CH8热电式传感器含答案传感器与检测技术第2版习题及解答.docx
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CH8热电式传感器含答案传感器与检测技术第2版习题及解答
第8章热电式传感器
一、单项选择题
一、热电偶的大体组成部份是()。
A.热电极B.爱惜管
C.绝缘管D.接线盒
二、在实际应用中,用作热电极的材料一样应具有的条件不包括()。
A.物理化学性能稳固B.温度测量范围广
C.电阻温度系数要大D.材料的机械强度要高
3、为了减小热电偶测温时的测量误差,需要进行的温度补偿方式不包括()。
A.补偿导线法B.电桥补偿法
C.冷端恒温法D.差动放大法
4、用热电阻测温时,热电阻在电桥中采纳三线制接法的目的是()。
A.接线方便
B.减小引线电阻转变产生的测量误差
C.减小桥路中其它电阻对热电阻的阻碍
D.减小桥路中电源对热电阻的阻碍
五、目前,我国生产的铂热电阻,其初始电阻值有()。
A.30B.50
C.100D.40
六、我国生产的铜热电阻,其初始电阻R0为( )。
A.50Ω B.100Ω
C.10Ω D.40Ω7、目前我国利用的铂热电阻的测量范围是( )
A.-200~850℃ B.-50~850℃
C.-200~150℃ D.-200~650℃八、我国目前利用的铜热电阻,其测量范围是( )。
A.-200~150℃ B.0~150℃
C.-50~150℃ D.-50~650℃九、热电偶测量温度时()
A.需加正向电压B.需加反向电压
C.加正向、反向电压都能够D.不需加电压
10、热敏电阻测温的原理是依照它们的()。
A.伏安特性B.热电特性
C.标称电阻值D.测量功率
1一、热电偶中热电势包括()
A.感应电势B.补偿电势
C.接触电势D.切割电势
1二、用热电阻传感器测温时,常常利用的配用测量电路是( )。
A.交流电桥 B.差动电桥
C.直流电桥D.以上几种都可
13、一个热电偶产生的热电势为E0,当打开其冷端串接与两热电极材料不同的第三根金属导体时,假设保证已打开的冷端两点的温度与未打开时相同,那么回路中热电势( )。
A.增加 B.减小
C.增加或减小不能确信 D.不变14、热电偶中产生热电势的条件有( )。
A.两热电极材料相同B.两热电板材料不同
C.两热电极的几何尺寸不同D.两热电极的两头点温度相同1五、利用热电偶测温时,只有在( )条件下才能进行。
A.别离维持热电偶两头温度恒定B.维持热电偶两头温差恒定
C.维持热电偶冷端温度恒定D.维持热电偶热端温度恒定1六、通经常使用热电阻测量()。
A.电阻B.扭矩C.温度D.流量
17、有效热电偶的热电极材料中,用的较多的是()。
A.纯金属B.非金属C.半导体D.合金
1八、工程(工业)中,热电偶冷端处置方式不包括()。
A.热电势修正法B.温度修正法
C.0℃恒温法D.补偿导线法
1九、以下关于热电偶传感器的说法中,()是错误的。
B.计算热电偶的热电势时,能够不考虑接触电势
C.在工业标准中,热电偶参考端温度规定为0℃
D.接入第三导体时,只要其两头温度相同,对总热电势没有阻碍
20、在实际的热电偶测温应用中,引用测量仪表而不阻碍测量结果是利用了热电偶的哪个大体定律()。
A.中间导体定律B.中间温度定律
C.标准电极定律D.均质导体定律
21、热电偶温度计采纳补偿导线的目的是为了()
A.节省热电偶的长度B.幸免利用冷端补偿
C.能够直接利用分度表D.降低本钱
