【正文】 、易爆、有毒、有害氣體的監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)和自動(dòng)控制。？解：半導(dǎo)體氣敏傳感器按照半導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)體氣敏元件是利用半導(dǎo)體接觸氣體時(shí)，其阻值的改變來(lái)檢測(cè)氣體的成分或濃度；而非電阻型半導(dǎo)體氣敏元件根據(jù)其對(duì)氣體的吸附和反應(yīng)，使其某些有關(guān)特性變化對(duì)氣體進(jìn)行直接或間接檢測(cè)。解：加熱器是用來(lái)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(yīng)速度。元件的工作加熱溫度取決于氧化物材料及被測(cè)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(jié)溫度；（3）改善元件工作時(shí)的加熱溫度。一般用金屬或金屬氧化物材料的催化作用來(lái)提高氣體檢測(cè)的靈敏度。解：MOS二極管是利用電容電壓關(guān)系（CV特性）來(lái)檢測(cè)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(duì)其特性有影響，所以使用時(shí)，通常需要加溫度補(bǔ)償。解：)所示，主要由4個(gè)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(gè)分析室Rx1和Rx2充入被分析的混合氣體，四個(gè)分析室組成橋路。工作時(shí)先將潔凈空氣通入分析室Rx1和Rx2，調(diào)節(jié)RP3使電橋達(dá)到平衡，而后使被測(cè)混合氣體進(jìn)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(dāng)物質(zhì)吸收特征波長(zhǎng)的光輻射時(shí)，透射光能量與入射光能量之間關(guān)系稱之為透射比，以τ表示，τ=W/W0。透射比τ對(duì)數(shù)的負(fù)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(guān)系為，若a、b為已知數(shù)值，則通過(guò)測(cè)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(jì)是分析化學(xué)中測(cè)定少量物質(zhì)最簡(jiǎn)便的方法之一，在各個(gè)領(lǐng)域如工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生等化學(xué)檢驗(yàn)中用得很多，可以用于無(wú)機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)，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(zhǎng)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(cè)成分的某種液體（或氣體），右半部分為被測(cè)介質(zhì)的測(cè)量光路，比色皿5中盛放的是被測(cè)樣品，光束分別經(jīng)被測(cè)介質(zhì)比色皿和參比介質(zhì)比色皿至檢測(cè)元件6。參比光路中比色皿的參比介質(zhì)對(duì)光束波長(zhǎng)沒(méi)有吸收作用，而測(cè)量光路中的比色皿的被測(cè)介質(zhì)對(duì)通過(guò)光束的某些波長(zhǎng)有一定的吸收作用，服從比爾定律。這樣，兩路光學(xué)系統(tǒng)檢測(cè)元件的輸出就不一樣，通過(guò)比較放大器7后在顯示器8上顯示出被測(cè)介質(zhì)的含量。？以哪一種指標(biāo)反映濕度較為合理？解：絕對(duì)濕度是指單位空間中所含水蒸汽的絕對(duì)含量或者濃度或者密度，一般用符號(hào)AH表示。相對(duì)濕度是指被測(cè)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(hào)RH表示。AH絕對(duì)濕度給出了水分在空間的具體含量，RH相對(duì)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(yīng)時(shí)間、濕度溫度系數(shù)、濕滯回線和濕滯回差。分類：，設(shè)計(jì)一個(gè)家庭用聲音輸出油煙報(bào)警儀器，并說(shuō)明其工作原理。解：。，查閱資料，試設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)現(xiàn)蔬菜大棚濕度自動(dòng)檢測(cè)、噴淋自動(dòng)灌溉的測(cè)控系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)，并說(shuō)明其工作原理。解：，其輸出Uo控制噴淋自動(dòng)灌溉的電磁閥第九章 熱電式傳感器思考題與習(xí)題答案？熱電偶的基本工作原理是什么？ 解：熱電效應(yīng)就是兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組成一個(gè)回路，其兩端相互連接時(shí)，只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同，回路中就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)的方向和大小與導(dǎo)體的材料及兩接點(diǎn)的溫度有關(guān)。熱電偶測(cè)溫就是利用這種熱電效應(yīng)進(jìn)行的，將熱電偶的熱端插入被測(cè)物，冷端接進(jìn)儀表，就能測(cè)量溫度。？