【正文】 現(xiàn)象.(1分)當置于磁場中的半導體薄片的電流方向與磁場方向不一致時(1分)，在半導體薄片上平行于電流和磁場方向(1分)的兩個面之間產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象.（1分）用光照射某一物體（1分），組成該物體的材料吸收光子能量而發(fā)生相應(yīng)的電效應(yīng)的物理現(xiàn)象.（2分）傳感器達到穩(wěn)定工作狀態(tài)時（1分）輸出變化量與引起此變化的輸入變化量之比.（2分）光照射于某一物體上，(1分)使其導電能力發(fā)生變化的現(xiàn)象.(2分)。傳感器一般由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。(2分) 敏感元件是能夠完成預(yù)變換作用的器件；(1分) 轉(zhuǎn)換元件是能將感覺到的被測非電量參數(shù)轉(zhuǎn)換為電量的器件；(1分) 轉(zhuǎn)換元件是傳感器的核心部分。(1分) 并不是所有的傳感器都包括敏感元件與轉(zhuǎn)換元件.(1分)？光纖的主要參數(shù)有：(1)數(shù)值孔徑 它反映纖芯吸收光量的多少，是標志光纖接受性能的重要參數(shù)；(2分) （2）光纖模式 就是光波沿光纖傳播的途徑和方式；(2分)（3）傳播損耗 是由光纖纖芯材料的吸收、散射以及光纖彎曲處的輻射損耗影響造成的.(2分)《傳感器技術(shù)》這門課程中講述了多種傳感器，其中溫度傳感器在實際應(yīng)用中具有重要實用價值，試論述常用的溫度傳感器的異同。答:常用的溫度傳感器有熱電偶、熱敏電阻和集成溫度傳感器等。(2分)它們的相同點是：都是接觸式測溫方法。(1分) 不同點是：（1）工作原理不同 熱電偶依據(jù)的是熱電效應(yīng)，熱敏電阻利用的是半導體電阻隨溫度變化的特性，集成溫度傳感器是利用感溫PN的電壓電流特性與溫度的關(guān)系。(3分) （2）主要特點不同 熱電偶具有種類多、結(jié)構(gòu)簡單、感溫部小、廣泛用于高溫測量的特點，熱敏電阻具有種類多、精度高、感溫部較大、體積小、響應(yīng)快、靈敏度高等特點，集成溫度傳感器具有體積小、反應(yīng)快、線性好、價格低等特點.(3分)？使電渦流傳感器與被測體距離不變，如有裂紋出現(xiàn)，將會引起金屬的電阻率、磁導率的變化。(3分)在裂紋處也可以說有位移的變化。這些綜合參數(shù)的變化將會引起傳感器參數(shù)的變化，(2分)通過測量傳感器參數(shù)的變化即可達到探傷的目的. (1分)。一塊半導體薄片置于磁場中(磁場方向垂直于薄片)，當有電流流過時，電子受到洛侖茲力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。（2分） 結(jié)果在半導體的后端面上電子有所積累，而前端面缺少電子，因此后端面帶負電，前端面帶正電，在前后端面形成電場，該電場產(chǎn)生的力阻止電子繼續(xù)偏轉(zhuǎn)；(2分) 當兩力相平衡時，電子積累也平衡，這時在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電場，相應(yīng)的電勢稱為霍爾電勢.(2分)，其中超市收款臺采用條形碼掃描的方法來得到各種商品的信息，實現(xiàn)快速收費的目的。條形碼掃描的方法涉及到光電傳感器，試分析條形碼掃描筆的工作原理。答：掃描筆的前方為光電讀入頭，它由一個發(fā)光二極管和一個光敏三極管組成；(2分) 當掃描筆在條形碼上移動時，若遇黑色收線條，發(fā)光二極管發(fā)出的光將被黑線吸收，光敏三極管接受不到反射光，呈現(xiàn)高阻抗，處于截止狀態(tài)；當遇到白色間隔時，發(fā)光二極管所發(fā)出的光纖，被反射到光敏三極管的基極，光敏三極管產(chǎn)生電流而導通；(4分)整個條形碼被掃描后，光敏三極管將條形碼變成了一個個電脈沖信號，該信號經(jīng)放大、整形后便形成寬窄與條形碼線的寬窄及間隔相對應(yīng)的脈沖列，脈沖列經(jīng)計算機處理后，完成對條形碼的識讀. (3分)五 、計算綜合題（3題，共22分）如圖為實驗室常采用的冰浴法熱電偶冷端溫度補償接線圖，（1） 圖中依據(jù)了熱電偶兩個基本定律，分別指出并簡述其內(nèi)容；（4分）（2） 將冷端至于冰水槽的主要原因是什么？（2分）（3） 對補償導線有何要求？（2分）答案：（1） 中間導體定律：在熱電偶回路中，只要接入的第三導體兩端溫度相同，則對回路的總的熱電動勢沒有影響。中間溫度定律：熱電偶AB的熱電勢僅取決于熱電偶的材料和兩個結(jié)點的溫度，而與溫度沿熱電極的分布以及熱電極的參數(shù)和形狀無關(guān)。（2） 熱電偶分度表以0攝氏度為基準；（3） 與導體材料A、B有相同熱電特性（不同型號的熱電偶所配用的補償導線不同；連接補償導線時要注意區(qū)分正負極，使其分別與熱電偶的正負極一一對應(yīng)；補償導線連接端的工作溫度不能超出（0~100℃），否則會給測量帶來誤差。）