22、热电阻的引线电阻对测量结果有较大阻碍,采纳()引线方式测量精度最高。
A.两线制 B.三线制
C.四线制D.五线制
23、以下方式中,不属于热电偶的冷端温度补偿法的是()
A.补偿导线法 B.冷端恒温法
C.电桥补偿法D.热端温度校正法
24、温度传感器是一种将温度转变转换为()转变的装置。
B.电阻C.电压
2五、自19世纪发觉热电效应以来,热电偶被愈来愈普遍地用来测量()范围内的温度,依照需要还能够用来测量更高或更低的温度。
~1300℃~1200℃~1100℃~1000℃
2六、下面对热电极极性说明正确的选项是()。
A.测量端失去电子的热电极为负极,取得电子的热电极为正极。
B.输出端失去电子的热电极为正极,取得电子的热电极为负极。
C.测量端失去电子的热电极为正极,取得电子的热电极为负极。
D.输出端失去电子的热电极为负极,取得电子的热电极为正极。
27、关于热电偶冷端温度不等于(),但能维持恒定不变的情形,可采纳修正法。
℃℃℃℃
2八、采纳热电偶测温与其它感温元件一样,是通过热电偶与被测介质之间的()。
C.电流传递
2九、随着科学技术的进展,热电阻的应用范围已扩展到的()超低温领域。
同时在1000-1200℃温度范围内也有足够好的特性。
~10K~15K~5K~20K
30、测量钢厂钢水温度,一样采纳()热电偶
A铂铑—铂铑B镍铬—镍硅C铜—铜镍
3一、工业上普遍应用热电阻作为()范围的温度测量。
A.-50~300℃B.100~1300℃
C.300~800℃D.-200~500℃
3二、在高精度测量要求场合,热电阻测量电路应设计成()
A.两线制B.三线制C.四线制
二、多项选择题
一、热电偶最近几年来被普遍采纳,以下属于热电偶具有的优势有:
()
B.精度高
二、产生补偿电势的方式很多,下面属于补偿电势的方式有:
()
A.电桥补偿法C.结构补偿法结补偿法
3、以下热电偶属于标准化的热电偶的有:
()
A.铂铑10-铂热电偶B.铂铑30-铂铑6热电偶
C.铁一康铜热电偶D.镍铬一考铜热电偶
4、以下热电偶属于非标准化的热电偶的是:
()
A.铜一康铜热电偶B.钨一钼热电偶
五、半导体热敏电阻包括:
()
A.正温度系数热敏电阻B.负温度系数热敏电阻
C.临界温度系数热敏电阻
六、热敏电阻的要紧参数包括:
()
A.电阻温度系数C.标称电阻值
7、热电偶冷端温度补偿法有()
C.冷端恒温法
E.冷端温度校正法
八、以下关于热电偶热电势表达正确的选项是( )
A.热电势EAB(T,T0)是温度函数之差
B.热电势EAB(T,T0)是温度差的函数
C.接触电动势EAB(T,T0)大于温差电动势EA(T,T0)
D.接触电动势EAB(T,T0)小于温差电动势EA(T,T0)
E.热电势EAB(T,T0)是测量端温度的单值函数
三、填空题
一、热电偶是将温度转变转换为的测温元件;热电阻和热敏电阻是将温度转变转换为转变的测温元件。
二、热电动势来源于两个方面,一部份由两种导体的组成,另一部份是单一导体的。
3、由于两种导体不同,而在其形成的电动势称为接触电动势。
4、接触电动势的大小与导体的、有关,而与导体的直径、长度、几何形状等无关。
五、温差电动势的大小取决于和。
六、热电偶的与的对照表,称为分度表。
7、热电组丝通常采纳双线并绕法的目的是为了。
八、热电阻是利用的电阻值随温度转变而转变的特性来实现对温度的测量;热敏电阻是利用的电阻值随温度显著转变这一特性而制成的一种热敏元件。
