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热电偶传感器试卷

热电偶传感器试卷

热电偶传感器

姓名:2014年__月__日一、单项选择题(每空5分)

1)正常人的体温为37?C,则此时的华氏温度约为______,热力学温度约为______。

A. 32F,100K

B. 99F,236K C .99F,310K D. 37F,310K

2)_____的数值越大,热电偶的输出热电势就越大。

A. 热端直径

B. 热端和冷端的温度

C. 热端和冷端的温差

D. 热电极的电导率

3)测量钢水的温度,最好选择______热电偶;测量钢退火炉的温度,最好选择_____热电偶;测量汽轮机高压蒸气(200?C左右)的温度,且希望灵敏度高一些,选择______热电偶为宜。

A. R

B. B

C. S

D. K E .E

4)测量CPU散热片的温度应选用______型的热电偶;测量锅炉烟道中的烟气温度,应选用______型的热电偶;测量100m深的岩石钻孔中的温度,应选用______型的热电偶。

A. 普通

B.铠装

C. 薄膜

D. 热电堆

5)在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是______。

A. 补偿热电偶冷端热电势的损失

B. 起冷端温度补偿作用

C. 将热电偶冷端延长到远离高温区的地方

D. 提高灵敏度

二、分析与问答(每题10分)

1、简述热电偶与热电阻的测量原理的异同。

2、设一热电偶工作时产生的热电动势可表示为E AB(t , t0),其中A、B、t、t0各

代表什么意义?t0在实际应用时常应为多少?

3、用热电偶测温时,为什么要进行冷端补偿?冷端补偿的方法有哪几种?

三、计算题(20分)

1、用一K型热电偶测量温度,已知冷端温度为40℃,用高精度毫伏表测得此时

的热电动势为29.186mV,求被测的温度大小?

《传感器本》试题整理(附参考答案)

《传感器本》试题整理(附参考答案)

上海开放大学《传感器与测试基础》复习 1. 课程教材:《自动检测技术及应用》梁森(第2版),机械工业出版社 2. 网上课堂:视频资料,课程ppt资料,李斌 教授主讲 3. 主持教师联系方式: 25653399(周二、五);xudanli@https://www.wendangku.net/doc/2a17518787.html, 4. 期末考试比例(大约):单项选择20分;填 空20分;多项选择12分;简答题26分;分析 设计题22分。 5. 复习样题 一、填空题 1. 传感器的特性一般指输入、输出特性,有 动、静之分。静态特性指标的 有、、、 等。(灵敏度、分辨力、线性度、迟滞误差、 稳定性) 2. 对于测量方法,从不同的角度有不同的分类, 按照测量结果的显示方式,可以分为模拟式测量和数字式测量。 3. 对于测量方法,从不同的角度有不同的分类, 按照是否在工位上测量可以分为在线测量和离线式测量。 4. 对于测量方法,从不同的角度有不同的分类,

按照测量的具体手段,可以分为 偏位式测 量 、 微差式测量 和 零位式测量 。 5.某0.1级电流表满度值100m x mA ,测量60mA 的绝 对误差为 ±0.1mA 。 6、服从正态分布的随机误差具有如下性质 集 中性 、 对称性 、 有界性 。 7. 硅光电池的光电特性中,当负载短路时,光 电流在很大范围内与照度与呈线性关系。 8. 把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的 互感式传感器是根据 变压器 的基本 原理制成的,其次级绕组都用 差动 形式连接,所以又叫差动变压器式传感器。 9、霍尔传感器的霍尔电势U H 为 K H IB 若改变 I 或 B 就能得到变化的霍尔电势。 10、电容式传感器中,变极距式一般用来测量 微 小 的位移。 11. 压电式传感器具有体积小、结构简单等优 点,但不适宜测量 频率太低 的被测量, 特别是不能测量 静态值 。 12、差动电感式传感器与单线圈电感式传感器相 比,线性 好 灵感度提高 一 倍、 测量精度高。 13、热电偶冷端温度有如下补偿方法: 冷端恒温法(冰浴法)、计算修正法、电桥补偿法和仪表

热电阻热电偶温度传感器校准实验

湖南大学实验指导书 课程名称:实验类型: 实验名称:热电阻热电偶温度传感器校准实验 学生姓名:学号:专业: 指导老师:实验日期:年月日 一、实验目的 1.了解热电阻和热电偶温度计的测温原理 2.学会热电偶温度计的制作与校正方法 3.了解二线制、三线制和四线制热电阻温度测量的原理 4.掌握电位差计的原理和使用方法 5.了解数据自动采集的原理 6.应用误差分析理论于测温结果分析。 二、实验原理 1.热电阻 (1) 热电阻原理 热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高,性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的,它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用最多的是铂和铜,此外,现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。常用铂电阻和铜电阻,铂电阻在0—630.74℃以内,电阻Rt与温度t 的关系为: Rt=R0(1+At+Bt2) R0系温度为0℃时的电阻,铂电阻内部引线方式有两线制,三线制,和四线制三种,两线制中引线电阻对测量的影响最大,用于测温精度不高的场合,三线制可以减小热电阻与测量仪之间连接导线的电阻因环境温度变化所引起的测量误差。四线制可以完全消除引线电阻对测量的影响,用与高精度温度检测。本实验是三线制连接,其中一端接二根引线主要是消除引线电阻对测量的影响。 (2) 热电阻的校验 热电阻的校验一般在实验室中进行,除标准铂电阻温度计需要作三定点,(水三相点,水沸点和锌凝固点)校验外,实验室和工业用的铂或铜电阻温度计的校验方法有采用比较法

