13、说明铠装热电偶式温度传感器的主要特点。
14、说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点。(200128)
15、试设计用两个同型号的热电偶测量:①两点的温度之和 ②两点的温度之差③两点的平均温度 的测温线路。(例6-2)
解 其测量线路见图6-2。图a是两个同型号的热电偶正向串联,用于测量两点的温度之和;图b是两个同型号的热电偶反向串联,用于测量两点的温度之差;图c是两个同型号的热电偶并联,用于测量两点的平均温度。图中,串入较大阻值的电阻R1、R2,以减少热电偶内阻r1与r2的不同影响。
a) b) c)
a)两点温度之和的测量 b)两点温差的测量 c)两点平均温度的测量
16、教材图6-8中,当T没有变化,但TC下降时,E(T,T0)是否发生变化?热电偶本身输出的实际电动势是否发生变化?为什么?(例6-4)
答 E(T,T0)不发生变化。因为当TC?时,热电偶自身输出的热电势E(T,TC)?,但由于Rt的作用,使UA?(Rt是具有正温度系数的热电阻,当TC?时,Rt??UA?)。由电路可知
E(T,T0)?UA??E(T,TC)?
21
只要保证UA的下降量与E(T,TC)的增加量相等,则E(T,T0)保持不变。
17、使用热电偶测温时为什么需进行冷端温度补偿?常用补偿方法有哪些?(实践110423) 18、对热电偶的参考端温度要采用一定的方法进行处理,一般由哪些方法?(套110427)
第二节:电阻式温度传感器
(一) 金属热电阻式温度传感器
17、简述金属热电阻式温度传感器的测温机理。
18、简述金属铂热电阻的测温特点。(200828)
19、什么是电阻式温度传感器的阻温特性,教材式(6-6)中的n取多少由什么决定?(例6-5)
答 电阻式温度传感器敏感元件的电阻值随温度变化的关系称为阻温特性。教材式(6-6)为金属热电阻阻温特性的数学表达式,也可用曲线表示。教材式(6-6)中n的取值,即最终取几项,由材料、测温精度的要求所决定。
20、问什么金属热电阻式传感器要采用双线无感绕制法?(1428)(例6-6)(201127)
答 热电阻由金属电阻丝绕制而成,采用双线无感绕制法,可使通过两股导线的电流方向相反,从而使产生的磁通相互抵消,避免通过交流电时产生感抗j?L或有交变磁场时产生感应电动势e?Ldi/dt。
21、测量温度的金属热电阻应具有什么特性?(例6-3)
答 ①电阻温度系数大而稳定。电阻与温度之间具有良好的线性关系: ②电阻率高,热容量小,反应速度快; ③材料的复现性和工艺性好,价格低廉; ④在测温范围内化学、物理性能稳定。 (二)热敏电阻时温度传感器
22、简述半导体热敏电阻的测温机理。(200528)
23、 如何消除热敏电阻阻温特性的非线性?热敏电阻的测温范围一般是多少?(例6-7)
答 热敏电阻的灵敏度较金属热电阻高。因此,可采用温度系数很小的金属电阻与热敏电阻串联或并联,使热敏电阻的阻温特性在一定范围内呈线性关系,从而提高其测温范围和精度。热敏电阻的测温范围一般在-100℃~350℃之间。如果要求特别稳定,最高温度是150℃左右。
22
24、什么叫热敏电阻的正温度系数与负温度系数?
第三节:非接触式温度传感器
25、非接触式温度传感器的工作原理是什么?(0529)
26、简述全辐射式温度传感器的工作原理。
27、简述亮度式温度传感器的工作原理。(0626)
28、简述比色式温度传感器的工作原理。(0626)
第四节:半导体温度传感器
29、简述半导体P-N结温度传感器的工作机理。(200227)
30、说明半导体温度传感器的特点。(1629)
23
第七章 简答题
第一节:气敏传感器
1、SnO2半导体气敏元件与其它类型气敏元件相比,有什么特点?(例7-1)
答 SnO2气敏元件属于半导体传感器,有以下特点:
①气敏元件阻值随检测气体浓度呈指数规律变化,低浓度下灵敏度高,高浓度下趋于稳定值。因此,这种器件非常适于检测微量低浓度气体。如检查可燃气体性的泄漏,定限报警等。
②SnO2材料的物理、化学稳定性好,耐腐蚀性强。
③SnO2元件结构简单,成本低,可靠性较高,机械性能良好。
④对气体检测不需要复杂的处理设备。待检测气体可通过元件电阻的变化直接转化为电信号,且元件电阻率变化大。因此,信号处理不用高倍数放大电路即可实现。
2、SnO2气敏传感器为何都附有加热器?烧结型气敏元件按加热方式分为哪两种?(例7-2)
答 由教材图7-2可见,SnO2半导体在加热一定时间后,特性才进入稳定状态。实用时,加热器使附着在探测部分的雾、尘埃等烧掉。同时,加速气体的吸附,从而提高器件的灵敏度和响应速度。一般,加热到200?~400?,具体温度视所掺杂质不同而异。
烧结型SnO2气敏元件在工作时需加热到300℃左右。按加热方式可分为直热(内热)式和旁热式。前者结构简单,后者性能稳定、可靠性高。 3、比较烧结型、薄膜型、厚膜型气敏元件的优缺点。(配套教材)
4、图示为矿灯瓦斯报警器的原理图,其中RQ 为气敏元件。简述一定浓度的瓦斯引起信号灯闪光报警的原理。(200628)(图见课本P103 图7-8)
5、什么是氧化型气敏元件?(1429)
24