第第頁【試卷2-答案】一、選擇題（每題2分，共10分，請將答案直接填寫在表1中）表1：題號12345答案DBCBA二、判斷題（每題1分，共10分，請將“√”或“×”直接填寫在表2中）表2：題號12345答案√××××題號678910答案√××√√三、填空題（每空1分，共10分）1.熱電阻2.互3.并4.外5.干涉6.不等位電勢7.垂直8.三9.正10.中間溫度四、簡答題（本題共30分）1.簡述傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)重復(fù)性與遲滯特性的區(qū)別。（4分）答：（1）重復(fù)性指在相同的工作條件下，同一輸入量從同一方向進(jìn)行滿量程變化，多次趨近并到達(dá)同一校準(zhǔn)點(diǎn)時所測量的一組輸出量之間的分散程度。（2分）（2）遲滯特性指傳感器對應(yīng)同一輸入信號，正行程和反行程的輸入-輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象。（2分）2.簡述電渦流效應(yīng)和集膚效應(yīng)產(chǎn)生的原因和呈現(xiàn)的現(xiàn)象，并明確兩者之間存在的聯(lián)系。（6分）答：（1）電渦流效應(yīng)金屬導(dǎo)體置于變化的磁場中或在磁場中進(jìn)行切割磁力線運(yùn)動時，根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知，在金屬導(dǎo)體中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于感應(yīng)電流呈閉合的漩渦狀，所以稱為電渦流，此種現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)。（2分）（2）集膚效應(yīng)也稱為趨膚效應(yīng)，指導(dǎo)體中通以交流電流或?qū)?dǎo)體置于交變磁場中，在導(dǎo)體橫截面上電流分布不均勻的一種現(xiàn)象，即內(nèi)部電流不是沿著整個導(dǎo)線橫截面?zhèn)魉?，而是趨向沿?dǎo)線表面?zhèn)魉?。呈現(xiàn)出導(dǎo)體邊緣部分電流密度大，導(dǎo)體中心部分電流密度小的現(xiàn)象。（2分）（3）兩者聯(lián)系集膚效應(yīng)產(chǎn)生的本質(zhì)原因是導(dǎo)體內(nèi)部傳輸?shù)慕蛔冸娏鳟a(chǎn)生了交變磁場，感應(yīng)生成電渦流，電渦流在靠近導(dǎo)體橫截面表層的區(qū)域流向與主電流方向一致，而在靠近導(dǎo)體橫截面中心的區(qū)域流向與主電流的方向相反，這就造成導(dǎo)體橫截面的邊緣部分電流密度大，導(dǎo)體橫截面中心部分電流密度小。即集膚效應(yīng)是因電渦流效應(yīng)的存在導(dǎo)致的電流在導(dǎo)體中分布不均勻的一種特殊現(xiàn)象。（2分）3.簡述功能型光纖傳感器和非功能型光纖傳感器的區(qū)別。（4分）答：功能型光纖傳感器和非功能型光纖傳感器的區(qū)別是光纖實(shí)際發(fā)揮的作用不同：（1）功能型光纖傳感器中的光纖，不僅用于傳輸光信號，還用于對光信號實(shí)現(xiàn)調(diào)制。（2）非功能型光纖傳感器中的光纖，只用于傳輸光信號。4.簡述霍爾效應(yīng)和物理磁阻效應(yīng)的聯(lián)系與區(qū)別。（6分）答：（1）聯(lián)系：（3分）霍爾效應(yīng)和物理磁阻效應(yīng)在原理上緊密關(guān)聯(lián)，磁場中的金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料流過電流時，載流子會受到洛倫茲力作用，載流子會在垂直于電流流向的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，運(yùn)行軌跡延長，導(dǎo)致電阻率升高，此現(xiàn)象為磁阻效應(yīng)。在垂直于電流方向的導(dǎo)體兩側(cè)會產(chǎn)生內(nèi)電場，形成電勢差，這個現(xiàn)象是霍爾效應(yīng)。兩種效應(yīng)同時存在。（2）區(qū)別：（3分）當(dāng)外施磁場發(fā)生變化時，霍爾效應(yīng)會導(dǎo)致輸出端霍爾電壓的變化；物理磁阻效應(yīng)會導(dǎo)致金屬或半導(dǎo)體材料阻值的變化。綜合分析題（本題共50分）1.有一個壓力變送器，實(shí)際測量獲得的靜態(tài)特性曲線與理論擬合直線之間最大的偏差△YLmax為0.2mA，輸出電流范圍為4～20mA，求該壓力變送器的線性度γL。（5分）答：由輸出電流范圍為4～20mA，可以得到量程：（2分）（3分）2.有一臺準(zhǔn)確度等級為0.5級電壓表，量程為10V，當(dāng)電壓測量值U為4V時，請求解本次測量值對應(yīng)的最大絕對誤差和最大測量值相對誤差。（10分）答：由題意已知：→；（2分）量程為；測量值（2分）則最大絕對誤差為：（3分）最大測量值相對誤差:（3分）3.如圖1所示電路圖，已知，不受力時，四個電阻標(biāo)稱電阻均為。受到壓力作用時，R1、R2阻值變化量，求解輸出電壓值。（10分）答：圖1直流雙臂電橋的輸出電壓求解式：（字母列式6分，代入數(shù)值求解4分）4.有一直線光柵，柵線密度為250條/mm，主光柵與副光柵的夾角θ為1.8?。求光柵的柵距W和莫爾條紋的寬度BH。（保留3位有效數(shù)字）（10分）答：（3分）（3分）（4分）5.請從本門課程學(xué)習(xí)的傳感器類型中列舉5種可以制作成接近開關(guān)的傳感器，請逐一簡述這5種類型傳感器作為接近開關(guān)的檢測原理。（15分）（主觀題，答案不唯一）答案樣例：（1）變間隙型、變面積型、變介質(zhì)型電容式傳感器：當(dāng)被測量接近，電容式傳感器的電容量發(fā)生變化，可以檢測到被測量接近的狀態(tài)。（3分）（2）電渦流傳感器：主要用于檢測金屬物體的接近。當(dāng)金屬物體接近電渦流傳感器在激勵電流作用下產(chǎn)生的磁場時，會在金屬物體內(nèi)部感應(yīng)出電渦流，電渦流會產(chǎn)生一個磁場，反過來影響電渦流傳感器產(chǎn)生的磁場，從而導(dǎo)致電渦流傳感器端的激勵線圈阻抗發(fā)生變化，從而檢測出金屬物體的接近狀態(tài)。（3分）（3）霍爾傳感器：可以用于檢測磁性物體的接近。當(dāng)磁性物體靠近霍爾傳感器時，通以激勵電流的霍爾傳感器會產(chǎn)生霍爾電壓，從而可以判斷磁性物體的接近。（3分）（4）超聲波傳感器：通過超聲波發(fā)