发布时间 : 星期一 文章传感器原理及工程应用总复习 - 图文更新完毕开始阅读
?ti?17i?245.37、 在不同温度下，测得铜电阻的电阻值如下表所示．试估计0℃时的铜电阻的电阻值Ro和铜电阻的电阻温度系数α。写出铜电阻的电阻值R与温度t之间关系的回归方程
和电阻对温度的灵敏度，并在坐标纸上画图，
标明拟合直线的线性度。
【解】列出误差方程
式中，
下测得的铜电阻的电阻值。 则误差方程及系数矩阵可写为
?l1?l?2?l ?3?l4?l?5?l6?l?7a11a21a31a41a51a61a71a12?a22??a32?? a42?a52??a62?a72??按式(1—39)，其正规方程为
即
a71a71 =1×1＋1×1＋?＋1×
1=n=7
a71a721×19.1＋1×25.0＋?＋1×
50.0= ?ti?245.3i?17 ?a2a1??a12a11?a22a21??a72a71??ti?245.3
i?17[a2a2]=a12a12+a22a22+
=9325.83
?+a72a72=19.12+25.02+
ty??
2ii?17+50.0=
2
于是有
将各值代人上式，得到 解得
即
铜电阻的电阻值R与温度t之间关系的回归方程
即 Rt?70.8(1?4.07?10?3t)
85 84 83 82 81 80 79 78 77 76 75 74 Rt t 15 20 25 30 35 40 45 50 四、
简述题
1、传感器的性能参数反映了传感器的什么关系?静态特性参数中线性度描述了传感器的什么特征?传递函数的定义是什么? （5分）
答：传感器的性能参数反映了传感器的输入信号与输出信号之间的关系。
静态特性参数中线性度γL是表征实际特性与拟合直线不吻合的参数。
传感器的传递函数在数学上的定义是：初始条件为零(t≤0，y=0)，输出拉氏变换与输入拉氏变换之比，故输出的拉氏变换等于输入拉氏变换乘以传递函数，表示为
2．根据图示线性度写出其基本概念，表达式和主要拟合求解方并指
出其中那一种方法拟合精度最高。
图2-3 线性度
答： 由于实际传感器有非线性存在，特性如图2-3所示，近似后的拟合直线与实际曲线存在偏差，这个最大偏差称为传感器的非线性误差，非线性误差通常用相对误差表示，即线性度为
式中，
为最大非线性绝对误差；
为满量程输出。
线性度γL是表征实际特性与拟合直线不吻合的参数。主要直线拟合方法有：
1)理论线性度(理论拟合)， 2)端基线性度(端点连线拟合)， 3)独立线性度(端点平移拟合)， 4)最小二乘法线性度，
其中最小二乘法求取的拟合直线拟合精度最高，也是最常用的方法。 3．CCD器件的中文全称如何描述(英文含义)?CCD器件在结构上分为哪两个部分?这两个部分在器件工作时分别起到什么作用? （5分） 答：CCD (Charge Coupled Devices)电荷耦合器件又称图像传感器。 CCD图像传感器主要由光电转换（MOS光敏元阵列）和电荷读出（读出移位寄存器）两部分组成，光电转换的功能是把入射光转变成电荷，按像素组成电荷包存贮在光敏元件之中，电荷的电量反映该像素元的光线的强弱，电荷是通过一段时间(一场)积累起来的。产生与照在它们上面的光强成正比的光生电荷图像电荷读出是把各个电容器里的电荷依次传送到它处，再组成行和帧并经过“显影”，就实现了图像的传递。
4．热电偶测温为什么要进行参考端温度补偿?有哪几种参考端温度补偿方法?
答 (1)因为热电偶的输出电动势仅反映出两个结点的温度差，为了
使输出电动势能正确反映被测温度的真实值，要求参考端恒为0℃，而实际热电偶使用的环境不能保证这点，所以要进行补偿。 (2)补偿方法：0℃恒温法、计算修正法、仪表机械零点调整法、电
位补偿法、电桥补偿法， 冷端延长线法．(注：答对3个即可) 2．根据图示光电开关的结构的应用图，画出其工作原理电路图
答；基本电路图如下:
5.画出霍尔传感器原理图和霍尔传感器基本测量电路，并简述其原理 答：置于磁场中的静止载流导体，当它的电流方向与磁场方向不一致时，载流导体上垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种现象称霍尔效应．该电动势称为霍尔电动势。如图7—9所示，在垂直于外磁场B的方向上放置一导电板，导电板通以电流I，方向如图所示．导电板中的电流使金属中自由电子在电场作用下做定向运动。此时，每个电子受洛伦兹力fL的作用，fL大小为 式中：e——电子电荷；
v——电子运动平均速度； B——磁场的磁感应强度。
fL的方向如图7—9所示，此时电子除了沿电流反方向做定向运动外，还在fL的作用下漂移，结果使金属导电板内侧面积累电子，而外侧面积累正电荷，从而形成了附加内电场EH，称霍尔电场，该电场强度为
(7—10)式中；
(7—16)