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课题六 磁电式传感器

6-1 说明磁电式传感器的基本工作原理

6-2 试通过转速测量系统的实例说明磁电式转速传感器的应用。 6-3 磁电式振动传感器与磁电式转速传感器在工作原理上有什么区别? 6-4 采用SZMB-3型磁电式传感器测量转速,当传感器输出频率为1KhZ的正弦

波信号时,被测轴的转速是多少?

6-5 磁电式传感器能否检测表面粗糙度?试绘出其原理图。 6-6 请写出你认为可以用霍尔传感器来检测的物理量。

6-7 图8-11是霍尔式钳型电流表结构图,请你分析它的工作原理。 6-8 图8-12是霍尔式加速度计示意图,请你分析其工作原理。 6-9 请你设计一种霍尔式液位控制器,要求:

1)画出磁路系统示意图; 2)画出电路原理简图; 3)简要说明其工作原理。

6-10 请你在分析了图8-6至8-12以后,说出在这几个霍尔传感器应用的实例中,

哪几个采用的是线性霍尔集成电路?哪几个采用的是开关型霍尔集成电路?

6-11 什么是霍尔效应?

6-12 为什么导体材料和绝缘体材料均不宜做成霍尔元件? 6-13 为什么霍尔元件一般采用N型半导体材料? 6-14 霍尔灵敏度与霍尔元件厚度之间有什么关系? 6-15 什么是霍尔元件的温度特性?如何进行补偿? 6-16 集成霍尔传感器有什么特点?

6-17 写出你认为可以用霍尔传感器来检测的物理量。

6-18 设计一个采用霍尔传感器的液位控制系统。要求画出磁路系统示意图和电

路原理简图,并简要说明其工作原理。

6-19 下图是一个采用霍尔传感器的钳型电流表结构图,试分析它的工作原理。 6-20 通过一个实例说明开关型集成霍尔传感器的应用。

课题七 热电偶传感器

7-1 什么是金属导体的热电效应?试说明热电偶的测量原理。 7-2 试分析金属导体产生接触电动势的原因。

7-3 补偿导线的作用是什么?使用补偿导线的原则是什么? 7-4简述热电偶的几个重要定律,并分别说明它们的实用价值。

7-5 试证明图9-17所示热电偶回路中,加入第三种材料C,第四种材料D(无论

插入何处),只要插入材料两端温度相同,则回路总电动势不变(na>nB,t>t0)。

DCtCABAt0图9-17 热电偶测量回路

7-6用镍铬-镍硅(K)热电偶测温度,已知冷端温度为40℃,用高精度毫伏表测

得这时的热电动势为29.188mV,求被测点温度。

7-7 图9-18所示镍铬-镍硅热电偶,A’、B’为补偿导线,Cu为铜导线,已知

接线盒1的温度t1=40.0℃,冰水温度t2=0.0℃,接线盒2的温度t3=20.0℃。

tAB?A?Cut1接线盒1B?t2冰瓶U3Cut3接线盒2图9-18 采用补偿导线的镍铬-镍硅热电偶测温示意图

1)当U3=39.310mV时,计算被测点温度t。

2)如果A’、B’换成铜导线,此时U3=37.699mV,再求t.

7-8 图9-19所示热电偶测温线路,A、B为热电极,A’、B’是两种廉价金属,

它们的电子浓度之比相等,即nA/nA’=nB/nB’。

1)求证:A’、B’与A、B连接后总的Uo仅取决于A、B及T、To,而与Ta及A’、B’无关。

2)A’、B’在测量中起什么作用?

7-9 试述热电偶冷端温度补偿的几种主要方法和补偿原理。

7-10已知铂铑

10-铂(S)热电偶的冷端温度t0?25?C,现测得热电动势

E?t,t0??11.712mV,求热端温度t是多少摄氏度?

7-11已知镍铬-镍硅(K)热电偶的热端温度t?800?C,冷端温度t0?25?C,求

E?t,t0?是多少毫伏?

7-12现用一支镍铬-康铜(E)热电偶测温,其冷端温度为30?C,动圈显示仪表

(机械零位在0?C)指示值为400?C,则认为热端实际温度为430?C,对不对?为什么?正确值是多少?

7-13 如图所示之测温回路,热电偶的分度号为K,仪表的示值应为多少摄氏度?

7-14用镍铬-镍硅(K)热电偶测量某炉温的测量系统如图所示,已知:冷端温

度固定在0?C, t0?30?C,仪表指示温度为210?C,后来发现由于工作上的疏忽把补偿导线A?和B?相互接错了,问:炉温的实际温度t为多少摄氏度?

?ATBA?+A400?CA?60?CCmVA?t0B?A?B?0?CmVCBB+A300?C+AtBTnB?U0mAT0图9-19 热电偶测温线路

课题八 光电传感器

8-1 光电效应有哪几种?与之对应的光电元件各是哪些?请简述其特点。 8-2 光电传感器可分为哪几类?请各举出几个例子加以说明。

8-3 某光敏三极管在强光照时的光电流为2.5mA,选用的继电器吸合电流为

50mA,直流电阻为250。现欲设计两个简单的光电开关,其中一个是有强光照时继电器吸合,另一个相反,是有强光照时继电器释放。请分别画出两个光电开关的电路图(采用普通三极管放大),并标出电源极性及选用的电压值。

8-4 某光电开关电路如图7-23所示,请分析其工作原理,并说明各元件的作用,

该电路在无光照的情况下继电器K是处于吸合还是释放状态?

8-5 某光电池的光电特性如图7-16所示,请你设计一个较精密的光电池测量电

路。要求电路的输出电压U。与光照度成正比,且当光照度为10001X时输出电压U。=4V。

?5VKRPR11VD2R2V1VD1CC40106图7-23 光电开关电路

8-6 造纸工业中经常需要测量纸张的“白度”以提高产品质量,请你设计一个自动检测纸张“白度”的测量仪,要求: 1)画出传感器简图; 2)画出测量电路简图; 3)简要说明其工作原理。

8-7 常用的半导体光电元件有哪些?它们的图形符号如何? 8-8 对每种半导体光电元件,画出一种测量电路。 8-9 什么是光电元件的光谱特性?

8-10 光电传感器由那些部分组成?被测量可以影响光电传感器的那些部分? 8-11 模拟式光电传感器有哪几种常见形式?

8-12 光纤传感器有那两种类型?说明各自的工作原理。 8-13 红外线的特性是什么?它与一般光线有什么不同? 8-14 红外探测器有几种?它们有什么不同?

8-15 请用红外传感器设计一台红外防盗装置(画出它的示意图),并说明其工作

原理?