【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 輸入端串聯(lián)補(bǔ)償電阻R并接恒電源，輸出端開(kāi)路。根據(jù)溫度特性，元件霍爾系數(shù)和輸入內(nèi)阻與溫度之間的關(guān)系式為RHt=RH0(1+αt) Rit=Ri0(1+βt)式中，RHt為溫度為ｔ時(shí)霍爾系數(shù)；RH0為0℃時(shí)的霍爾系數(shù)；Rit為溫度為ｔ時(shí)的輸入電阻；Ri0為0℃時(shí)的輸入電阻；α為霍爾電壓的溫度系數(shù), β為輸入電阻的溫度系數(shù)。當(dāng)溫度變化Δt時(shí)，其增量為: ΔRH=RH0αΔt ΔRi=Ri0βΔt根據(jù)及I=E/(R+Ri)，可得出霍爾電壓隨溫度變化的關(guān)系式為對(duì)上式求溫度的導(dǎo)數(shù)，可得增量表達(dá)式 (1)要使溫度變化時(shí)霍爾電壓不變，必須使 即 (2)式(1)中的第一項(xiàng)表示因溫度升高霍爾系數(shù)引起霍爾電壓的增量，第二項(xiàng)表示輸入電阻因溫度升高引起霍爾電壓減小的量。很明顯，只有當(dāng)?shù)谝豁?xiàng)時(shí)，才能用串聯(lián)電阻的方法減小第二項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)自補(bǔ)償。將元件的α、β值代入式(2)，根據(jù)Ri0的值就可確定串聯(lián)電阻R的值。 (2) 利用輸出回路的負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)償。上圖為補(bǔ)償原理電路圖，霍爾元件的輸入采用恒流源，使控制電流Ｉ穩(wěn)定不變。這樣，可以不考慮輸入回路的溫度影響。輸出回路的輸出電阻及霍爾電壓與溫度之間的關(guān)系為UHt=UH0(1+αt) Rvt=Rv0(1+βt)式中，UHt為溫度為t時(shí)的霍爾電壓；UH0為0時(shí)的霍爾電壓；Rvt為溫度為t時(shí)的輸出電阻；Rv0為０時(shí)的輸出電阻。負(fù)載RL上的電壓UL為 UL=[UH0(1+αt) ] RL/[Rv0(1+βt)+RL] (3)為使UL不隨溫度變化，可對(duì)式(3)求導(dǎo)數(shù)并使其等于零，可得 RL/Rv0≈β/≈β/α (4)最后，將實(shí)際使用的霍爾元件的α、β值代入，便可得出溫度補(bǔ)償時(shí)的RL值。當(dāng)RL= Rv0時(shí)，補(bǔ)償最好。6. 集成霍爾傳感器有什么特點(diǎn)？答：集成霍爾傳感器的特點(diǎn)主要是取消了傳感器和測(cè)量電路之間的界限，實(shí)現(xiàn)了材料、元件、電路三位一體。集成霍爾傳感器與分立相比，由于減少了焊點(diǎn)，因此顯著地提高了可靠性。此外，它具有體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。7. 寫出你認(rèn)為可以用霍爾傳感器來(lái)檢測(cè)的物理量。答：可以用霍爾傳感器來(lái)檢測(cè)的物理量有力、力矩、壓力、應(yīng)力、位置、位移、速度、加速度、角度、轉(zhuǎn)速、磁場(chǎng)量等等。8. 設(shè)計(jì)一個(gè)采用霍爾傳感器的液位控制系統(tǒng)。答：液位控制系統(tǒng)原理如圖所示，霍爾元件固定不動(dòng)，磁鐵與探測(cè)桿固定在一起，連接到裝液體的容器旁邊，通過(guò)管道與內(nèi)部連接。當(dāng)液位達(dá)到控制位置時(shí)霍爾元件輸出控制信號(hào)，通過(guò)處理電路和電磁閥來(lái)控制液壓閥門的開(kāi)啟和關(guān)閉，如液位低于控制位置時(shí)開(kāi)啟閥門，超過(guò)控制位置時(shí)則關(guān)閉閥門。 全國(guó)2001年10月自學(xué)考試傳感器與檢測(cè)技術(shù)試卷課程代碼：02202第一部分 選擇題（共24分）一、單項(xiàng)選擇題（本大題共12小題，每小題2分，共24分）在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多選和未選均無(wú)分。1．下列被測(cè)物理量適合于使用紅外傳感器進(jìn)行測(cè)量的是（ ） A．壓力 B．力矩 C．溫度 D．厚度2．屬于傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的是（ ） A．重復(fù)性 B．線性度 C．