36量程范圍600~1200℃的溫度傳感器，它最大允許絕對誤差是多少？檢驗時某點最大絕對誤差是4℃，問此表是否合格？解：根據(jù)精度定義表達式A=△A/ 100%，并由題意已知：A=%，=（1200—600）℃，得最大允許絕對誤差△ A==%（1200—600）=3℃此溫度傳感器最大允許絕對誤差為3℃。檢驗?zāi)滁c的最大絕對誤差為4℃，大于3℃，故此傳感器不合格。36已知某溫度計測量范圍0~200℃。檢測測試其最大誤差△Ymax=4℃，求其滿度相的誤差，并根據(jù)精度等級標準判斷精度等級。解：YFS=200－0=200由A=ΔA/YFS＊100％有A＝4/200＊100％＝2％。36~100Pa壓力傳感器，問這臺壓力傳感器是否合格？解：根據(jù)精度定義表達式：A＝ΔA/AyFS*100%,由題意可知：A＝％，YFS＝100所以 ΔA＝A YFS＝因為 ＜所以 合格。FFR1R3R2R4計算題374題圖37采用四片相同的金屬絲應(yīng)變片（K=2），將其貼在實心圓柱形測力彈性元件上。如圖（a）所示，力F=1000kg。圓柱斷面半徑r=1cm，楊氏模量E=2107N/cm2，泊松比m =。求（1）畫出應(yīng)變片在圓柱上貼粘位置及相應(yīng)測量橋路原理圖；（2）各應(yīng)變片的應(yīng)變e =？電阻相對變化量△R/R=？解：（1）按題意采用四個相同應(yīng)變片測力彈性元件，貼的位置如圖374（a）所示。RR3沿軸向受力F作用下產(chǎn)生正應(yīng)變e 1＞0， e 3＞0；RR4沿圓周方向貼則產(chǎn)生負應(yīng)變e 2＜0， e 4＜0。四個應(yīng)變電阻接入橋路位置入圖（b）所示。從而組成全橋測量電路可以提高輸出電壓靈敏度。（2） e1＝e 3＝s/E ＝F/(SE)＝1000（2122107）＝10－4＝156 m e e2＝ e4＝－ m F/SE＝－10－4　=－10－4＝－47 m e△R1/R1＝△R3/R3＝k1 e ＝210－4=10－4△R2/R2＝△R4/R4＝－k2 e＝210－4＝10－437采用四個性能完全相同的電阻應(yīng)變片（靈敏度系數(shù)為K），將其貼在薄壁圓筒式壓力傳感元件外表圓周方向，彈性元件周圍方向應(yīng)變，計算題376題圖式中，p為待測壓力， m泊松比，E楊式模量，d為筒內(nèi)徑，D為筒外徑?，F(xiàn)采用直流電橋電路，供電橋電壓U。要求滿足如下條件：（1）該壓力傳感器有溫度補償作用；（2）橋路輸出電壓靈敏度最高。試畫出應(yīng)變片粘貼位置和相應(yīng)橋路原理圖并寫出橋路輸出電壓表達式。解：按題意要求圓周方向貼四片相同應(yīng)變片如果組成等臂全橋電路。當四片全感受應(yīng)變時，橋路輸出信號為零。故在此種情況下，要求有補償環(huán)境溫度變化的功能，同時橋路輸出電壓還要足夠大，應(yīng)采取參比測量方式即兩片RR3貼在有應(yīng)變的圓筒壁上做敏感元件，而另兩貼片RR4在不感受應(yīng)變的圓筒外壁上作為補溫元件，如圖（a）所示。然后再將四個應(yīng)變片電阻接入圖（b）橋臂位置上。此時被測壓力變化時， RR3隨筒壁感受正應(yīng)變量e 10， e 3 0。并且e 1＝ e 3 ；R2和R4所處位置筒壁不產(chǎn)生應(yīng)變，故e 2＝ e 4＝0。橋路電壓U0只與敏感元件RR3有關(guān)，故把R1和R3放在橋壁上，可獲得較高的電壓靈敏度。則輸出信號電壓U0為另一方面RR4放于橋臂上與RR3組成的全橋測量電路，當環(huán)境溫度變化時產(chǎn)生的電阻變化量均相同，故對環(huán)境溫度變化有補償作用，使?40一個鐵氧體環(huán)形磁芯，平均長度為12cm， cm2，平均相對磁導率為μr= 2000。求: (1)均勻繞線500匝時的電感；(2)匝數(shù)增加1倍時的電感。 解：當線圈繞在這種圓形的磁芯上時，電感的計算公式為 ：導線的電阻率ρ=103Ωm，導線橫截面積S=106m2，繞線節(jié)距t＝1mm，電位器骨架的高h=50mm，寬b=30mm，試求（1）該電位器的電阻靈敏度KR；（2）若通過導線的電流為I=3A，求其電壓靈敏度Ku。解 :由線性線繞電位器傳感器電阻靈敏度和電壓靈敏度的定義知，(1分)，(1分) （1分）將已知數(shù)據(jù)代入上式得， （Ω/m） (2分) （V/m） (1分)=3A，磁場的磁感應(yīng)強度B=5103T，導體薄片的厚度d=2mm，霍爾常數(shù)RH＝，試求薄片導體產(chǎn)生的霍爾電勢UH的大小。解 由霍爾效應(yīng)原理實驗知， (3分)將已知數(shù)據(jù)代入上式得， （V） (3分)=5A，磁場的磁感應(yīng)強度B=5103T，導體薄片的厚度d=1mm，霍爾常數(shù)RH＝，試求薄片導體產(chǎn)生的霍爾電勢UH的大小。解 由霍爾電動勢的計算公式知， (3分)將已知數(shù)據(jù)代入上式得， （V） (3