《传感器与检测技术》试题
一、填空：（20分）
1，测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。（2分）
2.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小。
3、光电传感器的理论基础是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、光电倍增管；第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的内光电 效应，这类元件有光敏电阻；第三类是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势的光生伏特效应，这类元件有光电池、光电仪表。
4.热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的，其表达式为Eab（T，To）=TBATTBA0d)(NNln)TT(ek0。在热电偶温度补偿中补偿导线法（即冷端延长线法）是在连接导线和热电偶之间，接入延长线，它的作用是将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方，以减小冷端温度变化的影响。
5.压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下，其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象称为负压电效应。（2分）
6. 变气隙式自感传感器，当街铁移动靠近铁芯时，铁芯上的线圈电感量（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）外是线性的。（2分）
9. 电位器传器的（线性），假定电位器全长为Xmax, 其总电阻为Rmax，它的滑臂间的阻值可以用Rx = （① Xmax/x Rmax,②x/Xmax Rmax,③ Xmax/XRmax ④X/XmaxRmax）来计算，其中电阻灵敏度Rr=（① 2p(b+h)/At, ② 2pAt/b+h, ③ 2A(b+b)/pt, ④ 2Atp(b+h)）
第五章
1、什么是霍尔效应？一个霍尔元件在一定的电流下，其霍尔电势与哪些因素有关？
答：置于磁场中的静止载流导体，当它的电流方向与磁场方向不一致时，载流导体上平行于电流和磁场方向上的两个面之间产生电动势。这种效应称霍尔效应，该电势称霍尔电势，这种物理现象称为霍尔效应。
一个霍尔元件在一定的电流下，其霍尔电势与以下因素有关：
（1）输入电阻Ri与输出电阻Ro;
（2）不等位电势Uo和不等位电阻ro；
（3）灵敏度KH；
（4）寄生直流电势U；
（5）霍尔电动势温度系数a；
（6）内阻温度系B；
（7）热阻Rq。
2、温漂在霍尔元件中时非常显著的，怎样消除霍尔元件的温漂？
答：为了减少霍尔元件的温度误差，除选用温度系数小的元件或选用恒温措施外， 由UH=KHIB可看出；采用恒流源供电是个有效措施，可以使霍尔电势稳定。
3、说明霍尔元件为什么要引入形状修正函数。为何说某些半导体材料是制造霍尔元件的最佳材料？
答：霍尔元件的几何形状对霍尔电势UH有一定的影响，式UH=KHIBf(l/b)仅表示霍尔片的长度l远大于宽度b时的UH,但实际上当b加大或l/b减小时，载流子在磁场中的损失会加大，UH将下降。通常用形状因子f(l/b)对上式加以修正。
霍尔效应是一种磁敏效应，一般在半导体薄片的长度X方向上施加磁感应强度为B的磁场，则在宽度Y方向上会产生电动势UH，这种现象即称为霍尔效应。UH称为霍尔电势，其大小可表示为：
UH=RHIB /d（1） 式中，RH称为霍尔系数，由导体材料的性质决定；d为导体材料的厚度，I为电流强度，B为磁感应强度。
设RH/d=K,则式（1）可写为： UH=KIB (2)
可见，霍尔电压与控制电流及磁感应强度的乘积成正比，K称霍尔系
霍尔系数:K=1/(n*q)式中,n为载流子密度,一般金属中载流子密度很大,所以金属材料的霍尔系数系数很小,霍尔效应不明显;而半导体中的载流子的密度比金属要小得多,所以半导体的霍尔系数系数比金属大得多,能产生较大的霍尔效,故霍尔元件不用金属材料而是用半导体!
第16章 生物传感器
一、单项选择题
1、酶是生物体产生的具有催化作用的（ ），它与生命活动息息相关。
A.细胞组织 B.维生素 C.蛋白质 D.基因组织
2、自养微生物以（ ）作为主要碳源，无机氮化物作为氮源，通过细菌的光合作用或化能合成作用获得能量。
A.CO B.CO2 C.CH4 D.碳水化合物
3、（ ）是能够剌激动物机体产生免疫反应的物质。
A.抗体 B.免疫体 C.免疫细胞 D.抗原
4、微生物的呼吸可用氧电极或（ ）电极来测定结构。
A.二氧化碳 B.二氧化氮 C.二氧化硫 D.一氧化碳
二、多项选择题
1、第一代生物传感器以将生物成分截留在膜上或结合在膜上为基础，这类器件由（ ）组成。
A.透析器膜 B.反应器膜 C.电化学转换器 D.调理电路
2、生物传感器的分子识别元件包括以下哪几种？（ ）
A.酶膜 B.全细胞膜 C.组织膜 D.细胞器膜
3、与一般催化剂相比较，酶催化具有如下哪些特点？（ ）
A.高度专一性。一种酶只能作用于某一种或某—类物质。
B.催化效率高。其催比效率是其他催比剂的107—1013倍。
C.有些酶(如脱气酶)需要辅酶或辅基。
D.酶在体内的活力常受多种方式调控。
4、酶作用机理的特点包括以下哪些？（ ）
A.降低反应活化能 B.结构专一性
C.酶的活性中心 D.邻近、定向效应
5、微生物反应与酶促反应有几个共同点，分别是（ ）
A.同属生化反应，都在温和条件下进行
B.凡是微生物能熔化的反应，酶也可以催化
C.凡是酶能熔化的反应，微生物也可以催化
D.催化速度接近，反应动力学模式近似
6、以下哪些变化属于生物学反应中的物理量变化？（ ）
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。