靈敏度 D．固有頻率3．按照工作原理分類，固體圖象式傳感器屬于（ ） A．光電式傳感器 B．電容式傳感器 C．壓電式傳感器 D．磁電式傳感器4．測(cè)量范圍大的電容式位移傳感器的類型為（ ） A．變極板面積型 B．變極距型 C．變介質(zhì)型 D．容柵型5．利用相鄰雙臂橋檢測(cè)的應(yīng)變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差?。? ） A．兩個(gè)橋臂都應(yīng)當(dāng)用大電阻值工作應(yīng)變片 B．兩個(gè)橋臂都應(yīng)當(dāng)用兩個(gè)工作應(yīng)變片串聯(lián) C．兩個(gè)橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相反的工作應(yīng)變片 D．兩個(gè)橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相同的工作應(yīng)變片6．影響壓電式加速度傳感器低頻響應(yīng)能力的是（ ） A．電纜的安裝與固定方式 B．電纜的長(zhǎng)度 C．前置放大器的輸出阻抗 D．前置放大器的輸入阻抗7．固體半導(dǎo)體攝像元件CCD是一種（ ） A．PN結(jié)光電二極管電路 B．PNP型晶體管集成電路 C．MOS型晶體管開(kāi)關(guān)集成電路 D．NPN型晶體管集成電路8．將電阻R和電容C串聯(lián)后再并聯(lián)到繼電器或電源開(kāi)關(guān)兩端所構(gòu)成的RC吸收電路，其作用是（ ） A．抑制共模噪聲 B．抑制差模噪聲 C．克服串?dāng)_ D．消除電火花干擾9．在采用限定最大偏差法進(jìn)行數(shù)字濾波時(shí)，若限定偏差△Y≤，，則本次采樣值Yn應(yīng)選為（ ） A． B． C． D．10．若模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)為10，則該轉(zhuǎn)換器能分辨出的最小輸入電壓信號(hào)為（ ） A． B． C． D．11．周期信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)必為（ ） A．周期偶函數(shù) B．非周期偶函數(shù) C．周期奇函數(shù) D．非周期奇函數(shù)12．已知函數(shù)x(t)的傅里葉變換為X（f），則函數(shù)y(t)=2x(3t)的傅里葉變換為（ ） A．2X() B．X() C．X(f) D．2X(f)第二部分 非選擇題（共76分）二、填空題（本大題共12小題，每小題1分，共12分）不寫解答過(guò)程，將正確的答案寫在每小題的空格內(nèi)。錯(cuò)填或不填均無(wú)分。13．對(duì)傳感器進(jìn)行動(dòng)態(tài) 的主要目的是檢測(cè)傳感器的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。14．傳感器的過(guò)載能力是指?jìng)鞲衅髟诓恢乱鹨?guī)定性能指標(biāo)永久改變的條件下，允許超過(guò) 的能力。15．傳感檢測(cè)系統(tǒng)目前正迅速地由模擬式、數(shù)字式，向 方向發(fā)展。16．已知某傳感器的靈敏度為K0，且靈敏度變化量為△K0，則該傳感器的靈敏度誤差計(jì)算公式為rs= 。17．為了測(cè)得比柵距W更小的位移量，光柵傳感器要采用 技術(shù)。18．在用帶孔圓盤所做的光電扭矩測(cè)量?jī)x中，利用孔的透光面積表示扭矩大小，透光面積減小，則表明扭矩 。19．電容式壓力傳感器是變 型的。20．一個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏系數(shù)為180，105Mpa,其中壓阻系數(shù)πL為 Pa1。21．圖像處理過(guò)程中直接檢測(cè)圖像灰度變化點(diǎn)的處理方法稱為 。22．熱敏電阻常數(shù)B大于零的是 溫度系數(shù)的熱敏電阻。23．若測(cè)量系統(tǒng)無(wú)接地點(diǎn)時(shí)，屏蔽導(dǎo)體應(yīng)連接到信號(hào)源的 。24．交流電橋各橋臂的復(fù)阻抗分別為Z1，Z2，Z3，Z4，各阻抗的相位角分別為若電橋平衡條件為Z1/Z4=Z2/Z3，那么相位平衡條件應(yīng)為 。三、問(wèn)答題（本大題共6小題，每小題4分，共24分）25．簡(jiǎn)述壓電式傳感器分別與電壓放大器和電荷放大器相連時(shí)各自的特點(diǎn)。