傳感器與檢測(cè)技術(shù)課后習(xí)題和答案(陳杰)

1、第第0 0章章0.1 傳感器在檢測(cè)系統(tǒng)中有什么作用和地位？0.2 解釋下列名詞術(shù)語(yǔ)： 1)敏感元件;2)傳感器; 3)信號(hào)調(diào)理器;4)變送器。下頁(yè)上頁(yè)圖庫(kù)返回第第1 1章章1.1 某位移傳感器，在輸入量變化5 mm時(shí)，輸出電壓變化為300 mV,求其靈敏度。1.2 某測(cè)量系統(tǒng)由傳感器、放大器和記錄儀組成，各環(huán)節(jié)的靈敏度為：S1=0.2mV/、S2=2.0V/mV、S3=5.0mm/V，求系統(tǒng)的總的靈敏度。1.3 測(cè)得某檢測(cè)裝置的一組輸入輸出數(shù)據(jù)如下： 下頁(yè)上頁(yè)返回x0.92.53.34.55.76.7y1.11.62.63.24.05.0圖庫(kù)a)試用最小二乘法擬合直線，求其線性度和靈敏度； b

2、)用C語(yǔ)言編制程序在微機(jī)上實(shí)現(xiàn)。第第1 1章章1.4 某溫度傳感器為時(shí)間常數(shù) T=3s 的一階系統(tǒng)，當(dāng)傳感器受突變溫度作用后，試求傳感器指示出溫差的1/3和1/2所需的時(shí)間。1.5 某傳感器為一階系統(tǒng)，當(dāng)受階躍函數(shù)作用時(shí)，在t=0時(shí)，輸出為10mV;t時(shí)，輸出為100mV;在t=5s時(shí)，輸出為50mV,試求該傳感器的時(shí)間常數(shù)。1.6 某一階壓力傳感器的時(shí)間常數(shù)為0.5s,若階躍壓力從25MPa,試求二倍時(shí)間常數(shù)的壓力和2s后的壓力。下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第1 1章章1.7 某壓力傳感器屬于二階系統(tǒng)，其固有頻率為1000Hz,阻尼比為臨界值的50%,當(dāng)500Hz的簡(jiǎn)諧壓力輸入后，試求其幅值誤差和相位

3、滯后。1.8 什么是傳感器的靜特性？有哪些主要指標(biāo)？1.9 如何獲得傳感器的靜特性？1.10 傳感器的靜特性的用途是什么？下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第1 1章章1.11 試求下列一組數(shù)據(jù)的各種線性度：1)理論（絕對(duì)）線性度，給定方程為y=2.0 x;2)端點(diǎn)線性度；3)最小二乘線性度。下頁(yè)上頁(yè)返回x123456y2.204.005.987.910.1012.05圖庫(kù)第第1 1章章1.12 試計(jì)算某壓力傳感器的遲滯誤差和重復(fù)性誤差（工作特性選端基直線，一組標(biāo)定數(shù)據(jù)如下表示） 下頁(yè)上頁(yè)返回行程輸入壓力105 Pa輸出電壓（Mv）(1)(2)(3)正行程2.0190.9191.1191.34.0382.83

4、83.2383.56.0575.8576.1576.68.0769.4769.8770.410.0963.9964.6965.2反行程10.0964.4965.1965.78.0770.6771.0771.46.0577.3577.4578.44.0384.1384.2384.72.0191.6191.6192.0圖庫(kù)第第1 1章章1.13 建立以質(zhì)量、彈簧、阻尼器組成的二階系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程，并以此說(shuō)明諧振現(xiàn)象和基本特點(diǎn)。下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第2 2章章2.1 在用直流電橋測(cè)量電阻的時(shí)候，若標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn=10.0004的電橋已經(jīng)平衡（則被測(cè)電阻Rx=10.0004 ），但是由于檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)在0

5、.3mm以?xún)?nèi)時(shí)，人眼就很難觀測(cè)出來(lái)，因此Rn的值也可能不是10.0004 ,而是Rn=10.0004Rn 。若已知電橋的相對(duì)靈敏度Sr=1mm/0.01% ，求對(duì)應(yīng)檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)0.3mm時(shí)，Rn 的值。下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第2 2章章2.2 如圖F1-1所示電路是電阻應(yīng)變儀中所用的不平衡電橋的簡(jiǎn)化電路，圖中R2=R3=R是固定電阻，R1與R4是電阻應(yīng)變片，工作時(shí)R1受拉，R4受壓， R表示應(yīng)變片發(fā)生應(yīng)變后，電阻值的變化量。當(dāng)應(yīng)變片不受力，無(wú)應(yīng)變時(shí)R=0，橋路處于平衡狀態(tài)，當(dāng)應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時(shí)，橋路失去了平衡，這時(shí)，就用橋路輸出電壓Ucd表示應(yīng)變片應(yīng)變后的電阻值的變化量。試證明: Ucd=-(

