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5、某差动螺管式电感传感器的结构参数为单个线圈匝数W=800匝，l=10mm，lc=6mm，r=5mm，rc=1mm，设实际应用中铁芯的相对磁导率μr=3000，试求： (1)在平衡状态下单个线圈的电感量L0=?及其电感灵敏度足KL=?
(2)若将其接人变压器电桥，电源频率为1000Hz，电压E=1.8V，设电感线圈有效电阻可忽略，求该传感器灵敏度K。
(3)若要控制理论线性度在1％以内，最大量程为多少? 螺管式线圈插棒式铁芯线圈1铁芯线圈2（a)(b)图3-15 差动螺管式电感传感器
第7章 热电式传感器
一、填空题
1、热电偶在实际中测量温度时，需要几个定律来提供理论上的依据，这些定律分别是：____匀质导体定律__，___中间导体定律___，____连接导体定律___。
2、热电偶传感器的工作基础是__闭合回路________，产生的热电势包括_____接触_____电势和__温差___电势两部分。热电偶的 连接导体____定律是工业上运用补偿导线法进行温度补偿的理论基础；根据_中间导体___定律，可允许采用任意的焊接方式来焊接热电偶。
选择：
1、热电偶的冷端处理方法有：（
AB ）
A、补偿导线法 B、冷端温度恒温法 C、相敏检波 D、串联二极管 2、热电偶中产生热电势的条件是（
BC
）
A．两热电极材料相同 B．两热电极材料不同
C．两热电极的两端温度不同 D．两热电极的两端温度相同
3、为了减小热电偶测温时的测量误差，需要进行的温度补偿方法不包括（ D ）。 A. 补偿导线法 B. 电桥补偿法 C. 冷端恒温法 D. 差动放大法
4、对于热电偶冷端温度不等于( B )，但能保持恒定不变的情况，可采用修正法。 A.20℃ B.0℃ C.10℃ D.5℃ 5、热电偶中产生热电势的条件有（ B ）。
A．两热电极材料相同 B．两热电板材料不同 C．两热电极的几何尺寸不同 D．两热电极的两端点温度相同 6、对集成温度传感器，下列叙述不正确的是 （ C ）
A 输出线性好 B 测量精度高
C 测量温度高 D 满量程非线性偏离小 7、
二、计算分析题
1、 热电偶结构由哪几部分组成？
2、 用热电偶测温时为什么要进行冷端温度补偿？其冷端温度补偿的方法有哪几种？ 3、热电阻温度计有哪些主要优点？ 4、 已知铜热电阻—Cul00的百度电阻比W(100)=1.42，当用此热电阻测量50℃温 度时，其电阻值为多少?若测温时的电阻值为92Ω，则被测温度是多少? 解：由 W（100）=R100 /R0 =1.42，则其灵敏度为
R?R01.42R0?R00.42R0100?0.42K?100????0.42?/oC100?0100100100
则温度为50℃时，其电阻值为
R50 = R0 +K×50=100+0.42×50=121(?)
当Rt=92?时，由Rt = R0 +Kt，得
t=( Rt﹣R0)/K=(92﹣100)/0.42=﹣19(℃)
5、 将一灵敏度为0.08mV/℃的热电偶与电位计相连接测量其热电势，电位计接线端是30℃，若电位计上读数是60mV，热电偶的热端温度是多少?