热电偶传感器习题

第5章热电偶传感器习题答案 1.什么是金属导体的热电效应?试说明热电偶的测温原理。 答:热电效应就是两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,回路中就会产生一个电动势,该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。热电偶测温就是利用这种热电效应进行的,将热电偶的热端插入被测物,冷端接进仪表,就能测量温度。 2.试分析金属导体产生接触电动势和温差电动势的原因。 答:当A和B两种不同材料的导体接触时,由于两者内部单位体积的自由电子数目不同(即电子密度不同),因此,电子在两个方向上扩散的速率就不一样。现假设导体A的自由电子密度大于导体B的自由电子密度,则导体A扩散到导体B的电子数要比导体B扩散到导体A的电子数大。所以导体A失去电子带正电荷,导体B得到电子带负电荷,于是,在A、B 两导体的接触界面上便形成一个由A到B的电场。该电场的方向与扩散进行的方向相反,它将引起反方向的电子转移,阻碍扩散作用的继续进行。当扩散作用与阻碍扩散作用相等时,即自导体A扩散到导体B的自由电子数与在电场作用下自导体B到导体A的自由电子数相等时,便处于一种动态平衡状态。在这种状态下,A与B两导体的接触处就产生了电位差,称为接触电动势。对于导体A或B,将其两端分别置于不同的温度场t、t0中(t> t0)。在导体内部,热端的自由电子具有较大的动能,向冷端移动,从而使热端失去电子带正电荷,冷端得到电子带负电荷。这样,导体两端便产生了一个由热端指向冷端的静电场。该电场阻止电子从热端继续跑到冷端并使电子反方向移动,最后也达到了动态平衡状态。这样,导体两端便产生了电位差,我们将该电位差称为温差电动势。 3.简述热电偶的几个重要定律,并分别说明它们的实用价值。 答:一是匀质导体定律:如果热电偶回路中的两个热电极材料相同,无论两接点的温度如何,热电动势为零。根据这个定律,可以检验两个热电极材料成分是否相同,也可以检查热电极材料的均匀性。 二是中间导体定律:在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不变。它使我们可以方便地在回路中直接接入各种类型的显示仪表或调节器,也可以将热电偶的两端不焊接而直接插入液态金属中或直接焊在金属表面进行温度测量。 三是标准电极定律:如果两种导体分别与第三种导体组成的热电偶所产生的热电动势已知,则由这两种导体组成的热电偶所产生的热电动势也就已知。只要测得各种金属与纯铂组成的热电偶的热电动势,则各种金属之间相互组合而成的热电偶的热电动势可直接计算出来。 四是中间温度定律:热电偶在两接点温度t、t0时的热电动势等于该热电偶在接点温度为t、t n和t n、t0时的相应热电动势的代数和。中间温度定律为补偿导线的使用提供了理论依据。 4.试述热电偶冷端温度补偿的几种主要方法和补偿原理。

热电偶温度传感器设计报告

传感器课程设计 设计题目:热电偶温度传感器 2010年12月30日 目录 1、序言 (3) 2、方案设计及论证 (4)

3、设计图纸 (9) 4、设计心得和体会 (10) 5、主要参考文献 (11) 一、序言 随着信息时代的到来,传感器技术已经成为国外优先发展的科技领域之一。测控系统的设计通常是从对象信息的有效获取开始的不同种类

的物理量不仅需要不同种类的传感器进行采集,而且因信号性质的不同,还需要采用不同的测量电路对信号进行调理以满足测量的要去。因此,触感其与检测技术在现代测量与控制系统中具有非常重要的地位。 而在所有的传感器中,热电偶具有构造简单、适用温度围广、使用方便、承受热、机械冲击能力强以及响应速度快等特点,常用于高温区域、振动冲击大等恶劣环境以及适合于微小结构测温场合。 因此,我们想设计一种热电偶传感器能够在低温下使用,可以适用于试验和科研中,测量为温度围:-200 ℃ ~500 ℃,电路不太复杂的简易的热电偶温度传感器,考虑到制作材料相对便宜,我们选择了铜-铜镍(康铜)。在选择测量电路时,我们从简单,符合测量围要求及热电偶的技术特性,我们采用了AD592对T型热电偶进行冷结点的补偿电路。这种型号的电路允许的误差(0.5 ℃或0.004x|t|)相对于其他类型的热电偶具有测量温度精度高,稳定好,低温时灵敏度高,价格低廉。能较好的满足测量围。 热电偶同其它种温度计相比具有如下特点: a、优点 ·热电偶可将温度量转换成电量进行检测,对于温度的测量、控制,以及对温度信号的放大、变换等都很方便, ·结构简单,制造容易, ·价格便宜, ·惰性小,

传感器试题(答案)

《传感器及应用技术》期末考试试题(C套)答案 1、填空题(每空1分,共30分): 1、现代信息技术的三大支柱是指:传感器技术、通信技术、计算机技术 2、国家标准(GB7665-87)对传感器(Transducer/Sensor)的定义:能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。 3、传感器由敏感元件、传感元件、测量转换电路和辅助电源三部分组成。 4、现代科学技术使人类社会进入了信息时代,来自自然界的物质信息都需要通过传感器进行采集才能获取。 5、测量结果与被测量的约定真值之间的差别就称为误差。 6、对测量结果评价的三个概念(1)精密度、(2)准确度、(3)精确度 7、对传感器的输出量与输入量之间对应关系的描述--称为传感器的特性。 8、电阻应变式传感器的工作原理是将电阻应变片粘贴到各种弹性敏感元件上,使物理量的变化变成应变片的应力、应变变化,从而变成电阻值变化。 9、热电阻温度计是利用金属导体或半导体材料的电阻率随温度而变化的特性进行温度测量。 10、电感式传感器是利用电磁感应原理,将被测非电量的变化转换成线圈的电感变化的一种传感器。 11、压电传感器是一种典型的自发电式传感器。它以某些电介质的压电效应为基础,在外力作用下,在电介质的表面产生电荷,从而实现非电量的电测转换。 12、热电偶产生的热电势一般由⑴接触电势和⑵温差电势组成。 13光电式传感器是利用光敏元件将光信号转换为电流信号的装置。 14、霍尔传感器是利用霍尔效应原理制成的传感器,主要用来测量磁场的大小。 15、电容式传感器有变面积式、变间隙式和变介质式三种。 16、当输入端加电流I,并在元件平面法线方向加磁感强度为B的磁场,那么在垂直于电流和磁场方向上将产生电动势,这种现象就是霍尔效应。

