内容发布更新时间 : 2024/12/24 0:10:23星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

接收到的由O点传来的t0时刻发出的振动信号所用时间差可计算出LA或LB 。

两者时间差为 Δt= tA－tB=（LA－LB）/vL?? t?vLA? 又L=LA +LB ，所以

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L??t?v

LB? 2330、试说明压电传感器电荷放大器中所说的“密勒效应”是什么意思？

330答： “密勒效应” 是说，将压电传感器电荷放大器中反馈电容与反馈电阻CF、RF等效到A0的输入端时，电容CF将增大（1＋A0）倍。电导1/RF也增大了（1＋A0）倍。

331、简述热电偶的几个重要定律，并分别说明其实用价值。 331答：1、中间导体定律；2、标准电极定律；3、 连接导体定律与中间温度定律 实用价值：略。

332、热电偶测温时，为什么要进行冷端温度补偿？常用的补偿方法有哪些？

332答（1）因为热电偶的热电势只有当冷端的温度恒定时才是温度的单值函数，而热电偶的标定时是在冷端温度特定的温度下进行的，为了使热电势能反映所测量的真实温度，所以要进行冷端补偿。

（2）A：补偿导线法B：冷端温度计算校正法C：冰浴法D：补偿电桥法。

333、试说明如图所示的热电偶三线制测温时，是如何消除连接导线电阻r带来的测温误差的。

333答：当电桥平衡时，可写出下列关系式，即

由此可以得出 第333题图

设计电桥时如满足R1=R2则图中右边含有r的项完全消去，这种情况下连线阻r对桥路平衡毫无影响，即可以消除热电阻测量过程中r的影响。但必须注意，只有在对称电桥(R1=R2的电桥) ，且只有在平衡状态下才如此。

334、试说明如图所示的热电偶四线制测温时，是如何消除连接导线电阻r带来的测温误差的。

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334答：由恒流源供给已知电流I流过热电阻R，使其产生压降u，再用电位差计测出u，便可利用欧姆定律得

此处供给电流和测量电压分别使用热电阻上四根导线，尽管导线有电阻r，但电流在导线上形成的压降r·I不在测量范围之内。电压导线上虽有电阻但无电流，因为电位差计测量时不取电流，所以四根导线的电阻r对测量均无影响。四线制和电位差计配合测量热电阻是比较完善的方法，它不受任何条件的约束，总能消除连接导线电阻对测量的影响，当然恒流源必须保证I稳定不变，而且其值的精确度应该和R1的测量精度相适应。

第334题图

335、热电阻传感器主要分为哪两种类型?它们分别应用在什么场合?

335答: (l)铂电阻传感器：特点是精度高、稳定性好、性能可靠。主要作为标准电阻温度计使用，也常被用在工业测量中。此外，还被广泛地应用于温度的基准、标准的传递，是目前测温复现性最好的一种。

(2)铜电阻传感器：价钱较铅金属便宜。在测温范围比较小的情况下，有很好的稳定性。温度系数比较大，电阻值与温度之间接近线性关系。材料容易提纯，价格便宜。不足之处是测量精度较铅电阻稍低、电阻率小。

336、要用热电偶来测量两点的平均温度，若分别用并联和串联的方式，请简述其原理，指出这两种方式各自的优缺点是什么?

336答：在并联方式中，伏特表得到的电动势为2个热电偶的热电动势的平均电动势，即它已经自动得到了2个热电动势的平均值，查表即可得到两点的平均温度。该方法的优点：快速、高效、自动，误差小，精度高。缺点：当其中有一个热电偶损坏后，不易立即发现，且测得的热电动势实际上只是某一个热电偶的。

在串联方式中，伏特表得到的电动势为环路中2个热电偶的总热电动势，还要经过算术运算求平均值，再查表得到两点的平均温度。该方法的优点:当其中有一个热电偶损坏后， 可以立即发现；可获得较大的热电动势并提高灵敏度。缺点：过程较复杂，时效性低，在计算中，易引入误差，精度不高。

