傳感器習(xí)題答案

1、1-7 已知某溫度計(jì)測(cè)量范圍0200，檢測(cè)測(cè)試其最大誤差，求其滿度相對(duì)誤差，并根據(jù)精度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)判斷精度等級(jí)。解：YFS=200-0=200由A=A/YFS100有A4/2001002。精度特級(jí)為2.5級(jí)。1-11:解：（1）切線法：線性度：端基法：線性度：最小二乘法：設(shè)y=kx+b線性度：1-12:解：23：答：金屬應(yīng)變片單位應(yīng)變引起的應(yīng)變片電阻的相對(duì)變化叫金屬應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)；它與金屬絲應(yīng)變靈敏度函數(shù)不同，應(yīng)變片由于由金屬絲彎折而成，具有橫向效應(yīng)，使其靈敏度小于金屬絲的靈敏度。24：答：因?yàn)椋?）金屬的電阻本身具有熱效應(yīng)，從而使其產(chǎn)生附加的熱應(yīng)變；（2）基底材料、應(yīng)變片、粘接劑、蓋板等都存

2、在隨溫度增加而長(zhǎng)度應(yīng)變的線膨脹效應(yīng)，若它們各自的線膨脹系數(shù)不同，就會(huì)引起附加的由線膨脹引起的應(yīng)變；常用的溫度補(bǔ)償法有單絲自補(bǔ)償，雙絲組合式自補(bǔ)償和電路補(bǔ)償法。27：解：已知R120，K2.05，800m/m由*K=R/R8002.0510-61.6410-3R1.64*10-3*1200.1968UEK/4=3*1.6410-3/4=1.23*10-3 (v)2-8：解：此橋?yàn)榈谝粚?duì)稱電橋，由2-25式有UgE(（R1+R1）R4（R2+R2）R3)/（R1+R1+R2+R2）2*R3）（令R3R4）E(R1/ RR2/R)/（2（2R1/ RR2/ R）ER1/ R（1+）/（2*（2+（1

3、-）R1/ R）15.397/27.7（mv）29：解：(1) Ug= E（R1+R1）（R3+R3）（R2+R2）（R4+R4）/（R1+R1+R2+R2）（R3+R3+R4+R4）= ER1/ R+R3/ RR2/RR4/ R/（2R1/ RR2/ R）（2R3/ RR4/ R）=2E1 R/R /2+(1-) R/R22.6*10-32*2*1.3*R/R/2+0.7*R/R22+0.7*R/R22*103R/R42.8R/R+（R/R）204（2000-2.8）R/R（R/R）2（R/R998.6）2998.62-4R/R0.0020028059R/R/K0.0010014r=-=-3

4、*10-4(2) :F=ES=0.001*2*1011*0.00196=3.92*105N3-1 電容式傳感器有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？答：優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量范圍大。金屬應(yīng)變絲由于應(yīng)變極限的限制，R/R一般低于1，。而半導(dǎo)體應(yīng)變片可達(dá)20，電容傳感器電容的相對(duì)變化量可大于100；靈敏度高。如用比率變壓器電橋可測(cè)出電容，其相對(duì)變化量可以大致107。 動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短。由于電容式傳感器可動(dòng)部分質(zhì)量很小，因此其固有頻率很高，適用于動(dòng)態(tài)信號(hào)的測(cè)量。機(jī)械損失小。電容式傳感器電極間吸引力十分微小，又無(wú)摩擦存在，其自然熱效應(yīng)甚微，從而保證傳感器具有較高的精度。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)。電容式傳感器一般用金屬作電極，以無(wú)機(jī)材料（如玻

5、璃、石英、陶瓷等）作絕緣支承，因此電容式傳感器能承受很大的溫度變化和各種形式的強(qiáng)輻射作用，適合于惡劣環(huán)境中工作。電容式傳感器有如下不足：寄生電容影響較大。寄生電容主要指連接電容極板的導(dǎo)線電容和傳感器本身的泄漏電容。寄生電容的存在不但降低了測(cè)量靈敏度，而且引起非線性輸出，甚至使傳感器處于不穩(wěn)定的工作狀態(tài)。 當(dāng)電容式傳感器用于變間隙原理進(jìn)行測(cè)量時(shí)具有非線性輸出特性。3-8 如圖3-6所示平板式電容位移傳感器。已知：極板尺寸，間隙，極板間介質(zhì)為空氣。求該傳感器靜態(tài)靈敏度；若極板沿方向移動(dòng)2mm，求此時(shí)電容量。解：由(3-4)式有3-9 如圖3-7所示差動(dòng)式同心圓筒電容傳感器，其可動(dòng)極筒外徑為9.8m

