伏特效应制成的，是自发电式有源器件。
9、 光导纤维导光的原理是什么？按其传输模式分为哪两种类型？传感型（功能型）和传输型光纤传感器按照其特点应该选用哪种光纤？
答：光导纤维工作的基础是光的全内反射，当射入的光线的入射角大于纤维包层间的临界角时，就会在光纤的接口上产生全内反射，并在光纤内部以后的角度反复逐次反射，直至传递到另一端面。
按其传输模式可分为单模和多模两种。
传感型（功能型）光纤传感器应该选用单模光纤，传输型光纤传感器应选用多模光纤。
10、 传感器（或测试仪表）在第一次使用前和长时间使用后需要进行标定工作，请问标定的意义？
答：传感器的标定分为静态标定和动态标定两种。静态标定的目的是确定传感器静态特性指标，如线性度、灵敏度、滞后和重复性等。动态标定的目的是确定传感器的动态特性参数，如频率响应、时间常数、固有频率和阻尼比等。
11、 压电式传感器的前置放大器的作用是什么？电压式与电荷式前置放大器各有何特点？
答：作用是将输出电压放大，并与输入电压或输入电流成正比。
电压放大器将压电式传感器的高输出阻抗经放大器变换为低阻抗输出，并将微弱的电压信号进行适当放大，但其所接配的压电式传感器的电压灵敏度将随电缆分布电容及传感器自身电容的变化而变化，而且电缆的的更换得引起重新标定的麻烦。
电荷放大器是一种具有深度电容负反馈的高增益运算放大器，其虽然允许使用很长的电缆，并且电容Ce变化不影响灵
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敏度，但它比电压放大器价格高，电路较复杂，调整也比较困难。
12、 什么是金属应变片的灵敏系数？请解释它与金属丝灵敏系数的区别。
答： 应变片一般做成丝栅状，测量应变时，将应变片贴在试件表面上，试件的变形很容易传到应变片上。金属应变片的灵敏系数与金属丝灵敏系数是不同的。第一，零件的变形是通过剪力传到金属丝上的。第二，丝沿长度方向承受应变时，应变片弯角部分也承受应变，其截面积变大，则应变片直线部分电阻增加时，弯角部分的电阻值减少，也使变化的灵敏度下降。因此，应变片的灵敏系数比金属丝灵敏系数低。
二、 分析/证明题（32分，8分/题）
1、 压电式传感器更适用于静态测量，此观点是否正确，分析原因。答不正确。其工作原理是基于压电材料的压电效应，具有使用频率宽，灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠、测量范围广等优点，因此在压力冲击和震动等动态参数测试中是主要的传感器品种，它可以把加速度、位移、压力、温度、湿度等许多非电量转换为电量。 2、 固态图象传感器的分辨率由什么因素决定？某海关欲采用固态图象传感器为核心的图象识别系统，但是安装适用后发现显示的图象清晰度和准确度不能令人满意，请从固态图象传感器的原理进行分析，从哪几方面考虑重新选型？
3、 为什么要对应变片式电阻传感器进行温度补偿，分析说明该类
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型传感器温度误差补偿方法。
答：①在外界温度变化的条件下，由于敏感栅温度系数?t及栅丝与试件膨胀系数（?g与?s）之差异性而产生虚假应变输出有时会产生与真实应变同数量级的误差。 ②方法：自补偿法 线路补偿法
4、 系统的系统响应带宽与传感器的响应带宽无关，请问这种说法正确吗？试述理由。 答：不完全正确。
5、 Pt100和Cu50各代表什么传感器？分析热电阻传感器测量电桥之三线、四线连接法的主要作用。
分别代表铂电阻热电式传感器（100Ω），铜电阻热电式传感器(50Ω). 热电阻传感器测量电桥之三线、四线连接法的主要作用是消除在热电阻安装的地方与仪表相距远时，环境温度变化时其连接导线电阻也变化所造成的测量误差。
6、 用镍铬-镍硅热电偶测量炉温，其仪表示值为600℃，而冷端温度t0为65℃，则实际温度为665℃，对不对？为什么？应如何计算？
答：对。查表知镍铬-镍硅热电偶K=1，T=Tz+KTn=600+1×65=665 7、 自动控制系统的系统响应带宽与传感器的响应带宽有何关
