物理与电信工程学院2013-2014学年第（一）学期期末。
检测与转换技术》 试卷a卷。
年级班级姓名学号
一、单项选择题。
1、磁电式传感器利用电磁感应原理将运动速度转换成。
a.电感 b.感应电势 c.电容 d.电阻。
2、热电偶传感器输出热电势的大小取决于。
a.两种导体或半导体接点的温度差 b.两种导体或半导体的长度。
c.两种导体或半导体的横截面积 d.温差电势。
3、光敏二极管通常工作在。
a.击穿状态 b.正偏状态 c.反偏或零偏状态 d.放大状态。
4、在-295°c~630°c的温度范围内，能作为温度基准的传感器是。
a.负温度系数热敏电阻 b.铂电阻。
c.铜电阻d.热电偶。
5、光敏电阻是利用光敏材料的（ ）制成光电器件。
a.外光电效应b.光生伏特效应。
c.光导效应d.热效应。
6、光敏传感器的光谱特性是指。
a.光敏传感器输出光电流随入射光调制频率变化的关系。
b.光敏传感器的输出光电流与入射到光电器件上的光通量的关系。
c.光敏传感器的输出光电流与入射到光电器件上的光照度的关系。
d.光敏传感器的输出光电流与入射到光电器件上的光波长的关系。
7、用应变片电阻测量应变时，以下哪种方法能减小温度变化的影响？（
a.把两个承受相同应变的应变片电阻接入电桥相对两臂。
b.把两个承受相反应变的应变片电阻接入电桥横跨电源的相邻两臂，组成半差动等臂电桥。
c.把两个承受相反应变的应变片电阻接入电桥的相对两臂。
d.把承受应变的应变片电阻接入电桥的其中一个桥臂，组成单臂等臂电桥。
8、下列对传感器的叙述，哪一个是正确的？（
a.传感器就是将应力转换为与之有确定关系的电阻值变化的器件或装置。
b.传感器就是将应变转换为电压的器件。
c.传感器是将被测量转换成与之有确定关系的电量输出的器件或装置。
d.传感器是将电量转换成非电量的装置。
9、热敏二极管在正向电流恒定时，在一定温度范围内，pn结正向电压随温度的增加而（ ）
a.线性增加 b.线性减少 c.非线性增加 d.非线性减少。
10、开关型集成霍尔传感器的输出电压（ ）
a.激励电流恒定时，磁感应强度大时输出低电平，磁感应强度小时输出高电平。
b.激励电流恒定时，磁感应强度大时输出高电平，磁感应强度小时输出低电平。
c.激励电流恒定时，随所受应力线性变化。
d.激励电流恒定时，随磁感应强度线性变化。
二、填空题。
11、热电偶传感器是基于热电效应原理，用于测量温度 。
12、红线频率是： 产生光电效应，所需照射光的最低频率叫做红限频率(即截止频率) 。
13、光敏二极管工作时光电流基本上与光照强度成正比。
14、物理型传感器分为物性型传感器和结构型传感器 。
15、图像传感器的ccd器件由 mos光敏元阵列和读出移位寄存器组成。
三、问答题。
16、气敏电阻传感器内的电热器有什么作用？
以便烧掉附着在探测部位处的油雾、尘埃、同时加速气体的吸附，从而提高元件的灵敏度和响应速度，一般将元件加热到200-400度。
17、简述数码相机的工作原理。
景物通过镜头成像于ccd图像传感器上，ccd图像传感器把相应的光强转化为对应的电信号，再由模/数转换器将模拟信号转换为数字信号，mpu（微处理器）对数字信号进行压缩并转化为特定的图像格式，再由相机内部的存储器或者内置硬盘卡保存。拍摄结束，将图像文件送入计算机中处理和输出。
18、按照被测信号转换为光电器件入射光通量变化的形式，光电传感器可以分为哪五种？
透射式：测量液体、气体和固体的透明度和浑浊度的传感器。
反射式：测量表面粗糙度等参数的传感器。
辐射式：光电高温计和炉子燃烧监视装置的传感器。
遮挡式：测量物体面积、尺寸和位移等参量的传感器。
开关式：开关，如光电继电器；
计数，将光电脉冲转换为电脉冲进行产品计数或是测量转速。
编码，利用不同的码反应不同的参数。
19、集成温度传感器有什么特点？分为哪三类？目前集成温度传感器测量范围是多少？
集成温度传感器。
原理：将pn结及辅助电路集成在同一芯片上的半导体温度传感器。
特点：线性度好，体积小，稳定性好，输出信号大，后续电路简单。
分类：电压输出型、电流输出型、数字输出型。
范围：-50~150℃
四、计算分析题。
20、用四只相同的电阻应变片r1~r4粘贴到题20图所示等强度梁上，连接成全差动等臂电桥就可做成一台电子秤，要求：
1）画出电阻应变片r1~r4粘贴位置及连成全差动等臂电阻电桥电路（画在答题纸上）
2）若l=100mm，b0=11mm，h=3mm，材料的弹性模量e=2.1x10^4 (n/mm^2)，应变片灵敏度系数为2，电桥电源电压为6v，试计算当被称量物体重量为2kg时，电桥输出电压有多大？（g=9.
8(m/s^2)，应变计算公式：ε=6*l）/(e*b0*h^2)*f）
21、某霍尔元件激励电源u=5v，通过激励电流i=2ma，在元件表面的垂直方向加上均匀磁场b=200mt，传感器灵敏系数为22v/(a*t)，要求：
1）画出霍尔电势的基本测量电路，要求激励电源可调节。
2）计算空载时输出的霍尔电势。
输出霍尔电势计算：
通过激励电流i=2ma
均匀磁场b=200mt，传感器灵敏系数为22v/(a*t)
五、设计分析题。
22、设计一个由环境亮度自动控制路灯电路（控制电路由电池供电，路灯额定电压为220伏，功率为60瓦特），画出电路图，说明电路工作原理。（要求：环境亮度较暗时路灯点亮，环境亮度较亮时路灯熄灭）
图中有自然光照射光敏二极管时，光敏二极管电流增加，使a点电位升高，v1、v2均导通，继电器k工作，常闭触点断开，路灯熄灭；没有自然光照射光敏二极管时，光敏二极管电流减少，使a点电位降低，v1、v2均截止，继电器k不工作，常闭触点闭合，路灯通电发光。（光敏二极管应安装在路灯灯光不能照到地方，继电器也可用j表示）
23、分析题23图所示温度自动控制电路，（控制一个封闭空间的温度恒定在高于室温的某一温度。）根据电路图回答：
1）温度传感器采用何种类型的热敏电阻？
2）当封闭空间的温度低于设定温度时，三极管v1、v2、继电器k和电热丝的工作状态。
3）电路中可调节电阻rp的作用。
1）正温度系数热敏电阻ptc
2）当实际温度比设定温度低时，rt阻值较小，v1的be间电压大于三极管导通电压，v1导通，v2也导通，继电器工作，常开触点k闭合，电热丝通电加热。（当实际温度比设定温度高时，rt阻值较大，v1的be间电压降低，使v1截止，导致v2也截止，继电器不工作，常开触点k断开，电热丝断电停止加热。）
3）rp作用是调节设定温度。
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