九、工业和计量部门经常使用的热电阻,我国统一设计的定型产品是和。
10、铜热电阻在一些测量精度要求,且温度较低的场合,用来测量℃范围的温度。
1一、按热电偶本身结构划分,有热电偶,铠装热电偶、热电偶。
1二、热敏电阻的阻值与之间的关系称热敏电阻的热电特性,它是热敏电阻测温的基础。
13、热电偶传感器是基于工作的。
14、工业和计量部门经常使用的热电阻,我国统一设计的定型产品是热电阻和热电阻。
1五、热电阻在电桥测量电路中的接法有:
制、制和制。
1六、采纳热电阻作为测量元件是将的测量转换为的测量。
17、不同的金属两头别离连在一路组成闭合回路,若是两头温度不同,电路中会产生电动势,这种现象称效应;假设两金属类型相同两头温度不同,加热一端时电路中电动势E=。
18、补偿导线法经常使用作热电偶的冷端温度补偿,它的理论依据是定律。
1九、两种均质金属组成的热电偶,其电势大小与热电极直径、长度及沿热电极长度上的
无关,只与热电极材料和有关。
20、电桥补偿法是用电桥的去排除冷端温度转变的阻碍,这种装置称为。
2一、一样恒温装置或补偿器距被测对象较远,需要很长的热电极把冷端引到这些装置中,这关于贵金属热电偶是很不经济的。
能够用比较廉价的、在温度范围内热电性质与工作热电偶相近的导线代替。
这种导线常称为延引电极、冷端延长线或。
2二、当热互换达到平稳状态时,热电偶的测量端也就达到一个稳固的温度。
但由于热量的散失,热电偶测量端的温度低于被测介质的温度,这时热电偶的显示误差称为。
23、经常使用的热电式传感元件有、和热敏电阻。
24、热电式传感器是一种能将转变转换为转变的元件。
2五、在各类热电式传感器中,以将温度转换为或的方式最为普遍,例如热电偶是将温度转变转换为的测温元件,热电阻和热敏电阻是将温度转换为
转变的测温元件。
2六、接触电动势的大小与和有关,而与导体的、长度、
等无关;温差电动势的大小取决于和。
27、若是热电偶两电极相同,那么总热电动势始终为;若是热电偶两接点温度相同,回路中总电动势为。
2八、热电偶冷端温度补偿方式有:
补偿导线法;;、
。
2九、热电阻最经常使用的材料是和,工业上被普遍用来测量温区的温度,在测量温度要求不高且温度较低的场合,电阻取得了普遍应用。
30、热电阻引线方式有3种,其中适用于工业测量,一样精度要求场合;适用于引线补偿,精度要求较低场合;适用于实验室测量,精度要求高的场合。
3一、热敏电阻是利用的电阻值随温度显著转变这一特性而制成的一种热敏元件,特点是随温度显著转变。
依照半导体电阻—温度特性,热敏电阻可分为
、和。
四、简答题
一、什么是热电效应和热电动势?
什么叫接触电动势?
什么叫温差电动势?
二、什么是热电偶的中间导体定律?
中间导体定律有什么意义?
3、什么是热电偶的标准电极定律?
标准电极定律有什么意义?
4、热电偶串联测温线路和并联测温线路要紧用于什么场合,并简述各自的优缺点。
五、目前热电阻经常使用的引线方式要紧有哪些?
并简述各自的应用处合。
六、
①图2中的电桥是热电偶的冷端电路。
②图2中:
Rt是的铜线电阻。
R1、R3、R4是的锰铜线电阻。
③图2中电路的作用是:
当转变时,由提供补偿,从而保证热电偶回路的输出不变。
7、说明薄膜热电偶式温度传感器的要紧特点。
八、热电偶冷端温度对热电偶的热电势有什么阻碍?
为排除冷端温度阻碍可采纳哪些方法?
九、半导体热敏电阻的要紧优缺点是什么?
10、热电阻传感器要紧分为哪两种类型?
它们应用在什么不同场合?
