传感器电信考试题

第五章3. 试述霍尔效应的定义及霍尔传感器的工作原理。答：定义：将半导体薄片置于磁场中，当它的电流方向与磁场方向不一致时，半导体薄片上平行 于电流和磁场方向的两个面之间产生电动势，这种现象称为霍尔效应。工作原理：在导体上外加与电流方向垂直的磁场，会使得导体中的电子与电洞受到不同方向 的洛伦兹力而往不同方向上聚集，在聚集起来的电子与电洞之间会产生电场，此一电场将会 使后来的电子电洞受到电力作用而平衡掉磁场造成的洛伦兹力，使得后来的电子电洞能顺 利通过不会偏移，即霍尔效应。4、简述霍尔传感器的组成，画出霍尔传感器的输出电路图。答：霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放人器，斯密特触发器和输出级组成。5、简述霍尔传感器灵敏系数定义。答：霍尔元件灵敏度表示霍尔元件在单位激励电流和单位磁感应强度时产生霍尔电势的人小。7. 说明单晶体和多晶体压电效应原理，比较石英晶体和压电陶瓷各自的特点。答：某些物质在沿一定方向受到压力或拉力作用而发生改变时，其表面上会产生电荷，若将外力 去掉时，它们又重新回到不带电的状态，这种现彖就称为正压电效应。在压电材料的两个电 极面上，如果加以交流电压，那么压电片能产生机械振动，即压电片在电极方向上有伸缩的 现象，压电材料的这种现象称为电致伸缩效应，也叫做逆压电效应。特点：石英晶体，作为常用的压电传感器，具有转换效率和转换精度高、线性范闱宽、重复 性好、固有频率高、动态特性好、工作温度高达550度、工作湿度高达100%等优点，它的 稳定性是其他压电材料所无法比拟的。压电陶瓷，刚刚极化后的压电陶瓷的特性是不稳定啊, 经过两三个月以后，压电常数才近似保持为一定常数。经过两年以后，压电常数又会下降, 所以做成的传感器要经常校准。另外，压电陶瓷也存在逆压电效应。第六章3、半导体电阻随温度变化的典型特性有哪几种?答：温度特性、伏安特性。5、简述热电偶的工作原理。答：两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时, 在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是 利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测 量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指 出热电偶所产生的热电势。7简述热电偶冷端补偿的必要性，常用冷端补偿有几种方法？并说明补偿原理。答：由热电偶测温公式得知,热电偶的热电势犬小不仅与热端温度有关，而且也与冷端温度有关, 只有当冷端温度恒定时，才能通过测量热电势的人小得到热端的温度。当热电偶冷端处在温 度波动较人的地方时，必须首先使用补偿导线将冷端延长到一个温度稳定的地方，再考虑将 冷端处理为oc,这称为热电偶的冷端处理和补偿。冷端补偿方法及原理：补偿导线法：补偿导线在100C （或200C）以下的温度范I制内，具有与热电偶相同的热电 特性，用它连接热电偶可起到延长热电偶冷端的作用。热电偶冷端温度恒温法：在标准人气压下，用冰水混合物来平衡温度为0C,并且进行密封。 计算修正法：在实际应用中，热电偶的参比端往往不是0C,而是环境温度T1,这时测量出 的回路热电势要小，因此，必须加上环境温度T1与冰点T0之间温差所产生的热电势后才 能符合热电偶分度表的要求。根据连接导体和中间温度则冇E（T,0）=E（T,Tl）+E（Tl,0）o 冷端补偿电桥法：补偿电桥法是利用直流不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶冷端温度变化 而引起的热电势的变化值。第七章答：体积流量、质量流量5、试推导差压式流量计的流量方程，并说明各项参数的物理意义。稳定流动的流体沿水平方向流经管道，在管道中间垂直于轴线方向安装一个节流件，如孔板, 它造成流通建面枳减小，显然截面1处流体未受孔板影响，流体充满管道，管道截面积为 A1,流体的静压力为PF,平均流速为vl,流体的密度为Q1。截面2处是流体经过孔板后 流束搜索的最小截面，截面积为A2,鸭梨为P2，,平均流速为说，流体密度为Q2。根据伯努利方程，对截面1、2处沿管道中心的流体存在以下能量关系空+怛=冬+ 21,因为被测流体是等温不可压缩的，即p=p2=p、所以得/+今=乙4今根据流体的连续性方程得Alvl=A2v2即vl=A2v2/Al可得q）n = pXyz =九2心弋）对此需要修正。通常用一个无量纲数C修正，C称为流出系数。设孔板开孔直径d与管道直径D的比值为P =-,则可得% =： A）7 以上是针对不可压缩的理想流体的流量公 式。对于可压缩流体流过节流装置时，压力发生改变必然引起密度Q的改变，因此对于可 压缩流体，引入气体可膨胀系数则有%= J , C人J2QAP ,同理得qv= ,C式中，C为流出系数；为可膨胀性系数（测液体时=1）； AoJ1 - 0“V A为节流件开孔截面积（/）, 4 = /2/4；卩=为节流件直径比；D为管道直径（mm）； d为节流件开孔直径（mm）；门为被测流体在截面1处的密度（Rg/F ）； AP为节流装置 输出的差压（Pa）。12.质量流量计有哪几种类型？简述科里奥利质量流量计的工作原理。答：类型：直接式质量流量计、间接式质量流量计原理：当质屋为（m的质点以匀速v在一个|判绕旋转轴P以角速度3旋转的管道内轴向移动 时，这个质点将获得两个加速度分量：（1）法向加速度（向心加速度），其值等于3,方向指向P轴。（2）切向加速度去（科里奥利加速度），其值等于23 V,方向与垂直，为了使质点具有科里奥利加速度去，需在去的方向上加一个大小等于2m3v的力，这个力来自管道壁面。反作 用于管道壁面上的力就是流体施加在管道上的科里奥利力Fz = 2加方向与a :相反。当密 度为P的流体以恒定流速v的旋转管流动时，任一段长度 X的管道都将受到一个人小为 Fe的切向科里奥利力：AFC =，式中,A为管道内截面积。由于质量流量q, = pvA ,因此：Fc = 2ox,nx ,基于上式，只要能直接或者间接地测量出在旋转管道中流动的流体 作用于管道上的科里奥利力，就可以测得流体通过管道的质量流量。第八章1、简述成分分析仪器的基本组成。答：成分分析仪器由一些基本环节组成，包扌舌取样装置、预处理系统、分离装置、监测系统、信 号处理系统、显示环节等。7、气相色谱仪的分析原理和工作流程是什么?答：分析原理是：不同物质在两相一固定相和流动相之间具有不同的分配系数，这些物质同流 动相一起运动时，在两相间进行反复多次的分配，使分配系数不同的物质在移动速度上产生 差异，从而使各组分达到完全分离。如果再配上适当的检测器对分离物进行定性定量鉴定， 就成为色谱分析法，简称色谱法。工作流程：载气由高压气瓶供给，经干燥净化装置除去杂质和水分，再经过计量、调节仪表 使之以稳定的鸭梨和精确的流量先后进入汽化室、色谱柱、检测器，然后放空。8、气相色谱仪的定性和定量分析方法有哪些？答：定性分析方法：相对保留值法、加入已知物质增加峰高法 定量分析方法：峰面积测量归一法、内标法.外标法。