系？如果选用传感器的动态特性达不到要求怎么办？ 8、 制作霍尔元件应采用什么材料，为什么？为何霍尔元件都比较薄，而且长宽比一般为2 ：1？答：制作霍尔元件应采用半导体材料。如果磁场与薄片法线有?夹角，那么UH=kHIBcos?,霍尔元件越薄（即d越小），kH就越大，所以一般霍尔元件都很薄。又因为实际测量中UH=(kHIB/d)×f(l/b) 当l/b=2时，f(l/b)=0.93
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为最大值，这时UH也可取到最大值，所以长宽比l/b一般为2：1
12系统的系统响应带宽与传感器的响应带宽无关，请问这种说法正确吗？试述理由。
答：不正确。传感器的响应带宽会限制系统的系统响应带宽。 14温度对光电流影响不大，所以光电传感器在使用中不需要进行温度补偿，此观点正确否，为什么？答：不正确。因为半导体材料容易受温度影响，而其直接影响光电流的值，所以还需要温度补偿装置。 15 智能传感器只是将被测信号数字化，意义不大，你同意此观点否？分析说明你的理由。
答：不同意。智能传感器具有一定的人工智能，可使用电路代替一部分脑力劳动。和微机的结合使智能传感器不仅有视嗅味和听觉功能，还具有存储，思维和逻辑判断，数据处理，自适应能力等功能，从而使传感器技术提高到一个新水平。
计算题
四、下面是热电阻测量电路，试说明电路工作原理并计算（5分） 1. 已知Rt是Pt100铂电阻，且其测量温度为T=50℃，试计算出Rt的值和Ra的值（10分）
Rt?R0(1?At?Bt2)?100[1?3.940?10?3?50?(?5.802?10?7)?502]?119.552. 电路中已知R1、R2、R3和E，试计算电桥的输出电压VAB。（5分） 其中（R1=10KΩ，R2=5KΩ，R3=10KΩ，E=5伏）
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答：该热电阻测量温度电路由热敏电阻、测量电阻和显示电表组成。 图中G为指示电表，R1、R2、R3为固定电阻，Ra为零位调节电阻。热电阻都通过电阻分别为r2、r3、Rg的三个导线和电桥连接，r2和r3分别接在相邻的两臂，当温度变化时，只要它们的Rg分别接在指示电表和电源的回路中，其电阻变化也不会影响电桥的平衡状态，电桥在零位调整时，应使R4=Ra+Rt0为电阻在参考温度（如0?C）时的电阻值。三线连接法的缺点之一是可调电阻的接触电阻和电桥臂的电阻相连，可能导致电桥的零点不稳。 三、分析、计算题：（20分）
1、分析（线性）电位器式传感器由于测量线的线路中的负载电阻RL带来的负载误差，并计算它与位移x之间的关系；（10分） 一、测得某检测装置的一组输入输出数据如下： X Y 0.9 1.1 2.5 1.6 3.3 2.6 4.5 3.2 5.7 4.0 6.7 5.0 试用最小二乘法拟合直线，求其线性度和灵敏度（10分） 解: y?kx?b ?i?yi?(kxi?b) k?n?xiyi??xi?yin?xi?(?xi)22 b?(?xi?yi??xi?xiyi)n?xi?(?xi)222
代入数据求得k?0.68 b?0.25
∴y?0.68x?0.25 ?1?0.238 ?2??0.35 ?3??0.16
?4??0.11 ?5??0.126 ?6??0.194 ?L???Lmax0.35?100%????7% yFS5拟合直线灵敏度k?0.68,线性度±7%
二、如图所示电路是电阻应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路，图中R2=R3=R是固定电阻，R1与R4是电阻应变片，工作时R1受拉，R4受压，ΔR=0，桥路处于平衡状态，当应变片受力发生应变时，桥路失去平衡，这时，就用桥路输出电压Ucd表示应变片变后电阻值的
c 变化量。试证明：Ucd=-（E/2）(ΔR/R)。（10分） 证明：R1?R??R R4?R??R
Ucd?Ucb?Udb?RR2R?RE?E??2E
R??R?RR??R?R4R??R2R2 a R3 d R4 R1 b Ucd 略去?R的二次项,即可得UcdE?R???
2RE 三、分析、计算题：（35分）
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