1一、说明热电偶测温原理。
分析热电偶测温的误差因素,并说明减小误差的方式。
1二、试比较电阻温度计与热电偶温度计的异同点。
13、要用热电偶来测量2点的平均温度,假设别离用并联和串联的方式。
请简述其原理,指出这两种方式各自的优缺点是什么?
14、请简单论述一下热电偶与热电阻的异同。
1五、请简要说明一下什么是热电效应。
1六、请简述一下珀尔帖效应的原理。
17、请简要说明一下什么是汤姆逊效应。
1八、热电偶对热电极材料有哪些大体要求?
1九、请简要说明一下热电阻的概念。
20、请简要表达一下热敏电阻的优缺点及改良方法。
2一、画图说明热电偶冷端补偿器的补偿原理
2二、热电偶测温时什么缘故要进行冷端温度补偿?
补偿的方式有哪几种?
23、试述热电偶与热电阻的大体测温原理。
24、采纳热电阻测量温度时,经常使用的引线方式要紧有哪几种?
试述这几种引线方式各自的特点及适用处合。
五、计算题
一、铜热电阻的阻值Rt与温度t的关系可用式Rt≈R0(1+αt)表示。
已知0℃时铜热电阻R0为50Ω,温度系数α为×10-3/℃,求当温度为100℃时的电阻值。
二、已知分度号为S的热电偶冷端温度为t0=20℃,现测得热电势为,求热端温度为多少度?
3、已知分度号为K的热电偶热端温度t=800℃,冷端温度为t0=30℃,求回路实际总电势。
4、现用一只铜-康铜热电偶测温,其冷端温度为30℃,动圈仪表(未调机械零位)指示320℃。
假设以为热端温度为350℃对不对?
什么缘故?
假设不对,正确温度值应为多少?
五、一热敏电阻在0℃和100℃时,电阻值别离为200kΩ和10kΩ。
试计算该热敏电阻在20℃时的电阻值。
6、下面是热电阻测量电路,试说明电路工作原理并计算
A.已知Rt是Pt100铂电阻,且其测量温度为T=50℃,试计算出Rt的值和Ra的值。
B.电路中已知R一、R二、R3和E,试计算电桥的输出电压VAB。
其中(R1=10KΩ,R2=5KΩ,R3=10KΩ,E=5伏)
7、利用k型热电偶,基准接点为0℃、测量接点为30℃和900℃时,温差电动势别离为和。
当基准接点为300℃,测温接点为9000℃时的温差电动势为多少?
8、利用镍铬-镍硅热电偶,其基准接点为30℃,测温接点为400℃时的温差电动势为多少?
假设仍利用该热电偶,测得某接点的温差电动势为,那么被测接点的温度为多少?
镍铬-镍硅热电偶分度表(参考端温度为0℃)
工作端温度/℃
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
热电动势/mV
0
100
200
300
400
500
九、用两只K型热电偶测量两点温度差,其连接线路如下图。
已知t1=420℃,t0=30℃,测得两点的温差电势为,问两点的温度差是多少?
若是t1温度下那只热电偶错用的是E型热电偶,其他都正确,那么两点的实际温度差是多少?
10、将一只镍铬-镍硅热电偶与电压表相连,电压表接线端温度是50℃,假设电位计上读数是50mV,问热电偶热端温度是多少?
1一、镍铬-镍硅热电偶的灵敏度为℃,把它放在温度为1200℃的地方,假设以指示表作为冷端,此处温度为50℃,试求热电势的大小。
1二、某热敏电阻,其B值为2900K,假设冰点电阻为500kΩ,求该热敏电阻在100℃时的阻抗。
13、某测量者想用两只K型热电偶测量两点温度,其连接线路如下图,已知
=420℃,
=30℃,测得两点的温度电势为。
但后来经检查发觉
温度下的那只热电偶错用E型热电偶,其他都正确,试求两点实际温差?