第九章热电偶传感器习题及答案

第九章热电偶传感器 一、单项选择题 1)正常人的体温为37?C,则此时的华氏温度约为______,热力学温度约为______。 A. 32F,100K B. 99F,236K C .99F,310K D. 37F,310K 2)_____的数值越大,热电偶的输出热电势就越大。 A. 热端直径 B. 热端和冷端的温度 C. 热端和冷端的温差 D. 热电极的电导率 3)测量钢水的温度,最好选择______热电偶;测量钢退火炉的温度,最好选择_____热电偶;测量汽轮机高压蒸气(200?C左右)的温度,且希望灵敏度高一些,选择______热电偶为宜。 A. R B. B C. S D. K E .E 4)测量CPU散热片的温度应选用______型的热电偶;测量锅炉烟道中的烟气温度,应选用______型的热电偶;测量100m深的岩石钻孔中的温度,应选用______型的热电偶。 A. 普通 B.铠装 C. 薄膜 D. 热电堆 5)在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是______。 A. 补偿热电偶冷端热电势的损失 B. 起冷端温度补偿作用 C. 将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D. 提高灵敏度 二、分析与问答 1、简述热电偶与热电阻的测量原理的异同。 2、设一热电偶工作时产生的热电动势可表示为E AB(t , t0),其中A、B、t、t0各 代表什么意义?t0在实际应用时常应为多少? 3、用热电偶测温时,为什么要进行冷端补偿?冷端补偿的方法有哪几种? 三、计算题 1、用一K型热电偶测量温度,已知冷端温度为40℃,用高精度毫伏表测得此时 的热电动势为29.186mV,求被测的温度大小? 2、用一K型热电偶测钢水温度,形式如图示。已知A、B分别为镍铬、镍硅材 料制成,A`、B`为延长导线。问: 1)满足哪些条件时,此热电偶才能正常工作? 2)A、B开路是否影响装置正常工作?原因? 3)采用A`、B`的好处? 4)若已知t01=t02=40℃,电压表示数为37.702mV,则钢水温度为多少? 5)此种测温方法的理论依据是什么?

传感器试题与答案

《传感器与检测技术》试题1 班级_______ 姓名学号成绩 一、填空:(20分) 1、测量系统的静态特性指标主要有 。(2分) 2、霍尔元件灵敏度的物理意义就是 。(2分) 3、光电传感器的理论基础就是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。第一类就是利用在光线作用下 效应,这类元件有;第二类就是利用在光线作用下效应,这类元件有;第三类就是利用在光线作用下效应,这类元件有。 4、热电偶所产生的热电动势就是电动势与电动势组成的,其表达式为E ab(T,T0)= 。在热电偶温度补偿中补偿导线法(即冷端延长线法)就是在与之间,接入,它的作用。 5、压磁式传感器的工作原理就是:某些铁磁物质在外界机械力作用下,其内部产生机械压力,从而引起,这种现象称为。相反,某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生,这种现象称为。(2分)

6、变气隙式自感法感器,当街铁移动靠近铁心时,铁心上的线圈电感量(①增加②减小③不变)(2分) 7、仪表的精度等级就是用仪表的(①相对误差②绝对误差③引用误差)来表示的。(2分) 8、电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系,除(①变面积型 ②变极距型③变介电常数型)外就是线性的。(2分) 9、电位器传器的(线性),假定电位器全长为X max, 其总电阻为R max,它的滑臂间的阻值可以用R x = (①X max/x R max,②x/X max R max,③X max/XR max ④X/X max R max)来计算,其中阻灵敏度R r=(① 2p(b+h)/A t, ② 2pAt/b+h, ③ 2A(b+b)/pt, ④ 2Atp(b+h))。(4分) 二、用镍铬━镍硅热电偶测量某低温箱温度,把热电偶直接与电位差计相连接。在某时刻,从电位差计测得热电动势为-1、19mV,此时电位差计所处的环境温度为15℃,试求该时刻温箱的温度就是多少摄氏度?(20分) 镍铬-镍硅热电偶分度表

传感器习题

如图是一种应用热敏电阻组成的电机过热保护线路,用开关K来控制电机是否工作,图中热敏电阻用正温度系数热敏电阻。(1)简述A、B、C、D各部件的作用,(2)简述电路的工作原理。(3)试说明该电路热电阻安装位置。(10分) 用镍铬-镍硅热电偶测量某低温箱温度,把热电偶直接与电位差计相连接。在某时刻,从电位差计测得热电势为-1.19mv,此时电位差计所处的环境温度为15℃,试求该时刻温箱的温度是多少度?(5分) 镍铬-镍硅热电偶分度表 如下图所示,AD590的输出为1μA/K,分析电路,并指出U A应该为多大时,可使输出电压为BV/℃,B为多大?(10分)

现需测量一电动机的转速,请设计一电路来测量,说明设计电路的原理,并画出测量电路安装位置示意草图 现需测量一管道内气体的流速,请设计一电路来测量,说明设计电路的原理,并画出传感器安装在管道中的位置草图 分析下面电路的工作原理,并指出R6与VD的作用。 4、如下图所示电路,试求在温度为10℃度时,输出电压为多少?若测得输出电压为746.3mV时,被测物体的温度是多少? 设计一个电热饮水机水开警示电路,并简要说明其工作原理。 什么叫传感器?它由哪几部分组成?并说出各部分的作用及其相互间的关系。 答:传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。 通常传感器由敏感元件和转换元件组成。 敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分,转换元件是指传感器中将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。 由于传感器的输出信号一般都很微弱, 因此需要有信号调节与转换电路对其进行放大、运算调制等。随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用,传感器的信号调节与转换电路

