【正文】 、易爆、有毒、有害氣體的監(jiān)測、預報和自動控制。？解：半導體氣敏傳感器按照半導體與氣體的相互作用是在其表面，還是在其內(nèi)部，可分為表面控制型和體控制型兩類；按照半導體變化的物理特性，又可分為電阻型和非電阻型兩種。解：電阻型半導體氣敏元件是利用半導體接觸氣體時，其阻值的改變來檢測氣體的成分或濃度；而非電阻型半導體氣敏元件根據(jù)其對氣體的吸附和反應，使其某些有關特性變化對氣體進行直接或間接檢測。解：加熱器是用來燒去附在元件表面的油霧與塵埃，加速氣體的吸附，從而提高元件的靈敏度和響應速度。元件的工作加熱溫度取決于氧化物材料及被測氣體的種類，一般在200～400℃。？解：改善氣敏元件的氣體選擇性常用的方法：（1）向氣敏材料摻雜其他金屬氧化物或其他添加物；（2）控制氣敏元件的燒結溫度；（3）改善元件工作時的加熱溫度。一般用金屬或金屬氧化物材料的催化作用來提高氣體檢測的靈敏度。解：MOS二極管是利用電容電壓關系（CV特性）來檢測氣體的敏感器件。解：SnO2氣敏元件易受環(huán)境溫度和濕度的影響，、濕度影響的綜合特性曲線。由于環(huán)境溫度、濕度對其特性有影響，所以使用時，通常需要加溫度補償。解：)所示，主要由4個外殼用相同材料制成的分析室組成。分析室Rk1和Rk2為參考室，室內(nèi)充入潔凈的空氣，另外兩個分析室Rx1和Rx2充入被分析的混合氣體，四個分析室組成橋路。工作時先將潔凈空氣通入分析室Rx1和Rx2，調(diào)節(jié)RP3使電橋達到平衡，而后使被測混合氣體進入分析室Rx1和Rx2，電橋失去平衡，其不平衡輸出是混合氣體組分的函數(shù)。解：當物質(zhì)吸收特征波長的光輻射時，透射光能量與入射光能量之間關系稱之為透射比，以τ表示，τ=W/W0。透射比τ對數(shù)的負數(shù)稱為吸光度，以A表示。它們與試樣中吸光物質(zhì)的濃度c之間的關系為，若a、b為已知數(shù)值，則通過測量透射光與入射光能量的比值，就可以確定吸光物質(zhì)的濃度。解：光電比色計是分析化學中測定少量物質(zhì)最簡便的方法之一，在各個領域如工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生等化學檢驗中用得很多，可以用于無機化學和有機化學，也可以用于液體或氣體。，由光源l發(fā)出的光，分左右兩路經(jīng)透鏡濾光片3得到一定波長范圍的光束。左半部分為參比介質(zhì)光路，比色皿4盛放的是蒸餾水或不含被測成分的某種液體（或氣體），右半部分為被測介質(zhì)的測量光路，比色皿5中盛放的是被測樣品，光束分別經(jīng)被測介質(zhì)比色皿和參比介質(zhì)比色皿至檢測元件6。參比光路中比色皿的參比介質(zhì)對光束波長沒有吸收作用，而測量光路中的比色皿的被測介質(zhì)對通過光束的某些波長有一定的吸收作用，服從比爾定律。這樣，兩路光學系統(tǒng)檢測元件的輸出就不一樣，通過比較放大器7后在顯示器8上顯示出被測介質(zhì)的含量。？以哪一種指標反映濕度較為合理？解：絕對濕度是指單位空間中所含水蒸汽的絕對含量或者濃度或者密度，一般用符號AH表示。相對濕度是指被測氣體中蒸汽壓和該氣體在相同溫度下飽和水蒸氣壓的百分比，一般用符號RH表示。AH絕對濕度給出了水分在空間的具體含量，RH相對濕度則給出了大氣的潮濕程度，故使用更加廣泛。解：濕敏度傳感器的主要特性參數(shù)：濕度量程、感濕特性曲線、靈敏度、響應時間、濕度溫度系數(shù)、濕滯回線和濕滯回差。分類：，設計一個家庭用聲音輸出油煙報警儀器，并說明其工作原理。解：。，查閱資料，試設計一個實現(xiàn)蔬菜大棚濕度自動檢測、噴淋自動灌溉的測控系統(tǒng)的電路結構，并說明其工作原理。解：，其輸出Uo控制噴淋自動灌溉的電磁閥第九章 熱電式傳感器思考題與習題答案？熱電偶的基本工作原理是什么？ 解：熱電效應就是兩種不同的導體或半導體A和B組成一個回路，其兩端相互連接時，只要兩結點處的溫度不同，回路中就會產(chǎn)生一個電動勢，該電動勢的方向和大小與導體的材料及兩接點的溫度有關。熱電偶測溫就是利用這種熱電效應進行的，將熱電偶的熱端插入被測物，冷端接進儀表，就能測量溫度。？試述金屬熱電阻效應的特點和形成原因。解：熱電阻效應是物質(zhì)的電阻率隨溫度變化而變化的特性。金屬熱電阻傳感器進行溫度測量的特點是精度高、適于低溫測量。大多數(shù)金屬導體的電阻都隨溫度變化而變化，在金屬中參加導電的為自由電子，當溫度升高時，雖然自由電子數(shù)目基本不變（當溫度變化范圍不是很大時），但是，每個自由電子的動能將增加。