337、请简单阐述一下热电偶与热电阻的异同。

337答：热电偶与热电阻均属于温度测量中的接触式测温，作用相同，都是测量物体的温度、精度及性能都与传感器材料特性有关。但是他们的原理与特点却不相同。热电偶是将温度变化转换为热电动势的测温元件，热电阻是将温度变化转换为电阻值变化的测温元件。热电偶的测温原理基于热电效应。将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，当两个接点 处的温度不同时，回路中将产生热电动势，这种现象称为热电效应，又称为塞贝克效应。闭合回路中产生的热电动势由两种电动势组成：温差电动势和接触电动势。温差电动势是指同一导体的两端因温度不同而产生的电动势，不同的导体具有不同的电子密度，所以他们产生的电动势也不相同，而接触电动势是指两种不同的导体相接触时，因为他们的电子

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密度不同而产生的一定的电子扩散，当它们达到一定的平衡后所形成的电动势。接触电动势的大小取决于两种不同导体的材料性质以及它们接触点的温度。另外，热电偶的电信号需要一种特殊的导线来进行传递，这种导线称为补偿导线。热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性。其优点有很多：可以远传电信号，灵敏度高，稳定性强，互换性以及准确性都比较好。但是其需要电源激励，不能够瞬时测量温度的变化。热电阻不需要补偿导线，而且比热电偶便宜。

338、采用热电阻测量温度时，常用的引线方式主要有哪几种?试述这几种引线方式各自的特点及适用场合。

338答：热电阻常用的引线方式主要有：两线制、三线制和四线制。

两线制的特点是结构简单、费用低，但是引线电阻及其变化会带来附加误差。

主要适用于引线不长、测温精度要求较低的场合。

三线制的特点是可较好地减小引线电阻的影响，主要适用于大多数工业测量场合。

四线制的特点是精度高，能完全消除引线电阻对测量的影响，主要适用于实验室等高精度测量场合。

339、什么是光电效应和光电器件?常用的光电器件有哪几大类?

339答：所谓光电效应，是指物体吸收了具有一定能量的光子后所产生的电效应。根据光电效应原理工作的光电转换器件称为光电器件。

常用的光电器件主要有外光电效应器件和内光电效应器件两大类。

340、试解释外光电效应器件和内光电效应器件各自的工作基础并举例。

340答：外光电效应器件的工作基础基于外光电效应。所谓外光电效应，是指在光线作用下，电子逸出物体表面的现象。相应光电器件主要有光电管和光电倍增管。

内光电效应器件的工作基础是基于内光电效应。所谓内光电效应，是指在光线作用下，物体的导电性能发生变化或产生光生电动势的现象，它可分为光导效应和光生伏特效应。内 光电效应器件主要有光敏电阻、光电池、光敏二极管和光敏晶体管。

341、什么是光电式传感器?光电式传感器的基本工作原理是什么?

341答：光电式传感器(或称光敏传感器) 。利用光电器件把光信号转换成电信号(电压、电流、电阻等)的装置。 光电式传感器的基本工作原理是基于光电效应的，即因光照引起物体的电学特性而改变的现象。

342、霍尔电动势与哪些因素有关?如何提高霍尔传感器的灵敏度?

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342答：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。

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

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345题图 霍尔式位移传感器的磁路结构示意

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。 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

347、试说明图示的光敏三极管的工作原理。 347答：当基极开路时，基极一集电极处于反偏。当光照射到PN结附近时，使PN结附近产生电子一空穴对，它们在内电场作用下，定向运动形成增大了的反向电流即光电流。由于光照射集电结产生的光电流相当于一般三极管的基极电流，因此集电 347题图 光敏三极管原理示意图及电路图 极电流被放大了β+1倍，从而使光

敏三极管具有比光敏二极管更高的灵敏度。

348、试说明图示的光电池的工作原理。

348答：由图可知，当N型半导体和P型半导体结合在一起构成一块晶体时，由于热运动，N区中的电子就向P区扩散，而P区中的空穴则向N区扩散，结果在N区靠 近交界处聚集起较多的空穴，而在P区靠近交界处聚集起较多的电子，于是在过渡区形成了一个电场。电场的方向由N区指向P区。这个电场阻止电子进一步由N区向P区扩散，阻止空穴进一步由P区向N区扩散。但它却能推动N区中的空穴(少数载流子)和P区中的电子 (也是少数载流子)分别向对方运动。 348题图 光电池

工作原理示意图

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