传感器试题及答案

一、填空题(20分) 1.传感器由(敏感元件,转换元件,基本转换电路)三部分组成。 2.在选购线性仪表时,必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的( 1.5 ) 倍左右为宜。 3.灵敏度的物理意义是(达到稳定工作状态时输出变化量与引起此变化的输入变化量之比。) 4. 精确度是指(测量结果中各种误差的综合,表示测量结果与被测量的真值之间的一致程度。) 5.为了测得比栅距W更小的位移量,光栅传感器要采用(细分)技术。 6.热电阻主要是利用电阻随温度升高而(增大)这一特性来测量温度的。 7.传感器静态特性主要有(线性度,迟滞,重复性,灵敏度)性能指标来描述。 8.电容传感器有三种基本类型,即(变极距型电容传感器、变面积型电容传感器, 变介电常数型电容传感器) 型。 9.压电材料在使用中一般是两片以上在,以电荷作为输出的地方一般是把压电元件(并联)起来,而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件(串联)起来 10.压电式传感器的工作原理是:某些物质在外界机械力作用下,其内部产生机械压力,从而引起极化现象,这种现象称为(顺压电效应)。相反,某些物质在外界磁场的作用下会产生机械变形,这种现象称为(逆压电效应)。 11. 压力传感器有三种基本类型,即(电容式,电感式,霍尔式)型. 12.抑制干扰的基本原则有(消除干扰源,远离干扰源,防止干扰窜入). 二、选择题(30分,每题3分)1、下列( )不能用做加速度检测传感器。D.热电偶 2、将超声波(机械振动波)转换成电信号是利用压电材料的( ).C.压电效应 3、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是(). C.温度 4、属于传感器动态特性指标的是().D.固有频率 5、对压电式加速度传感器,希望其固有频率( ).C.尽量高些 6、信号传输过程中,产生干扰的原因是( )C.干扰的耦合通道 7、在以下几种传感器当中( )属于自发电型传感器.C、热电偶 8、莫尔条纹光栅传感器的输出是( ).A.数字脉冲式 9、半导体应变片具有( )等优点.A.灵敏度高 10、将电阻应变片贴在( )上,就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器. C.弹性元件 11、半导体热敏电阻率随着温度上升,电阻率( ).B.迅速下降 12、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是( ). C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 13、在以下几种传感器当中( ABD 随便选一个)不属于自发电型传感器. A、电容式 B、电阻式 C、热电偶 D、电感式 14、( )的数值越大,热电偶的输出热电势就越大.D、热端和冷端的温差 15、热电阻测量转换电路采用三线制是为了( B、减小引线电阻的影响). 16、下列( )不能用做加速度检测传感器.B.压电式 三、简答题(30分) 1.传感器的定义和组成框图?画出自动控制系统原理框图并指明传感器在系统中的位置和

常用温度传感器的对比分析及选择

常用温度传感器的对比分析及选择 大致的要点: 1.温度传感器概述:应用领域,重要性; 2.四种主要的温度传感器类型的横向比较 3.热电偶传感器 4.热电阻传感器 5.热敏电阻传感器 6.集成电路温度传感器以及典型产品举例 7.温度传感器的正确选择及应用 在各种各样的测量技术中,温度的测量可能是最为常见的一种,因为任何的应用领域,掌握温度的确切数值,了解温度与实际状态之间的差异等,都具有极为重要的意义。就以测量为例,在力的测量,压力,流量,位置及电平高低等测量的过程中,为了提高测量精度,通常都会要求对温度进行监视,如压力或力的测量,往往是使用惠斯登电阻电桥,但组成电桥的电阻随温度变化引起的误差,往往会大大超过待测力引起的电阻值变化,如不对温度进行监控并据此校正测量结果,则测量完全不可能进行或者毫无效果。其他参数测量也有类似问题,可以说,各种的物理量都是温度的函数,要得到精确的测定结果,必须针对温度的变化,作出精确的校正。本文就是帮助读者针对特定的用途,选择最为合适的温度传感器,并进行精确的温度测量。 工业上常用的温度传感器有四类:即热电偶、热电阻RTD、热敏电阻及集成电路温度传感器;每一类温度传感器有自己独特的温度测量范围,有自己适用的温度环境;没有一种温度传感器可以通用于所有的用途:热电偶的可测温度范围最宽,而热电阻的测量线性度最优,热敏电阻的测量精度最高。表1是四类传感器的各自独特的性能特性及相互比较。表2是四类传感器的典型应用领域。

热电偶--通用而经济 热电偶由二根不同的金属线材,将它们一端焊接在一起构成,如图1所示;参考端温度(也称冷补偿端)用来消除铁-铜相联及康铜-铜联接端所贡献的误差;而两种不同金属的焊接端放置于需要测量温度的目标上。 两种材料这样联接后会在未焊接的一端产生一个电压,电压数值是所有联接端温度的函数,热电偶无需电压或电流激励。实际应用时,如果试图提供电压或电流激励反而会将误差引进系统。 鉴于热电偶的电压产生于两种不同线材的开路端,其与外界的接口似乎可通过直接测量两导线之间的电压实现;如果热电偶的的两端头不是联接至另外金属,通常是铜,那末事情真会简单至此。 但热电偶需与另外一种金属联接这一事实,实际上又建立了新的一对热电偶,在系统中引入了极大的误差,消除此误差的唯一办法是检测参考端的温度(参见图1),以硬件或硬件-软件相结合的方式将这一联接所贡献的误差减掉,纯硬件消除技术由于线性化校正的因素,比软件-硬件相结合技术受限制更大。一般情况下,参考端温度的精确检测用热电阻RTD,热敏电阻或是集成电路温度传感器进行。原则上说,热电偶可由任意的两种不同金属构建而成,但在实践中,构成热电偶的两种金属组合已经标准化,因为标准组合的线性度及所产生的电压与温度的关系更趋理想。 表3与图2是常用的热电偶E,J,T,K,N,S,B R的特性。