(可能用到的热电偶分度表数据见表一和表二,最后结果能够只保留到整数位)
表一K型热电偶分度表(部份)
分度号:
K(参考端温度为0℃)
测量端
温度/℃
30
50
60
70
热电动势/mv
+0
300
表二E型热电偶分度表(部份)
分度号:
E(参考端温度为0℃)
测量端
温度/℃
20
30
40
热电动势/mv
+0
400
14、将一支铬镍-康铜热电偶与电压表相连,电阻表接线端是50℃时,热电偶输出为4mV。
若是电位计上读数是60mV,假设该热电偶的灵敏度为℃,问热电偶热端温度是多少?
1五、将一支灵敏度/℃的热电偶与电压表相连,电压表接线端处温度为50℃,电压表上读数为60mV,求热电偶热端温度。
1六、现用一支镍铬一铜镍热电偶测某换热器内温度,其冷端温度为30℃,而显示仪表机械零位为0℃,这时指示值为400℃,假设以为换热器内的温度为430℃,对不对?
什么缘故?
已知
,那么换热器内的温度正确值如何取得?
17、已知某负温度系数热敏电阻,在温度为298K时阻值
,当温度为303K时阻值
,试求该热敏电阻的材料常数B。
1八、镍铬—镍硅热电偶,工作时冷端温度为30℃,测得热电动势E(t,t0)=,求被测介质实际温度。
(E(30,0)=
工作端
温度(℃)
0
20
40
60
70
80
90
热电动势(mv)
900
第8章热电式传感器
一、单项选择题
题号
答案
知识点
1
A
热电偶
2
C
热电偶
3
D
热电偶
4
B
热电阻
5
C
热电阻
6
A
热电阻
7
A
热电阻
8
C
热电阻
9
D
热电偶
10
B
热敏电阻
11
C
热电偶
12
C
热电阻
13
D
热电偶
14
B
热电偶
15
C
热电偶
16
C
热电阻
17
D
热电偶
18
A
热电偶
19
B
热电偶
20
A
热电偶
21
B
热电偶
22
C
热电阻
23
C
热电偶
24
D
概述
25
A
热电偶
26
C
热电偶
27
B
热电偶
28
A
热电偶
29
C
热电阻
30
A
热电偶
31
D
热电阻
32
C
热电阻
二、多项选择题
题号
答案
知识点
1
ABCD
热电偶
2
AD
热电偶
3
ABD
热电偶
4
BCD
热电偶
5
ABC
热敏电阻
6
ABCD
热敏电阻
7
ACE
热电偶
8
AC
热电偶
三、填空题
题号
答案
知识点
1
热电动势;电阻值
热电偶
2
接触电动势;温差电动势
热电偶
3
自由电子密度;接触处
热电偶
4
材料;接点的温度
热电偶
5
导体材料;两端的温度
热电偶
6
热电动势;温度
热电偶
7
防止电阻体出现电感
热电阻
8
导体;半导体
热电阻
9
铂热电阻;铜热电阻
热电阻
10
不高;-50~+150
热电阻
11
普通;薄膜
热电偶
12
温度
热敏电阻
13
热电效应
热电偶
14
铂;铜
热电阻
15
两线;三线;四线
热电阻
16
温度;电阻值
热电阻
17
热电
热电偶
18
中间温度
热电偶
19
温度分布;两端温度
热电偶
20
不平衡电压(补偿电势);冷端温度补偿器
热电偶
21
0~100℃;负金属热电极;冷端补偿导线
热电偶
22
传热误差
热电偶
23
热电偶;热电阻
热电偶;热电阻;热敏电阻
24
温度;电量
概述
25
电势;电阻;热电动势;电阻值
概述
26
导体的材料;接点的温度;直径;几何形状;导体材料;两端的温度
热电偶
27
0;0
热电偶
28
冷端恒温法;冷端温度校正法;自动补偿法
热电偶
29
铂;铜;中低;铜热
热电阻
30
三线制;两线制;四线制