6、m。定極筒內(nèi)徑為10mm，上下遮蓋長(zhǎng)度各為1mm時(shí)，試求電容值和。當(dāng)供電電源頻率為60kHz時(shí)，求它們的容抗值。解：因?yàn)?17：解：當(dāng)電源為正半周時(shí)D1、D3導(dǎo)通，D2、D2截止， E2D1C對(duì)CH 充電 通過CE的電荷為：q1C0（E2E1）CEBD3D對(duì)C0充電； 電源在負(fù)半周時(shí)，D2、D2導(dǎo)通, D1、D3截止， CHCD2BCEA 放電 通過CE的電荷為：q2CH（E2E1）C0DD4A 放電所以在一個(gè)周期內(nèi)通過CE的凈電荷量為q= （q2q1）（CHCx）（E2E1）于是通過M表回路在一個(gè)周期內(nèi)釋放的電荷為q =（CHCx）（E2E1）所以，在一個(gè)周期內(nèi)通過M表的電流的平均值為：If

7、q =（CHCx）（E2E1）*f=CxE *f,式中f為電源的頻率。51答:（1）某些電介質(zhì)，當(dāng)沿著一定方向?qū)ζ涫┘恿Χ顾污E時(shí)，內(nèi)部產(chǎn)生極低化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷；當(dāng)外力去掉后，又重新恢復(fù)不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。（2）不能，因?yàn)闃?gòu)成壓電材料的電介質(zhì)，盡管電阻很大，但總有一定的電阻，外界測(cè)量電路的輸入電阻也不可能無(wú)窮大，它們都將將壓電材料產(chǎn)生的電荷泄漏掉，所以正壓電式不能測(cè)量靜止電荷。52：（1）當(dāng)沿電軸、機(jī)械軸的力的作用下，石英晶體在垂直于電軸的平面都會(huì)產(chǎn)生壓電電荷，沿光軸方向則不會(huì)產(chǎn)生壓電效應(yīng)。（2）b圖在上表面為負(fù)電荷，（c）圖上表面為負(fù)電荷；（d

8、）圖上表面為正電荷。（3）通常將沿電軸XX方向的作用力作用下產(chǎn)生的電荷的壓電效應(yīng)稱為“縱向電效應(yīng)；將沿機(jī)械軸YY方向的力作用下產(chǎn)生電荷的效應(yīng)稱為“橫向壓電效應(yīng)”511解：（1）Uxd11Fx/cxd11Fx t/(0rS)2.31*1012*9.8*0.005/(8.85*1012*4.5*5*104)5.68（V）由520式知UimFmd11/(CC+Ca)= 2.31*1012*9.8/(4*1012+8.85*1012*4.5*5*104/0.005)2.835（V）512解：該電路的等效電路圖如下：8-1：答：（1）在垂直于電流方向加上磁場(chǎng)，由于載流子受洛侖茲力的作用，則在平行于電流和

9、磁場(chǎng)的兩端平面內(nèi)分別出現(xiàn)正負(fù)電荷的堆積，從而使這兩個(gè)端面出現(xiàn)電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。（2）應(yīng)該選用半導(dǎo)體材料，因?yàn)榘雽?dǎo)體材料能使截流子的遷移率與電阻率的乘積最大，而使兩個(gè)端面出現(xiàn)電勢(shì)差最大。（3）應(yīng)該根據(jù)元件的輸入電阻、輸出電阻、靈敏度等合理地選擇元件的尺寸。8-4解: 8-7（1） 光電效應(yīng)分為：外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)（2）外光電效應(yīng)：在光線的作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)。向外發(fā)射的電子叫做光電子?；谕夤怆娦?yīng)的光電器件：光電管和光電倍增管（3）內(nèi)光電效應(yīng)：當(dāng)光照射在物體上，使物體的電阻率發(fā)生變化，或產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象叫做內(nèi)光電效應(yīng)，它多發(fā)生于半導(dǎo)體內(nèi)。根據(jù)工作原理的不同，內(nèi)光電效應(yīng)分為：光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)8-8何謂光電池的開路電壓及短路電流？為什么作為檢測(cè)元件時(shí)要采用短