“人体红外线控制日光灯系统”的系统原理框图(包括控制器、所用的两只传感器、强电控制电路等)。
4)你认为参考该“人体红外线控制日光灯系统”的原理,还可以用于哪些场合?
答等。1.根据以上要求和分析,给学院后勤部门领导写一份项目开发报告,报告包括3大部分:a.“必要性”和“可行性”;b.如何实现这个设想的具体方案;c.结尾。具体要求如下:
在以下空白正文处简要说明:.你的动机和设想;系统的检测原理和工作过程(若仅将以上题目重抄一遍不得分);按前面的要求,在文中,共画出上述2张图,说明你的设想。报告必须符合应用文格式!!
(文句通顺、简练,无错别字,必须有题目、阅读报告人、拟报告人姓名、日期、礼貌用语等)。
写出你的动机“必要性”和“可行性”(主要谈传感器):如何实现这个设想:
在对应空白处画出该测控系统的立体图:包括教室顶部的传感器、日光灯、课桌、学生等,应使阅读报告人能看得懂你的设想,特别应标出传感器在图上的安装位置:
在对应空白处画出系统原理框图。
报告结尾(应符合应用文格式):
2.报告之后附一份对应的型产品的“销售宣传广告”(约以上,型号自定,宣传该节能产品的特点并附厂商、**、销售方式、保修方法、联系人的多种联系方法、e-mail等,要写成一篇短文)。
1、项目开发报告。
2、销售宣传广告。
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