2、（8分）分析如下电路当有强光照时输出高电平还是低电平：

A． B.

A:高电平 B：低电平 3、（6分）请分别在下图适当位置标出石英晶体在受到图示箭头方向作用力时所产生电荷的极性。（X轴为电轴，Y轴为机械轴）

1．检测系统由传感器、测量电路、显示记录装置组成。

传感器以一定精度把被测量转换为与之有对应关系的便于测量处理的物理量。测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成一定功率的易于测量的电压或电流信号。显示记录装置的作用是使人们了解检测数值的大小或变化的过程。

2．热电偶补偿导线不仅可节约大量贵金属，减少热电偶回路的电阻，且便于敷设安装。 选择应用应用中注意：

1）两根补偿导线与热电偶两热极接点必须同温度。

2）各补偿导线要与相应热电偶配用，必须在规定温度范围使用，极性正确。

3．热电阻电阻温度系数大，在测温范围内具有稳定的物理化学性质，测温线路采用三线制电桥电路，以减小引线电阻受环境温度的影响。热敏电阻灵敏度高、热惯性小、体积小、使用方便，易于实现远距离测量，但热电特性非线性、互换性较差，使用普通电桥电路。热电偶传感器结构简单、制造方便、测量范围广、精度高、惯性小，测量量不需要外加电源，常用测量电路有串联和并联线路。

4． （1）压电效应：是指某些压电材料沿一定方向受到外力作用而发生机械变形时，在其表面产生相应电荷，当外力去掉后，电荷也消失的现象。压电传感器利用压电效应可以检测动态力变化、振动、血压、超声变化等。 （2）压阻效应：是指某些半导体材料在受到外力作用变形时电阻率发生变化从而引起电阻变化的现象。压阻式传感器利用该效应可测量压力、力、位移等，半导体式应变片利用该效应可测量应变、应力、力、加速度等。 1、(6分)何谓传感器？

1． 将被测非电量转换为便于处理的与之有对应关系的电量的器件 2、(6分)简述相敏检波器的作用。 将交流检测信号转换为直流检测信号

3、(6分)简述金属热电阻采用三线制电桥的原因。

热电阻自身阻值变化不大，其引线电阻对输出有较大影响，为使其引线在相邻桥臂采用三线制电桥减小引线电阻影响

4、(8分) 试设计一个转速测量装置或电子秤并简要说明其原理（只需选择设计一个）。 用应变片、悬臂梁、放大器、数字电压表、直流稳压源构成电子秤 5、（8分）试简述热电偶补偿导线的作用及使用注意事项。

补偿导线可将热电偶冷端拉远，是冷端远离被测物体便于冷端温度恒定。使用时注意在规定的温度范围内使用、与热电偶的热点极相匹配、与热电极的两接点温度要相同。 二、分析题

1. （8分）试证明以下电路是否有温度补偿作用。已知初始电桥四臂阻值等,R1,R2,R3为相同型号的应变片, R4 为固定电阻。R1,R2,R3如图粘贴在同一实心轴上。

答案要点：

有部分温度补偿作用 1、（6分）简述光电传感器检测电路中常用的光源 答案要点：

（ 1 ）发光二极管 （ 2 ）钨丝灯泡

（ 3 ）电弧灯和石英灯 （ 4 ）激光 2、（6分）简述压电传感器前置放大器的作用和种类。

答案要点：1、将微弱信号放大 2、阻抗匹配 电压放大器，电荷放大器 3、（6分）简述涡流效应

答案要点：利用金属导体在交流磁场中的涡电流效应。如图所示，金属板置于一只线圈的附近，它们之间相互的间距为为δ当线圈输入一交变电流 i 时，便产生交变磁通量Φ金属板在此交变磁场中会产生感应电流 i1 ，这种电流在金属体内是闭合的，所以称 之为 “ 涡电流 ” 或 “ 涡流 ” 。 4、（6分）简述光敏电阻暗电阻、暗电流、亮电阻、亮电流、光电流的概念