60mVt??30?C?780?C0.08mV/?C 解：
6、参考电极定律有何实际意义?已知在某特定条件下材料A与铂配对的热电势为13.967mV，材料B与铂配对的热电势是8.345mV，求出在此特定条件下，材料A与材料B配对后的热电势。
解：由标准电极定律
E (T,T0 )=EA铂(T,T0 )﹣EB铂 (T,T0 ) =13.967﹣8.345=5.622(mV)
7、 镍铬—镍硅热电偶灵敏度为0.04mV/℃，把它放在温度为1200℃处，若以指示仪表作为冷端，此处温度为50℃，试求热电势大小。 解： E(1200,50)= (1200?50)×0.04=46(mV)
8、 热电偶温度传感器的输入电路如习题图7-20所示，已知铂铑—铂热电偶在温度0~100℃之间变化时，其平均热电势波动为6μV/℃，桥路中供桥电压为4V，三个锰铜电阻(Rl、R2、R3)的阻值均为1Ω，铜电阻的电阻温度系数为α=0.004/℃，已知当温度为0℃时电桥平衡，为了使热电偶的冷端温度在0~50℃范围其热电势得到完全补偿，试求可调电阻的阻值只R5。 解：热电偶冷端补偿电势
E(t,0)=kt，
式中，k为热电偶灵敏度(k=6?V/℃)，
而补偿电桥输出电压（见习题图7-20）
??U0?冷端补偿时有
Ui?RUR?tUi????t4R4R4 kt?Ui4k4?6?t?Ui???6000?V4?0.004=6mV
根据电桥电路，其等效电路为R1、Rcu和R2、R3分别串联后再并联，然后与电源、R
串联，桥臂电阻串并联后为1Ω，由此可得
1×Ui =1?E/(R+1)
所以 R=E/ Ui﹣1=4000/6﹣1=665.7(Ω)
9、在某一瞬间，电阻温度计上指示温度θ2=50℃，而实际温度θ1=100℃，设电阻温度计的动态关系为
d?2?k(?1??2)dt
其中，k=0.2/s。试确定温度计达到稳定读数(0.995θ1)所需时间。 解：θ2 从50℃上升到0.995θ1 =0.995×100=99.5℃
d?2d?2?k??1??2???kdtdt???12 99.5d?t2??50?1??2?0kdttd??1??2??k?dt50?????012
500.5?ln??1??2?50?kt?t?ln0.2?23?s?0.5
??0.510、 某热敏电阻，其B值为2900K，若冰点电阻为500KΩ，求热敏电阻在100℃时的
阻值。
解：T0 =0℃=273K，R0 =500k?；T=100℃=373K 则
R373 =R273 e2900(1/373?1/273) =28.98(k?)
霍尔传感器
1、选择：
霍尔元件不等位电势产生的主要原因不包括（ ） A．霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位上 B．半导体材料不均匀造成电阻率不均匀或几何尺寸不均匀 C．周围环境温度变化
D．激励电极接触不良造成激励电流不均匀分配 2、简述霍尔效应及霍尔传感器的应用场合
3、 霍尔元件能够测量哪些物理参数?霍尔元件的不等位电势的概念是什么
4、某霍尔元件l×b×d=10×3.5×1mm3，沿l方向通以电流I=1.0mA，在垂直于lb面方向加有均匀磁场B=0.3T，传感器的灵敏度系数为22V/A·T，试求其输出霍尔电势及载流子浓度。
5、若一个霍尔器件的KH=4mV/mA·kGs，控制电流I=3mA，将它置于1Gs~5kGs变化的磁场中(设磁场与霍尔器件平面垂直)，它的输出霍尔电势范围多大?并设计一个20倍的比例放大器放大该霍尔电势。
6、 有一霍尔元件，其灵敏度KH=1.2mV/mA·kGs，把它放在一个梯度为5kGs/mm的磁场中，如果额定控制电流是20mA，设霍尔元件在平衡点附近作±0.1mm的摆动，问输出电压范围为多少?
光电式传感器
一、填空题
1、在光线作用下电子逸出物体表面向外发射称___ _________效应；入射光强改变物质导电率的现象称_________效应；半导体材料吸收光能后在PN结上产生电动势的效应称________效应。
二、选择：
1.光电管属于（ ），光电池属于（ ）。
A.外光电效应 B.内光电效应 C.光生伏特效应 2、基于物质的内光电效应的器件有（）
A、光电管 B、光电池 C、光敏电阻 D、光敏晶体管 3、光敏电阻的特性是（ ）
A．有光照时亮电阻很大 B．无光照时暗电阻很小
C．无光照时暗电流很大 D．受一定波长范围的光照时亮电流很大 4、光敏电阻适于作为 （ ）。
A 光的测量元件 B 光电导开关元件 C 加热元件 D 发光元件
二、计算分析题
1. 什么是光电效应? 什么是内、外光电效应?
2 利用光敏器件制成的产品计数器，具有非接触、安全可靠的特点，可广泛应用于自动化生产线的产品计数，如机械零件加工、输送线产品、汽水、瓶装酒类等。还可以用来统计出入口入员的流动情况。试利用光电传感器设计一产品自动计数系统，简述系统工作原理。