試述金屬熱電阻效應(yīng)的特點(diǎn)和形成原因。解：熱電阻效應(yīng)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(jìn)行溫度測(cè)量的特點(diǎn)是精度高、適于低溫測(cè)量。大多數(shù)金屬導(dǎo)體的電阻都隨溫度變化而變化，在金屬中參加導(dǎo)電的為自由電子，當(dāng)溫度升高時(shí)，雖然自由電子數(shù)目基本不變（當(dāng)溫度變化范圍不是很大時(shí)），但是，每個(gè)自由電子的動(dòng)能將增加。因此，在一定的電場(chǎng)作用下，要使這些雜亂無(wú)章的電子作定向運(yùn)動(dòng)就會(huì)遇到更大的阻力，導(dǎo)致金屬電阻隨溫度的變化而變化。？ 解：一是中間導(dǎo)體定律：在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體，只要第三種導(dǎo)體的兩接點(diǎn)溫度相同，則回路中總的熱電動(dòng)勢(shì)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(jìn)行溫度測(cè)量。二是標(biāo)準(zhǔn)電極定律：如果兩種導(dǎo)體分別與第三種導(dǎo)體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)已知，則由這兩種導(dǎo)體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)也就已知。只要測(cè)得各種金屬與純鉑組成的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)，則各種金屬之間相互組合而成的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)可直接計(jì)算出來(lái)。三是中間溫度定律：熱電偶在兩接點(diǎn)溫度t、t0時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)等于該熱電偶在接點(diǎn)溫度為t、tn和tn、t0時(shí)的相應(yīng)熱電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和。中間溫度定律為補(bǔ)償導(dǎo)線的使用提供了理論依據(jù)。？主要有哪些補(bǔ)償方法？解：（為什么略，詳見(jiàn)書本）熱電偶冷端溫度補(bǔ)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(chǎng)合，有0℃恒溫器和其他恒溫器兩種；二是補(bǔ)償導(dǎo)線法。將熱電偶的冷端延伸到溫度恒定的場(chǎng)所(如儀表室)，其實(shí)質(zhì)是相當(dāng)于將熱電極延長(zhǎng)。根據(jù)中間溫度定律，只要熱電偶和補(bǔ)償導(dǎo)線的二個(gè)接點(diǎn)溫度一致，是不會(huì)影響熱電動(dòng)勢(shì)輸出的；三是計(jì)算修正法。修正公式為：EAB(t,t0)=EAB(t,t1)+EAB(t1,t0)；四是電橋補(bǔ)償法。利用不平衡電橋產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)補(bǔ)償熱電偶因冷端波動(dòng)引起的熱電動(dòng)勢(shì)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(cè)溫范圍內(nèi)，α保持常數(shù)，便于實(shí)現(xiàn)溫度表的線性刻度特性；④在測(cè)溫范圍內(nèi)，材料的物理、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；⑤材料的提純、壓延、復(fù)制等工藝性好，價(jià)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(cè)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(cè)量電路，精度較高的是自動(dòng)電橋。為了消除由于連接導(dǎo)線電阻隨環(huán)境溫度變化而造成的測(cè)量誤差，常采用三線制和四線制連接法。（100）=，當(dāng)用此熱電阻測(cè)量50℃溫度時(shí)，其電阻值為多少？若測(cè)量時(shí)電阻值為92，則被測(cè)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(fù)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(shì)與溫度的變化趨勢(shì)相同；負(fù)溫度系數(shù)是指當(dāng)溫度上升時(shí)，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(xì)見(jiàn)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(shì)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(jié)的結(jié)電壓隨溫度而變化，當(dāng)PN結(jié)的正向壓降或反向壓降保持不變時(shí)，正向電流或反向電流都隨著溫度的變化而變化；而當(dāng)正向電流保持不變時(shí)，PN結(jié)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(jié)測(cè)溫傳感器就是利用半導(dǎo)體材料的溫度特性，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)、控制和補(bǔ)償?shù)裙δ?。，設(shè)計(jì)完成一蔬菜大棚室室溫報(bào)警電路結(jié)構(gòu)原理圖。解：。34