答案要点：光敏电阻在不受光照射 时的阻值称 “ 暗电阻 ” ，或暗阻，此时流过的电流称 “ 暗电流 ” ；光敏电阻在受光照射时的阻值称 “ 亮电阻 ” 或称亮阻，此时的电流称 “ 亮电流 ” 。

而亮电流与暗电流之差即为 “ 光电流 ” 。 5．（6分）简述光电效应的分类以及所对应的光电元件 答案要点：1、内光电效应 光电管 1、 外光电效应 光敏二极管 2、 光生伏特效应 光电池

三、分析题（25 %）

1、 ⑴ 请为以下器件选择最基于其原理典型应用（要求一一对应）。 ⑵ 以下应用各基于什么效应（只须写出效应名称）。（9分） 应变片 о о 测温

热电偶 о о 测较弱磁场强度 压电式传感器 о о 测动态压力大小 涡流传感器 о о 光控开关 霍耳传感器 о о 测形变大小 光敏电阻 о о 金属探伤 应变片：应变效应 热电偶：热电效应

压电式传感器：压电效应 涡流传感器：涡流效应 霍耳传感器：霍耳效应 光敏电阻：内光电效应

2、如图热电阻测温电路（Rt为测温热电阻、R1＇、R2＇、R3＇为热电阻的引线电阻），试回答以下问题（8分）

（1）此电路称为什么电路？ （2）该电路有什么作用(特点)？ 答：

（1）此电路称为三线制电桥电路

（2）由于引线分别处与相邻桥臂该电路能消除引线电阻对输出的影响 3、（8分）试设计一个转速测量装置或电子秤并简要说明其原理（只需选择设计一个）。 答：

利用光电式传感器，在转盘上打孔，将发光管和感光管分别安装在对应的两侧，在转盘转动时，感光管的感光明暗变化，若输出电信号变化频率为f，转盘上的孔数为z则转速为n=60f/z .

电子秤用悬臂梁、应变片、直流稳压源、线性放大器、数字电压表构成，梁受压引起贴在梁上的应变片阻值变化，应变片与稳压源构成可调零的四臂全桥，电桥输出电压随称重物体的质量发生线性变化。通过调节电桥的调零电位器和放大器的增益，最终在电压表上显示质量。 1、说出对检测系统而言，系统误差、随机误差、精密度、正确度、精确度之间的关系。（4分）

系统误差与随机误差一般同时存在，系统误差反映正确度，随机误差反映精密度，精确度为精密度和正确度的综合反映。

2、热电阻测温电路接线有何特点？为什么？（4分） 三导线1/4电桥

热电阻的两根引线的电阻被分配在两相邻的桥臂中，由环境温度变化引起电阻值变化所造成的误差被相互抵消。

3、简述热电偶的中间导体定律，有何实用价值？（3分）

热电偶回路中接入第三种导体，只要第三种导体的两接点温度相同，则回路中总的热电动势保持不变。

为接入测量仪表提供了依据。

4、何为光敏晶体管的光谱特性？如何根据光电元件选择合适的光源？（5分） 在入射光照度一定时，光敏晶体管的相对灵敏度随光波波长的变化而变化。

若光敏晶体管受某一波长的光照射时，相当灵敏度最大。当波长增大，则频率减小，光子能量减小，不足以激发电子-空穴对，相对灵敏度下降；当波长减小，则频率增大，光波穿透能力减小，只在表面激发电子-空穴对，相对灵敏度也下 1、（6分）简述检测系统的组成

传感器 测量电路 显示记录装置 2、（6分）简述压电传感器前置放大器的作用和种类。

答案要点：1、将微弱信号放大 2、阻抗匹配

3、 电压放大器 4、 电荷放大器 3、（6分）简述传感器采用差动式结构的优点。

答案要点：1、减少非线性误差 2、增大灵敏度 4、（6分）简述压电元件所应具备的性能

答案要点：1、转换性能 2、 电性能 3、 机械性能

4、 温度湿度稳定性能 5、 时间稳定性能