26．回答與直線式感應(yīng)同步器有關(guān)的下列問(wèn)題：（1） 它由哪兩個(gè)繞組組成？（2） 鑒相式測(cè)量電路的作用是什么？ 27．簡(jiǎn)述壓磁式扭矩儀的工作原理。28．說(shuō)明薄膜熱電偶式溫度傳感器的主要特點(diǎn)。29．簡(jiǎn)述激光視覺(jué)傳感器將條形碼的信息傳輸?shù)男盘?hào)處理裝置的工作過(guò)程。30．采用逐次逼近法的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器主要由哪幾部分組成？四、計(jì)算題（本大題共3小題，每小題8分，共24分）31．已知變磁通式轉(zhuǎn)速傳感器輸出電動(dòng)勢(shì)的頻率f=72Hz，測(cè)量齒盤的齒數(shù)Z=36，求：（1） 被測(cè)軸的轉(zhuǎn)速是每分鐘多少轉(zhuǎn)？（2） 在上述情況下，如果計(jì)數(shù)裝置的讀數(shù)誤差為177。1個(gè)數(shù)字，其最大轉(zhuǎn)速誤差是多少？32．一熱敏電阻在0℃和100℃時(shí)，電阻值分別為200kΩ和10kΩ。試計(jì)算該熱敏電阻在20℃時(shí)的電阻值。33．求正弦信號(hào)x(t)=x0sinωt的自相關(guān)函數(shù)。五、應(yīng)用題（本大題共2小題，每小題8分，共16分）34．圖示為電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換電路。 （1） 寫出電流i與電壓VREF的關(guān)系式。 （2） 若VREF=10V輸入信號(hào)D3D2D1D0=1000，試計(jì)算輸出電壓V0=？35．已知某信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式為 x(t)= sincosnω0t 試求該信號(hào)的直流分量、第一至第五次諧波分量的幅值，并繪出其幅值譜圖。全國(guó)2001年10月自考傳感器與檢測(cè)技術(shù)試卷答案課程代碼：02202一、 單項(xiàng)選擇題（本大題共12小題，每小題2分，共24分） 二、 填空題（本大題共12小題，每小題1分，共12分）(或校準(zhǔn)或測(cè)試) 16.(△K0/K0)100% (或間隙) 10－9 (或接地端) 24. 三、 問(wèn)答題（本大題共6小題，每小題4分，共24分）25．傳感器與電壓放大器連接的電路,其輸出電壓與壓電元件的輸出電壓成正比,但容易受電纜電容的影響。 傳感器與電荷放大器連接的電路,其輸出電壓與壓電元件的輸出電荷成正比,電纜電容的影響小。26．（1）由固定繞組和滑動(dòng)繞組組成。 （2）檢測(cè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的相位，從而根據(jù)相位確定位移量的大小和方向。27．壓磁式扭矩儀的軸是強(qiáng)導(dǎo)磁材料。根據(jù)磁彈效應(yīng)，當(dāng)軸受扭矩作用時(shí)，軸的磁導(dǎo)率發(fā)生變化，從而引起線圈感抗變化，通過(guò)測(cè)量電路即可確定被測(cè)扭矩大小。28．主要特點(diǎn)是：熱容量小（或熱慣性?。?，時(shí)間常數(shù)小，反應(yīng)速度快。29．（1）多面棱鏡高速旋轉(zhuǎn)，將激光器發(fā)出的激光束反射到條形碼上作一維掃描。 （2）條形碼反射的光束經(jīng)光電轉(zhuǎn)換及放大元件接收并放大后再傳輸給信號(hào)處理裝置。30．由電壓比較器、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、順序脈沖發(fā)生器、數(shù)碼寄存器和逐次逼近寄存器組成。四、 計(jì)算題（本大題共3小題，每小題8分，共24分）31．（1） （2）頻率計(jì)的計(jì)數(shù)裝置讀數(shù)誤差為177。1個(gè)數(shù)字，對(duì)應(yīng)的角位移為177。轉(zhuǎn)=177。轉(zhuǎn)故其最大轉(zhuǎn)速誤差為177。（轉(zhuǎn)/分）32．熱敏電阻的一般表達(dá)式為： 式中：RT為溫度T=t+(K)時(shí)的熱敏電阻的電阻值；R0為溫度T0=t0+(K) 時(shí)的熱敏電阻的電阻值； 設(shè)t0=20℃,T0=t0+=(K)。則上式中的R0即為所求的值。 根據(jù)題中所給條件，有 （1） （2）（1）、（2）兩式兩邊取對(duì)數(shù)有 因此該熱敏電阻在20℃的電阻值為：