第九章热电偶传感器习题及答案

1、简述热电偶与热电阻的测量原理的异同。 答:(1). 相同点:都能测温度且只能直接测温度量 (2). 不同点:热电阻传感器原理为阻值大小变化对应温度变化,而热电偶传感器为热电动势大小变化对应温度变化 2、设一热电偶工作时产生的热电动势可表示为E AB(t , t0),其中A、B、t、t0各代 表什么意义?t0在实际应用时常应为多少? 答:A、B——两热电极 T——热端温度,即被测温度 t0————冷端温度 t0常应为0℃ 3、用热电偶测温时,为什么要进行冷端补偿?冷端补偿的方法有哪几种? 答:因工作现场常常缺乏使热电偶传感器的冷端保持在0℃的条件 4、热电偶在使用时为什么要连接补偿导线? 答:因为在使用热电偶测温时,必须将热电偶的参考端温度保持恒定,但在现场使用时,热电偶参考端往往处于高温热源附近,必须将它远离热源,移动到温度较为稳定的场所,又因补偿导线在规定使用温度范围内具为与热电偶相同的温度—热电势关系,因而它可以起到延长热电偶的作用,所以热电偶在使用时要连接补偿导线 5、什么叫测温仪表的准确度等级? 答:测温仪表的准确度等级是指测温仪表准确度的数字部分,也就是仪表的准确度去掉百分号。 6、什么是热电偶? 答:热电偶是通过测量电势从而测量温度的一种感温元件,是由两种不同成分的导体焊接在一起构成的。当两端温度不同时,在回路中就会有热电势产生,将温度信号转变为电信号,再由显示仪表显示出来。 7、为什么要进行周期检定? 答:各种计量器具由于在频繁的使用中会发生变化和磨损,失去原有的精度,从而影响量值的准确性。为使测量的数据准确,必须对各种计量器具进行周期检定。

8、利用热电偶测温具有什么特点? 答:测量精度高;结构简单;动态响应快;可作远距离测量;测量范围广。 计算题 1、用一K型热电偶测量温度,已知冷端温度为40℃,用高精度毫伏表测得此时的热电动势为29.186mV,求被测的温度大小? 1、E AB(t0,t)= E AB(t0,t n)+ E AB(t n,t) 即E AB(0,t)= E AB(0,40℃)+ E AB(40℃,t)查表,得: E AB(0,40℃)=1.612 所以:E AB(0,t)=1.612+29.186=30.798(mV) 查表,得t=740℃ 2、用一K型热电偶测钢水温度,形式如图示。已知A、B分别为镍铬、镍硅材料制成,A`、B`为延长导线。问: 1)满足哪些条件时,此热电偶才能正常工作? t01=t02,t n1=t n2 2)A、B开路是否影响装置正常工作?原因? 不影响。因钢水导电且温度处处相同。 3)采用A`、B`的好处?为了使冷端远离高温区,降低测量成本 4)若已知t01=t02=40℃,电压表示数为37.702mV,则钢水温度为多少? 由E AB(t,t0)= E AB(t,t n)+ E AB(t n,t0)得: E AB(t,t0)=1.612+37.702=39.314(mV) 查表得t=950℃ 5)此种测温方法的理论依据是什么?中间温度定律

传感器试题答案..

测验1 一、单项选择题 1、传感器的线性范围愈宽,表明传感器工作在线性区域内且传感器的(分数:2分) A. 工作量程愈大 B. 工作量程愈小 C. 精确度愈高 D. 精确度愈低 标准答案是:A。您的答案是:A 2、属于传感器静态特性指标的是(分数:2分) A. 固有频率 B. 灵敏度 C. 阻尼比 D. 临界频率 标准答案是:B。您的答案是:B 3、封装在光电隔离耦合器内部的是 (分数:2分) A. 两个发光二极管 B. 两个光敏二极管 C. 一个光敏二极管和一个光敏三极管 D. 一个发光二极管和一个光敏二极管 标准答案是:D。您的答案是:D 4、适合在爆炸等极其恶劣的条件下工作的压力传感器是(分数:2分) A. 霍尔式 B. 涡流式 C. 电感式 D. 电容式 标准答案是:B。您的答案是:B 5、当某晶体沿一定方向受外力作用而变形时,其相应的两个相对表面产生极性相反的电荷,去掉外力时电荷消失,这种现象称为 (分数:2分) A. 压阻效应 B. 应变效应 C. 霍尔效应 D. 压电效应 标准答案是:D。您的答案是:D 6、热电偶式温度传感器的工作原理是基于(分数:2分) A. 压电效应 B. 热电效应 C. 应变效应 D. 光电效应 标准答案是:B。您的答案是:B 7、矿灯瓦斯报警器的瓦斯探头属于(分数:2分) A. 气敏传感器