因此，在一定的電場作用下，要使這些雜亂無章的電子作定向運動就會遇到更大的阻力，導致金屬電阻隨溫度的變化而變化。？ 解：一是中間導體定律：在熱電偶回路中接入第三種導體，只要第三種導體的兩接點溫度相同，則回路中總的熱電動勢不變。它使我們可以方便地在回路中直接接入各種類型的顯示儀表或調(diào)節(jié)器，也可以將熱電偶的兩端不焊接而直接插入液態(tài)金屬中或直接焊在金屬表面進行溫度測量。二是標準電極定律：如果兩種導體分別與第三種導體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢已知，則由這兩種導體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢也就已知。只要測得各種金屬與純鉑組成的熱電偶的熱電動勢，則各種金屬之間相互組合而成的熱電偶的熱電動勢可直接計算出來。三是中間溫度定律：熱電偶在兩接點溫度t、t0時的熱電動勢等于該熱電偶在接點溫度為t、tn和tn、t0時的相應熱電動勢的代數(shù)和。中間溫度定律為補償導線的使用提供了理論依據(jù)。？主要有哪些補償方法？解：（為什么略，詳見書本）熱電偶冷端溫度補償?shù)姆椒ㄖ饕校阂皇抢涠撕銣胤?。這種方法將熱電偶的冷端放在恒溫場合，有0℃恒溫器和其他恒溫器兩種；二是補償導線法。將熱電偶的冷端延伸到溫度恒定的場所(如儀表室)，其實質(zhì)是相當于將熱電極延長。根據(jù)中間溫度定律，只要熱電偶和補償導線的二個接點溫度一致，是不會影響熱電動勢輸出的；三是計算修正法。修正公式為：EAB(t,t0)=EAB(t,t1)+EAB(t1,t0)；四是電橋補償法。利用不平衡電橋產(chǎn)生的電動勢補償熱電偶因冷端波動引起的熱電動勢的變化。？常用的熱電阻材料有哪些？解：①材料的電阻溫度系數(shù)α要大，α越大，熱電阻的靈敏度越高；純金屬的α比合金高，所以一般均采用純金屬材料作熱電阻感溫元件；②電阻率β盡可能大，以便在相同靈敏度下減小元件尺寸，減小熱慣性；③在測溫范圍內(nèi)，α保持常數(shù)，便于實現(xiàn)溫度表的線性刻度特性；④在測溫范圍內(nèi)，材料的物理、化學性質(zhì)穩(wěn)定；⑤材料的提純、壓延、復制等工藝性好，價格便宜。比較適合以上條件的材料有鉑、銅、鐵和鎳等。工業(yè)上大量使用的材料為鉑、銅和鎳。，經(jīng)常采用哪種測量線路？常用哪種連接方式？解：工業(yè)上經(jīng)常使用電橋作為傳感器的測量電路，精度較高的是自動電橋。為了消除由于連接導線電阻隨環(huán)境溫度變化而造成的測量誤差，常采用三線制和四線制連接法。（100）=，當用此熱電阻測量50℃溫度時，其電阻值為多少？若測量時電阻值為92，則被測溫度是多少？解：有題可知：R0=100Ω由 R100=R0(1+100α)W(100)=R100/R0=得 α=103176。C1因此 R50=R0(1+50α)=121Ω92=R0（1+αt2）得t2=﹣19176。C。解：熱敏電阻按溫度系數(shù)可分為負溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）和正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）兩大類。所謂正溫度系數(shù)是指電阻的變化趨勢與溫度的變化趨勢相同；負溫度系數(shù)是指當溫度上升時，電阻值反而下降的變化特性。？解：伏安特性、電阻溫度特性（詳細見書中）。 mV/℃，把它放在溫度為1000℃處，若指示儀表作為冷端，此處溫度為25℃，試求熱電勢大小。解：根據(jù)鎳鉻鎳硅熱電偶的分度表可知：E(20,0)= E(1000,0)= E(1000,25)+ E(25,0)= E(1000,25)+ E(5,0)+ E(20,0)E(5,0)=kt=5=E(1000,25)=E(1000,0)E(20,0)E(5,0)==、熱敏三極管的工作原理。解：熱敏二極管或三極管的PN結的結電壓隨溫度而變化，當PN結的正向壓降或反向壓降保持不變時，正向電流或反向電流都隨著溫度的變化而變化；而當正向電流保持不變時，PN結的正向壓降隨著溫度的變化近似于線性變化，℃的斜率隨溫度變化。PN結測溫傳感器就是利用半導體材料的溫度特性，來實現(xiàn)對溫度的檢測、控制和補償?shù)裙δ堋?，設計完成一蔬菜大棚室室溫報警電路結構原理圖。解：。34