热电阻
31
半导体;电阻率;负温度系数热敏电阻;正温度系数热敏电阻;临界温度系数热敏电阻
热敏电阻
四、简答题
一、答:
①两种不同材料的导体(或半导体)A、B两头彼此紧密地连接在一路,组成一个闭合回路。
当两接点温度不等时,回路中就会产生大小和方向与导体材料及两接点的温度有关的电动势,从而形成电流,这种现象称为热电效应。
该电动势称为热电动势。
②接触电动势:
接触电势是由两种导体的自由电子密度不同而在其接触处形成的热电势。
它的大小取决于两导体的材料及接触点的温度,而与导体的形状和尺寸无关。
③温差电动势:
是在同一根导体中,由于两头温度不同而产生的一种电势。
知识点:
热电偶
二、答:
中间导体定律:
热电偶测温时,假设在回路中接入第三种导体,只要其两头的温度相同,那么对热电偶回路总的热电势不产生阻碍。
中间导体定律的意义在于:
在实际的热电偶测温应用中,测量仪表和连接导线能够作为第三种导体对待。
知识点:
热电偶
3、答:
标准电极定律:
若是两种导体A,B别离与第三种导体C组成的热电偶所产生的热电动势已知,那么由这两个导体A,B组成的热电偶产生的热电动势可由下式确信:
EAB(t,t0)=EAC(t,t0)-EBC(t,t0)
标准电极定律的意义在于,纯金属的种类很多,合金的种类更多,要得出这些金属件组成热电偶的热电动势是一件工作量极大的事。
在实际处置中,由于铂的物理化学性质稳固,通常选用高纯铂丝作标准电极,只要测得它与各类金属组成的热电偶的热电动势,那么各类金属间彼此组合成热电偶的热电动势就可依照标准电极定律计算出来。
知识点:
热电偶
4、答:
热电偶串联测温线路要紧用于测量两点间温度差,还能够测量平均温度;热电偶并联测温线路要紧用于测量平均温度。
并联电路的特点是:
当有一只热电偶烧断时,难以觉察出来。
固然,它也可不能中断整个测温系统的工作。
串联电路的特点是:
热电动势大,仪表的灵敏度大大增加,线路中只要有一只热电偶断路,总的热电动势消失,当即能够发觉断路。
可是只要有一只热电偶断路,整个测温系统将停止工作。
知识点:
热电偶
五、答:
热电阻经常使用的引线方式要紧两线制、三线制和四线制。
两线制用于引线不长,测量精度要求较低的场合;
三线制适用于工业测量,一样精度测量场合;
四线制适用于实验室测量,高精度测量场合。
知识点:
热电阻
六、答:
①图2中的电桥是热电偶的冷端电桥补偿(补偿器)电路。
②图2中:
Rt是温度系数较大的的铜线电阻。
R1、R3、R4是温度系数较小的的锰铜线电阻。
③图2中电路的作用是:
当冷端温度转变时,由不平稳电桥提供补偿,从而保证热电偶回路的输出不变。
知识点:
热电偶
7、答:
薄膜型热电偶是将两种薄膜热电极材料用真空蒸镀、化学涂层等方法蒸镀到绝缘基板上制成的一种特殊热电偶。
薄膜热电偶的接点能够做得很小,很薄,具有热容量小,响应速度快等特点。
适用于微小面积上的表面温度和快速转变的动态温度的测量。
知识点:
热电偶
八、答:
由热电偶的测温原理能够明白,热电偶产生的热电动势大小与两头温度有关,热电偶的输出电动势只有在冷端温度不变的条件下,才与工作温度成单值函数关系。
实际应历时,由于热电偶冷端离工作端很近,且又处于大气中,其温度受到测量对象和周围环境温度波动的阻碍,因此冷端温度难以维持恒定,如此会带来测量误差。
为排除冷端温度阻碍,经常使用的方法有:
①补偿导线法:
将热电偶配接与其具有相同热电特
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