B. 水份传感器 C. 湿度传感器 D. 温度传感器 标准答案是:A。您的答案是:A 8、高分子膜湿度传感器用于检测(分数:2分) A. 温度 B. 温度差 C. 绝对湿度 D. 相对湿度 标准答案是:D。您的答案是:D 9、下列线位移传感器中,测量范围最大的类型是(分数:2分) A. 自感式 B. 差动变压器式 C. 电涡流式 D. 变极距电容式 标准答案是:B。您的答案是:B 10、 ADC0804是八位逐次逼近型的(分数:2分) A. 数/模转换器 B. 模/数转换器 C. 调制解调器 D. 低通滤波器 标准答案是:B。您的答案是:B 11、热电偶的热电动势包括(分数:2分) A. 接触电势和温差电势 B. 接触电势和非接触电势 C. 非接触电势和温差电势 D. 温差电势和汤姆逊电势 标准答案是:A。您的答案是:A 12、为了进行图像处理,应当先消除图像中的噪声和不必要的像素,这一过程称为(分数:2分) A. 编码 B. 压缩 C. 前处理 D. 后处理 标准答案是:C。您的答案是:C 测验2 一、单项选择题 1、热敏电阻式湿敏元件能够直接检测(分数:2分) A. 相对湿度 B. 绝对湿度 C. 温度 D. 温度差

第5章 热电式传感器习题

第5章 热电式传感器习题 1、 热电偶结构由哪几部分组成? 2、 用热电偶测温时为什么要进行冷端温度补偿?其冷端温度补偿的方法有哪几种? 3、热电阻温度计有哪些主要优点? 4、 已知铜热电阻—Cul00的百度电阻比W(100)=1.42,当用此热电阻测量50℃温 度时,其电阻值为多少?若测温时的电阻值为92Ω,则被测温度是多少? 解:由 W (100)=R 100 /R 0 =1.42,则其灵敏度为 () C 42010042010010042010042101000000100o /..R .R R .R R K Ω=?==-=--= 则温度为50℃时,其电阻值为 R 50 = R 0 +K×50=100+0.42×50=121() 当R t =92时,由R t = R 0 +Kt ,得 t=( R t ﹣R 0)/K=(92﹣100)/0.42=﹣19(℃) 5、 将一灵敏度为0.08mV/℃的热电偶与电位计相连接测量其热电势,电位计接线端是30℃,若电位计上读数是60mV ,热电偶的热端温度是多少? 解: C C C mV mV t ?=?+?=78030/08.060 6、参考电极定律有何实际意义?已知在某特定条件下材料A 与铂配对的热电势为13.967mV ,材料B 与铂配对的热电势是8.345mV ,求出在此特定条件下,材料A 与材料B 配对后的热电势。 解:由标准电极定律 E (T,T 0 )=E A 铂(T,T 0 )﹣E B 铂 (T,T 0 ) =13.967﹣8.345=5.622(mV) 7、 镍铬—镍硅热电偶灵敏度为0.04mV/℃,把它放在温度为1200℃处,若以指示仪表作为冷端,此处温度为50℃,试求热电势大小。 解: E(1200,50)= (120050)×0.04=46(mV) 8、 热电偶温度传感器的输入电路如习题图7-20所示,已知铂铑—铂热电偶在温度0~100℃之间变化时,其平均热电势波动为6μV/℃,桥路中供桥电压为4V ,三个锰铜电阻(R l 、R 2、R 3)的阻值均为1Ω,铜电阻的电阻温度系数为α=0.004/℃,已知当温度为0℃时电桥平衡,为了使热电偶的冷端温度在0~50℃范围其热电势得到完 全补偿,试求可调电阻的阻值只R 5。 解:热电偶冷端补偿电势 E(t,0)=kt , 式中,k 为热电偶灵敏度(k=6V/℃), 而补偿电桥输出电压(见习题图7-20) t U R t R U R R U U i i αα4440==??= 冷端补偿时有 V k U t U kt i i μαα6000004.06444=?==?==6mV 根据电桥电路,其等效电路为R 1、R cu 和R 2、R 3分别串联后再并联,然后与电源、R 串联,桥臂电阻串并联后为1Ω,由此可得 1×U i =1E/(R+1) 所以 R=E/ U i ﹣1=4000/6﹣1=665.7(Ω) 9、在某一瞬间,电阻温度计上指示温度θ2=50℃,而实际温度θ1=100℃,设电阻温度计的动态关系为 )(212θθθ-=k dt d 其中,k=0.2/s 。试确定温度计达到稳定读数(0.995θ1)所需时间。

最新传感器复习题

传感器复习题

一套: 第一题:填空题 1、传感器通常由敏感元件、转换元件、接口电路和辅助电源组成。 2、传感器灵敏度是指达到稳定状态时,输出增量与输入增量的比值。 3、直流电桥中半桥双臂可使电压灵敏度比半桥单臂提高一倍,而全桥电路电压灵敏度又比半桥双臂电压灵敏度提高一倍。 4、压电传感器是利用某些半导体材料的压电效应来实现由力至电量的转换,属于有源传感器。 5、湿度传感器是将环境湿度转化为电信号装置,湿度传感器的感湿特征量为电 阻、电容、频率。 6、热电阻传感器主要利用金属材料或氧化物半导体材料的电阻值随温度变化这一特性来测定温度。 7、热电偶传感器主要用于测温准确度和要求不很高的场合,且他适应的工作温度较高。 8、半导体气敏传感器主要以氧化物(比如:氧化锡、氧化锌等)半导体为基本材料制成,半导体气体传感器大体上分为电阻式和非电阻式两种。 9、外光电效应典型的光电器件有光电管、光电倍增管等。 10、光敏电阻的电阻有亮电阻、暗电阻之分,暗电阻的阻值一般在兆欧数量级,亮 电阻在几千欧以下。 11对光敏三极管而言,对可见光或探测炽热状态物体时,一般选用硅管,但对红外线进行探测时,则采用锗管较合适。

