第五章 电动势式传感器
一、填空题
1、压电传感器里常见的压电元件有 石英晶体 、 压电陶瓷 和 高分子材料 三种。
2、动态力传感器中，两片压电片多采用_ _并联____接法，可增大输出电荷量；在电子打火机和煤气灶点火装置中，多片压电片采用____串联__接法，可使输出电压达上万伏，从而产生电火花。
3、霍尔元件采用恒流源激励是为了 保证B和UH特性的一致性 。 4、公式EH=KHIBcosθ 中的角θ 是指 磁力线与霍尔薄片的垂线之间的夹角 。 5、减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是 使用电桥调零电位器
二、问答题
1、什么是压电效应？用压电效应传感器能否测量静态和变化缓慢的信号？为什么？ 答：某些电介质, 当沿着一定方向对其施力而使它变形时, 其内部就产生极化现 象, 同时在它的两个表面上便产生符号相反的电荷, 当外力去掉后, 其又重新 恢复到不带电状态， 这种现象称压电效应。不能。因为当作用于压电元件力为 静态力（ω=0）时, 则前置放大器的输入电压等于零, 因为电荷会通过放大器输 入电阻和传感器本身漏电阻漏掉, 所以压电传感器不能用于静态力测量
2、常用的压电元件有哪几种？哪种测量精度最高？
答：压电传感器里常见的压电元件有石英晶片、压电陶瓷和分子材料三种
3、什么是霍尔效应？用霍尔元件测量时有哪些因素会造成测量误差？如何减弱或消除？
答： 霍尔效应是物质在磁场中表现的一种特性，他是由于运动电荷在磁场中受到洛仑兹力
作用产生的结果。霍尔原件的电阻率，迁移率和载流子浓度等都随温度的变化而变化，因此在工作温度改变时，其内阻及霍尔电压均会发生响应的变化，从而给测量带来不可忽略的误差，为了减小误差，除选用温度系数较小的材料，还可以采用适当的补偿电路
4、压电传感器为什么要接前置放大电路？放大电路有哪两种？各有什么优缺点？
答： 压电式传感器本身的内阻很高，而输出的能量信号又非常微弱。电压放大器和电荷放
大器。电压放大器与电荷放大器相比，电路简单，元件少，价格便宜，工作可靠，但是，电缆长度对传感器测量精度的影响较大。电荷放大器的突出优点是在一定条件下，传感器的灵敏度与电缆长度无关，当然在实际中，传感器与测量仪器总有一定距离，它们之间用长电缆连接，由于电缆噪声增加，这样就降低了信噪比，是低电平震动的测量受到一定程度的限制。
四、计算题
3、现有一测单向脉动力的压电传感器如图所示，压电元件用两片压电陶瓷并联，压电常数为200×10-12C/N，电荷放大器的反馈电容Cf=2000pF,测得输出电压uo=5sinωt(V)。求：
1）该传感器产生的电荷为多少？ 2）此被测脉动力大小是多少？ 解：1）由Q=-UO·CF=-5sinωt×2000pf=-10 sinωt (C)
2) F=Q/d=200×10/10 sinωt=0.02 sinωt(N)
第六章 温度检测
一、填空题
1、测温热电阻分为 和 。
2、热敏电阻按温度系数又可分___ 、_ 、 _。
3、热电偶的输出电势由_热端__ _ _和 冷端 构成，热端和冷端的温差 的数值越大，输出电势就越大。
4、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是__补偿热电偶冷端热电势的损失_ 。 二、问答题
1、简述热电偶与热电阻的测量原理的异同。
答：二者相同点：都能测温度且只能直接测温度量 不同点：热电阻传感器原理为阻值大小变化对应温度变化，而热电偶传感器为热电动势大小变化对应温度变化
2、设一热电偶工作时产生的热电动势可表示为EAB(t , t0)，其中A、B、t、t0各代表什么意义？ t0在实际应用时常应为多少？ A、B——两热电极
T——热端温度，即被测温度 t0————冷端温度 t0常应为0℃
3、用热电偶测温时，为什么要进行冷端补偿？冷端补偿的方法有哪几种？ 因工作现场常常缺乏使热电偶传感器的冷端保持在0℃的条件
三、计算题
1、用一K型热电偶测量温度，已知冷端温度为40℃，用高精度毫伏表测得此时的热电动势为29.186mV（T，40）+（40,0）
-12
-8
-8
，求被测的温度大小？ 解：
EAB（T，0）= EAB（tn，t0）+ EAB（t，tn）
即EAB（0，t）= EAB（0，40℃）+ EAB（40℃，t） 查表，得
EAB（0，40℃）=1.612
所以EAB（0，t）=1.612+29.186=30.798（mV）
查表，得 t=740℃
2、用一K型热电偶测钢水温度，形式如图示。已知A、B分别为镍铬、镍硅材料制成，A`、B`为延长导线。问：
1）满足哪些条件时，此热电偶才能正常工作？ 2）A、B开路是否影响装置正常工作？原因？ 3）采用A`、B`的好处？
4）若已知t01=t02=40℃，电压表示数为37.702mV，则钢水温度为多少？ 5）此种测温方法的理论依据是什么？ 解：1）t01=t02，tn1=tn2
2)不影响。因钢水导电且温度处处相同。
3）为了使冷端远离高温区，降低测量成本。
4）由
EAB（t，t0）= EAB（t，tn）+ EAB（tn，t0）
得，
EAB（t，t0）=1.612+37.702=39.314（mV）
查表得 t=950℃
5）中间温度定律
3、有一个金属热电阻，分度号为Pt100，其特性为Rt?R（，?10?3t）01?3.96847若采用三线制电桥，R1=R2=R3= 100Ω，E=5V求：
1） 该电阻的材料 2） 测温范围 3） 0℃的电阻值
4） 计算t=40℃时电桥的开路输出电压。r1，r2 r3 都不计，不考虑Ra的影响
解（1）铂
（2）测温范围：-200-9600C （3）0℃的电阻值为100Ω