《传感器与执行器》课程 试题十三答案
一、(30分)填空
1．常用的温标有 摄氏、华氏、热力学 2．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 。 3．常用的电阻式传感器有 热电阻 、气敏电阻 、应变片 、 光敏电阻等，其中阻值随温度变化的传感器件称 热 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。
4．Cu50表示是 铜热 电阻,当温度为0℃时阻值为 50欧姆 。 5．压电式传感器是一种典型的自发型传感器，能将 机械能 能转换为电能实现测量，其缺点是只能测 动态信号 ，因为其电荷容易泄漏。 6．压电传感器的前级电路往往采用 电荷 前置放大电路,其突出的优点是输出与 电缆电容无关。 7．外光电效应产生的条件是光源的 频率 要高于被照金属的红限频率 。
8．压电材料使用时温度不可过高，因为当其温度超过居里点时将会 破环压电性能 。
10．压电片两片并联后Cˊ= 2 C,Uˊ= 1 U,Qˊ= 2 Q。 11．电涡流传感器,光电式传感器都能实现 非接触 式的测量,所不同的是 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) 。
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 硅光敏二极管 (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。
1
二、分析题 1、（8分）
恒光源是白炽灯（或其它任何光源）。
光通量穿过被测物，部分被吸收，而后到达光电元件上。 - 吸收量决定于被检测介质的被测参数。
例如，测液体、气体的透明度、混浊度的光电比色计、混浊度计的传感器等 。
2、（8分）试证明以下电路是否有温度补偿作用。已知初始电桥四臂阻值等,R1,R2,R3为相同型号的应变片, R4 为固定电阻。R1,R2,R3如图粘贴在同一实心轴上。
R1 R2 R3 R4 R3 R2 U0
有部分温度补偿作用 三、 计算题
1、(6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，所用笔式记录仪的灵敏度K3=25mm/V,当压力变化△P=8mPa时,记录笔在记录纸上的偏移为多少？
答案：16mm
2
2、(6分) t(℃) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 R(?) 52.14 54.28 56.42 58.56 60.70 62.84 64.98 67.12 69.26 71.40 73.54 Cu50的分度表如上所示 求: t1=72℃时阻值R1=? R2=70?时温度t2 =?
答案：65.408; 93.4
3、(8分) 如图平板电容传感器测物位，各参数如图所示（介质介电常数为ε1，真空介电常数为ε0），试推导出电容量C与物位H间的关系式，
d b ε0 a H ε1
C0=ε0 ab/d Ca=ε1Hb/d Cb=ε
C=Ca+Cb=ε1Hb/d+ε0 (H-a)b/d
四、简答题
1、(6分)何谓传感器？
0
(H-a)b/d
答案要点：将被测非电量转换为便于处理的与之有对应关系的电量的器件
3
2、(6分)简述相敏检波器的作用。
答案要点：将交流检测信号转换为直流检测信号
3、(6分)简述金属热电阻采用三线制电桥的原因。 答案要点：热电阻自身阻值变化不大，其引线电阻对输出有较大影响，为使其引线在相邻桥臂采用三线制电桥减小引线电阻影响。
4、(8分) 试设计一个转速测量装置并简要说明其原理（只需选择设计一个）。
答案要点：用应变片、悬臂梁、放大器、数字电压表、直流稳压源构成电子秤
5、（8分）试简述热电偶补偿导线的作用及使用注意事项。 答案要点：补偿导线可将热电偶冷端拉远，是冷端远离被测物体便于冷端温度恒定。使用时注意在规定的温度范围内使用、与热电偶的热点极相匹配、与热电极的两接点温度要相同。
4
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