12、光耦是将光信号转换为电信号,对输入和输出信号由良好的隔离作用,一般由三部分组成光的发射、光的接受、信号放大。 13、光在光纤中传输的工作基础是全反射。 14、CCD的中文是:电荷耦合器件,它具有进行光电转换、电荷储存、电荷转移和扫描读取等功能。 15、霍尔传感器是利用霍尔效应制成的磁敏元件,霍尔效应的产生是由于运动电荷在磁场中受到洛伦兹力作用的结果。 16、超声波是一种振荡频率高于声波的机械波,他是利用超声波的特性研制而成的传感器。在声频范围内,低于20Hz称为次声波,超过20KHz称为超声波,超声波对液体 和 固体的穿透本领很大,尤其是在阳光不透明的固体中,可穿透几十米的深度。 第二题:单项选择题 【 C 】1.下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是() A.压力 B.力矩 C.温度 D.厚度 【 D 】2.属于传感器动态特性指标的是()前三个静态特性 A.重复性 B.线性度 C.灵敏度 D.固有频率 【 C 】3、固体半导体摄像元件CCD是一种() A.PN结光电二极管电路 B.PNP型晶体管集成电路 C.MOS型晶体管开关集成电路 D.NPN型晶体管集成电路 【 D 】4、下列不属于压电材料的是。 A、石英晶体 B、压电陶瓷 C、高分子压电材料 D、电阻应变片 【 D 】5、下列不属于湿度的表示方法的是。 A、绝对湿度 B、相对湿度 C、露点 D、水蒸气

MAX6675的温度传感器报告

课程设计 课程名称:传感器原理及应用 实验项目:热电偶温度传感器的设计 实验地点:信息学院传感器实验室 专业班级:电科1401班学号:2014001864 学生姓名:李康泽 2018年12月26日

太原理工大学课程设计任务书 1.课程设计完成后,学生提交的归档文件应按照:封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交(大张图纸不必装订)。 2.可根据实际内容需要续表,但应保持原格式不变。

一、设计方案 设计中采用了两个方案,具体的方案见方案一和方案二。 方案一:分立元气件冷端补偿方案 该方案的热电偶冷端温度补偿器件是由分立元件构成的,其体积大,使用不够方便,而且在改变桥路电源或热电偶类型时需要重新调整电路的元件值。主要包括温度采集电路、信号放大电路、A/D转换电路、热电偶冷端补偿电路、数码管显示电路等。其系统框图如图1。 图1:分立元气件冷端补偿 方案二:集成电路温度补偿方案 采用热电偶冷端补偿专用芯片MAX6675,MAX6675温度转换芯片具有冷端温度补偿及对温度进行数字化测量这两项功能。一方面利用内置温度敏感二极管将环境温度转换成补偿电压,另一方面又通过模数转换器将热电势和补偿电压转换为代表温度的数字量, 将二者相加后从串行接口输出测量结果,即为实际温度数据。主要包括温度采集电路、MAX6675温度转换电路、数码管显示电路等。其系统框图如图2。 图2:集成电路温度补偿方案

测温的模拟电路是把当前K型热电偶传感器的电阻值,转换为容易测量的电压值,经过放大器放大信号后送给A/D转换器把模拟电压转为数字信号,再传给单片机AT89S51,单片机再根据公式换算把测量得的温度传感器的电阻值转换为温度值,并将数据送出到数码管进行显示。 综合对比以上两种方案,方案一电路复杂,且测量不精确照成误差较大,方案二采用集成温度转换芯片不仅能很好的解决冷端温度补偿及温度数值化问题,并消除由热电偶非线性而造成的测量误差,且精确度高,可实现电路的优化设计。故最后采用方案二。 二、传感器的选择: 物体的冷热水平可以通过温度来衡量,从分子水平看,又可以表示物体分子运动状态,温度越高,分子运动越猛烈。物体温度改变后显示出的一些特点只可以由温度间接测量。最基本的环境方法——温度,对周边环境会产生重要影响、和人们的衣食住行、农业生产等方面密不可分。温度的测量在工业、农业生产中必不可少,在工业生产中甚至需要时刻观察温度的变化。所以通过对温度的测量和测温设备的研究具有非比寻常的意义。 在社会生产力的不断提高下,对温度测量系统收集的温度数据方法要求越来越高,已经渗透到社会方方面面。温度的测量主要应用于工业、农业这两大领域。在这两大领域中,无论是机械的正常运转还是农作物的蓬勃生长,都离不开温度的测量。在工业生产中,由于生产环境的限制,员工不可长时间停留观察设备运行正常或因为其他原因不能在现场。这是找到最佳的方式收集数据的迫切需要,将数据发送到一个比较好操作的控制室,便于工作人员对数据的分析与处理;在农业生产上,对温室大棚的温度监测,以前都是选择分区取样的人工处理方式,工作辛苦,精确度不高。而且在实际操作中,因为大棚的诸多环境限制因素,例如占地面积广、测量点分散而且数目多,所以这种测量方式已经被淘汰。当前的科技水平下,为了取得更大的效益促使我们必须找到一种精确、简便易行的温度采集测量方法。在科学技术的不断发展下,现代社会对各种参数:准确度和精密度的要求有一个几何增长。在以此基础上,如何快速、准确获取这些参数需要依

热电偶传感器课后习题答案

1.什么是金属导体的热电效应?试说明热电偶的测温原理。 答:热电效应就是两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,回路中就会产生一个电动势,该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。热电偶测温就是利用这种热电效应进行的,将热电偶的热端插入被测物,冷端接进仪表,就能测量温度。 2.简述热电偶的几个重要定律,并分别说明它们的实用价值。 答:一是匀质导体定律:如果热电偶回路中的两个热电极材料相同,无论两接点的温度如何,热电动势为零。根据这个定律,可以检验两个热电极材料成分是否相同,也可以检查热电极材料的均匀性。 二是中间导体定律:在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不变。它使我们可以方便地在回路中直接接入各种类型的显示仪表或调节器,也可以将热电偶的两端不焊接而直接插入液态金属中或直接焊在金属表面进行温度测量。 三是标准电极定律:如果两种导体分别与第三种导体组成的热电偶所产生的热电动势已知,则由这两种导体组成的热电偶所产生的热电动势也就已知。只要测得各种金属与纯铂组成的热电偶的热电动势,则各种金属之间相互组合而成的热电偶的热电动势可直接计算出来。 四是中间温度定律:热电偶在两接点温度t、t0时的热电动势等于该热电偶在接点温度为t、t n和t n、t0时的相应热电动势的代数和。中间温度定律为补偿导线的使用提供了理论依据。 3.试述补偿导线法补偿原理。 答:将热电偶的冷端延伸到温度恒定的场所(如仪表室),其实质是相当于将热电极延长。根据中间温度定律,只要热电偶和补偿导线的二个接点温度一致,是不会影响热电动势输出的。

