要求:明确标注每小题或每步骤得分点。
一、选择题(20分,每题2分)
二、填空题(20分,每空1分)
13.频率14.开关型(或二值型)
15.烧结型16.差分放大器
17.确定性信号18.波动范围
19.灵敏度20.相敏检波电路
21.逆压电效应22.扫描
23.温度差24.fs>2fh
25.电阻值。
三、 简答题(25分,每小题5分)
26.简单说明压电式传感器与电压放大器间连接电缆发生变化时将引起哪个参数改变?如何解决?
答:(1)由于电缆的分布电容与传感器电容并联,必将引起传感器输出电压灵敏度发生变化,引起误差。(2分)
2)可采用电荷放大器。(2分)
27.改善电感式位移传感器性能主要考虑哪些因素?
答:(1)损耗问题;(1分)
(2)气隙的边缘效应问题;(1分)
(3)温度误差;(1分)
(4)零点残余电压。(1分)
28.试根据电容传感器的工作原理说明其分类。
答:(1)忽略边缘效应,两平行金属极板组成的电容器的电容,:介电常数,s:极板相对面积,:极板间距。
2)由上式知改变电容c的方法有三:变极距型、变面积型和变介电常数型电容式传感器。
院系负责人签字
29.简述半导体温度传感器测温原理。
半导体温度传感器以p-n结的温度特性为理论基础。(2分)当p-n结的正向压降或反向压降保持不变时,其正向电流或反向电流都随温度的改变而变化,而当正向电流保持不变时,p-n结的正向压降随温度的变化而近似线性变化。(2分)
30.说明霍尔元件不等位电势产生的原因、等效电路和补偿方法。
答:霍尔元件在实际应用中,存在多种因素影响其测量精度,造成测量误差的主要因素有两类:一类是半导体固有的特性;另一类是半导体制造工艺的缺陷。其表现为零位误差和温度引起的误差。
1) 零位误差。
造成零位误差(不等位电势)的主要原因是制造霍尔元件的工艺问题,如图6(a)所示,由于在工艺上难以保证霍尔元件两侧的霍尔电势电极焊接在同一等位面上,当控制电流i流过时,即使未加外磁场,a,b两电极仍存在电位差,此电位差就称为不等位电势。 (2分)
根据霍尔元件的工作原理,可将其等效为一个四臂电桥,如图6(b)所示。。如果两个霍尔电极a,b处于同一等位面上,,桥路处于平衡状态,不等位电势;如果两个霍尔电势电极不在同一等位面上,电桥不平衡,不等位电势,存在零位误差。
图6 霍尔元件的不等位电势和其等效电路(2分)
为了减小或消除不等位电势,可采用电桥原理补偿,即根据a,b两点电位高低,判断应在某一桥臂并联一个电阻,使电桥平衡,从而消除了零位误差1分)
四、综合题(10分)
31.答:对直流电压桥,设电源电压为,四个桥臂分别为和,则输出电压为。
设电桥仅有一个臂为应变计参与应变,其余桥臂均为固定电阻。此时,当感受应变而产生电阻增量时,由于,则电桥由于产生不平衡而引起的输出电压为。
对全等臂电桥,有,则。
输出电压:
非线性性误差:
由此可见,全等臂电桥和输出端对称电桥的输出电压比电源端对称点桥大,即灵敏度也高。
五、计算题:(25分=15+10)
32.(15分)
解。由公式。
介质的相对介电常数,,相对于空气介质,=1
6.37(pf)
此传感器灵敏度由下式可求得。
2019传感器原理A答案
裁剪框。装订线。学院系班级学号姓名。扬州大学试题纸。2008 2009学年第一学期 广陵学院机械 班 年 级课程传感器原理及应用 a 卷。题目得分。一。二。三。四。五。总分。一 名词解释 20分,每题4分 1.模拟信号 信号的幅值与独立变量均连续的信号为模拟信号。2.数字信号 信号的幅值与独立变量均...
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传感器原理与应用答案
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