PDF《座位号口二」》

三、论述及分析题【每小题20分,共40分)《判分标准:只要答出要点即可酌情得分) 16.图I为热释电红外传感器的结构图,给出图中A、B,C三处分别代表的器件名称,并 简述热释电红外传感器的工作原理. 外 文承环 vEt管图I热释电红外传感器结构图

400 答:A.窗口 ( (3分) B.滤光片 ( (3分) C.热电元件 ( (3分) 要点1:当红外辐射照射到已经极化的铁电体薄片表面上时引起薄片温度升高,使其极化 强度降低;

(2分) 要点2:表面电荷减少,这相当于释放一部分电荷,如果将负载电阻与铁电体薄片相连,则 负载电阻上便产生一个电信号输出;

(3分) 要点3:输出信号的强弱取决于薄片温度变化的快慢,从而反映出人射的红外辐射的强 弱. (2分) 要点4:如果对红外辐射进行调制,使恒定辐射变成交变辐射,不断地引起铁电体的温度 变化,才能导致热释电产生,并输出交变信号. (4分) 17.电桥是传感器的常用转换电路,图中R

1、 R

2、 R3为固定电阻,R二为随温度T变化的 电阻,即热敏电阻,电源电压 U,=5V, 图2电桥测量电路 (1)请指出上图是用于直流还是交流测量? (2)当室温为 20t ,R, =5fl 、R2 =8fl 、R3 =1012 时,热敏电阻R二=16C1 ,此时电桥是否达 到平衡? (3)写出输出电压U.的表达式. (4)当室温发生变化时,R二一170,试分析求得此时输出电压U.为多少? 答案要点:

401 (1)是用于直流测量.(4分) (2)根据直流电桥的平衡条件,经计算可得 R1 XR 二=5X

16 =80;

R: X R3 =8X

10 =80 ,即R1 XR 二=R2 xR3 ,即满足I电桥的平 衡条件,因此此时电桥平衡. (5分) (3)根据电路可得: I ] 几叽呱U,' R, +R2 U,' R, +R 二R1 U ~J1R1 瓦寸亢 I? U. 一了,R"-牛R. 由此可得出输出电压U.为: R, R1 R1 +R2 (7分) U.一U.、一U.h= (而不R. )U. (4)根据输出电压的表达式,可得 U0=一71. 2mV (4 分)

四、计算题(10分) 18.用K型热电偶测量温度,已知冷端温度为 40t, 测得的热电势为 29.

188 ,求被测温度 T.[由K型热电偶分度表已知 U(30,0)~1,203mV,U(40,0)"1.6llmV,U(560,0) 一23. l98rnV,U(610,0) = 15. 327mV,U(740,0 )二30. 799mV,U(800,0)=33. 277mV], 答:由题中已知: U(T,40) 二29. 188mV (1 分) 查K型分度表可知: U(40,0 )一1.6llmV (2 分) 故: U(T,0) =29.

188 + 1.611 一30. 799mV (5 分) 反查K型分度表可得: T =

740 C .(2分) 因此被测温度为 740t . 402