热电偶温度传感器信号调理电路设计与仿真

目录 第1章绪论 (1) 1.1 课题背景与意义 (1) 1.2 设计目的与要求 (1) 1.2.1 设计目的 (1) 1.2.2 设计要求 (1) 第2章设计原理与内容 (2) 2.1 热电偶的种类及工作原理 (3) 2.1.1热电偶的种类 (3) 2.1.2工作原理分析 (4) 2.2 设计内容 (4) 2.2.1 总体设计 (4) 2.2.2 原理图设计 (5) 2.2.3 可靠性和抗干扰设计 (7) 第3章器件选型与电路仿真 (8) 3.1 器件选型说明 (8) 3.2 电路仿真 (8) 第4章设计心得与体会 (9) 参考文献 (10) 附录1:电路原理图 (11) 附录2:PCB图 (11) 附录3:PCB效果图 (11)

第1章绪论 1.1 课题背景与意义 温度是一个基本的物理量,在工业生产和实验研究中,如机械、食品、化工、电力、石油、等领域,温度常常是表征对象和过程状态的重要参数,温度传感器是最早开发、应用最广的一类传感器。本设计中正是关于温度的测量,采用热电偶温度测量具有很多的好处,它具有结构简单,制作方便,测量范围广,精度高,惯性小和输出信号便于远传等许多优点。 同时,热电偶作为有源传感器,测量时不需外加电源,使用十分方便,所以常在日常生活中被应用,如测量炉子,管道内的气体或液体温度及固体的表面温度。热电偶作为一种温度传感器,通常和显示仪表,记录仪表和电子调节器配套使用。热电偶可直接测量各种生产中从0℃到1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。 1.2 设计目的与要求 1.2.1 设计目的 (1) 了解常用电子元器件基本知识(电阻、电容、电感、二极管、三极管、集成电路); (2) 了解印刷电路板的设计和制作过程; (3) 掌握电子元器件选型的基本原理和方法; (4) 了解电路焊接的基本知识和掌握电路焊接的基本技巧; (5) 掌握热电偶温度传感器信号调理电路的设计,并利用仿真软件进行电路的调试。 1.2.2 设计要求 选用热电偶温度传感器进行温度测量,要求测温范围100-300℃、精度为0.1℃。设计传感器的信号调理电路,实现以下要求: (1)将传感器输出4.096-12.209mV的信号转换为0-5V直流电压信号; (2)对信号调理电路中采用的具体元器件应有器件选型依据; (3)电路的设计应当考虑可靠性和抗干扰设计内容; (4)电路的基本工作原理应有一定说明; (5)电路应当在相应的仿真软件上进行仿真以验证电路可行性

热电偶温度传感器

南昌航空大学 课程论文 题目热电偶温度传感器 姓名学号 1508408520316 姓名学号 1508208520322 姓名学号 1508081520330 专业年级 15级仪器仪表工程 2015年 12月 8日

目录 1 热电偶温度传感器的技术参数 (1) 1.1 热电偶、热电阻分度号 (1) 2 热电偶温度传感器的工作原理 (1) 2.1 温度传感器热电阻测温原理及材料 (2) 2.2.温度传感器热电阻的结构 (2) 3 热电偶温度传感器的基础指标 (2) 3.1 接触热电动势 (2) 3.2 温差电动势 (3) 3.3 热电偶回路总电动势 (3) 4 热电偶温度传感器的设计指标 (3) 5 热电偶温度传感器的静态指标及动态指标 (4) 5.1 静态指标 (4) 5.2 动态指标 (5) 6 热电偶温度传感器的静态及动态测试方法 (6) 6.1 静态测试方法 (6) 6.2 动态测试方法 (7) 7 热电偶温度传感器的安全性及可靠性分析 (7) 7.1 误差来源分析 (7) 7.2 补偿方法研究 (8) 参考文献 (9)

热电偶温度传感器 摘要 热电偶是将温度变化量转换为热电势大小的热电传感器,是一种广泛应用的间接测量温度的方法,即利用一些材料或元件的性能参数随温度而变化通过测量该性能参数,而得到被测温度的大小本文中主要介绍利用热电偶传感器测温的原理及系统设计。在论述测温的同时,针对不足,提出了一种基于数值计算软件化测温方法,并给出了实现这种测温的4个步骤,给出了相关电路、拟合关系式和计算方法。为了是测温精度更高,在此分析了误差优化方法,探讨了误差时间常数分析、非线性补偿法及冷端温度补偿技术。 【关键词】热电偶、软件化、时间常数、非线性补偿、冷端温度补偿

传感器习题练习

1按工作原理进行分类,热电偶属于物理传感器,一氧化碳传感器属于化学传感器。 2.将金属热敏电阻(NTC)、数字电流表、电源按图连接成电路.将烧杯装入2/3的水,并用铁架台固定在加热器上.闭合开关S ,当热敏电阻未放入热水中时,电流表示数为I 1;将热敏电阻放入温水中,电流表示数为I 2;将热敏电阻放入热水中,电流表示数为I 3.则I 1、I 2、I 3的大小关系为I 1

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