传感器与检测技术试卷解析：最小二乘法、电桥电路与热电偶原理

"《传感器与检测技术》试卷包含多项选择题和解答题，涉及传感器的性能评估、电桥电路分析以及热电偶测温原理等内容。试卷提供了利用最小二乘法进行数据拟合以计算线性度和灵敏度的实例，还探讨了电阻应变仪中不平衡电桥的工作原理，并通过证明解释了热电偶测温的数学关系。此外，试题还阐述了热电动势、接触电动势和温差电动势的概念，并讨论了热电偶测温的误差来源及减小误差的方法。" 本试卷重点知识点解析： 1. 最小二乘法拟合直线： 最小二乘法是一种常用的曲线拟合方法，用于找到一条直线，使得所有数据点到这条直线的距离平方和最小。在本题中，通过计算斜率和截距，得到拟合直线的方程，进而求得线性度（直线与数据点分布趋势线的偏差程度）和灵敏度（输出变化量与输入变化量的比值）。 2. 不平衡电桥与电阻应变仪： 电阻应变仪通常采用不平衡电桥电路，其中R1和R4是应变片，R2和R3为固定电阻。当应变片受力时，R1和R4的阻值发生变化，导致电桥失去平衡，输出电压Ucd与应变片电阻的变化量成比例。这里利用了电桥的特性来测量微小的电阻变化。 3. 热电动势、接触电动势和温差电动势： - 热电动势：由不同材料的两导体在温度差异下产生的电动势。 - 接触电动势：两不同导体接触时，由于自由电子密度差异产生的电动势。 - 温差电动势：同一导体两端温度不同产生的电动势。 4. 热电偶测温原理： 热电偶利用热电效应，即不同材料导体组成的闭合回路中，温度差异产生电动势。热电偶的热电势与两端温差直接相关，通过测量热电势可以推算出温度。 5. 热电偶定律： - 中间导体定律：中间导体温度相同时不影响热电偶总热电势。 - 中间温度定律：热电偶任意一段的温度可以用其他温度段的组合替代，不会改变总热电势。 试卷的解答部分详细展示了这些概念的实际应用，对于学习传感器与检测技术的学生来说，是理解和掌握相关知识的重要参考资料。