6、E/2)(R/R)下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第2 2章章2.3 說(shuō)明電阻應(yīng)變片的組成和種類(lèi)。電阻應(yīng)變片有哪些主要特性參數(shù)？2.4 當(dāng)電位器負(fù)載系數(shù)M0.1時(shí)，求RL與Rmax的關(guān)系。若負(fù)載誤差L 0.1,且電阻相對(duì)變化=1/2時(shí)求RL與Rmax的關(guān)系。下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第2 2章章2.5 一個(gè)量程為10kN的應(yīng)變式測(cè)力傳感器，其彈性元件為薄壁圓筒軸向受力，外徑20mm,內(nèi)徑18mm,在其表面粘貼八各應(yīng)變片，四個(gè)沿周向粘貼，應(yīng)變片的電阻值均為120,靈敏度為2.0,泊松比為0.3,材料彈性模量E=2.11011Pa。要求：繪出彈性元件貼片位置及全橋電路；計(jì)算傳感器在滿量程時(shí)，各應(yīng)變片電阻變化；當(dāng)橋路的供

7、電電壓為10V時(shí)，計(jì)算傳感器的輸出電壓。下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第2 2章章2.6 試設(shè)計(jì)一電位器的電阻RP特性。它能在帶負(fù)載情況下給出y=x的線性關(guān)系。給定電位器的總電阻RP=100。負(fù)載電阻RF分別為50和500。計(jì)算時(shí)取x的間距為0.1,x,y分別為相對(duì)輸入和相對(duì)輸出，如圖F1-2所示。2.7 試設(shè)計(jì)一分留電阻式非線性電位器的電路及其參數(shù)，要求特性如下圖F1-3所示。2.8 一帶負(fù)載的線性電位器的總電阻為1000 。輸出為空載。試用解析和數(shù)值方法（可把整個(gè)行程分成10段），求下面兩種電路情況下的線性度，如圖F1-4所示。下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第2 2章章2.9 應(yīng)變片產(chǎn)生溫度誤差的原因及減小或補(bǔ)償

8、溫度誤差的方法是什么？2.10 今有一懸臂梁，在其中上部上、下兩面各貼兩片應(yīng)變片，組成全橋，如圖F1-5所示。該梁在其懸臂梁一端受一向下力F=0.5N,試求此時(shí)這四個(gè)應(yīng)變片的電阻值。已知：應(yīng)變片靈敏系數(shù)K=2.1;應(yīng)變片空載電阻R0=120。下頁(yè)上頁(yè)返回cmWcmlFWEtxlx625)(62lxPaEmmt21107035圖庫(kù)第第2 2章章2.11 圖F1-6所示一受拉的10#優(yōu)質(zhì)碳素鋼桿。試用允許通過(guò)的最大電流為30mA的康銅絲應(yīng)變片組成一單臂受感電橋。試求出此電橋空載時(shí)的最大可能的輸出電壓（應(yīng)變片的電阻為120）。下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第3 3章章3.1 電感式傳感器有哪些種類(lèi)？它們的工作原

9、理是什么？3.2 推導(dǎo)差動(dòng)自感式傳感器的靈敏度，并與單極式相比較。3.3 試分析差分變壓器相敏檢測(cè)電路的工作原理。3.4 分析電感傳感器出現(xiàn)非線性的原因，并說(shuō)明如何改善。下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第3 3章章3.5 圖F1-7所示一簡(jiǎn)單電感式傳感器。尺寸已示于圖中。磁路取為中心磁路，不記漏磁，設(shè)鐵心及銜鐵的相對(duì)磁導(dǎo)率為104，空氣的相對(duì)磁導(dǎo)率為1，真空的磁導(dǎo)率為410-7Hm-1,試計(jì)算氣隙長(zhǎng)度為零及為2mm時(shí)的電感量。圖中所注尺寸單位均為mm.下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第3 3章章3.6 今有一種電渦流式位移傳感器。其輸出為頻率。特性方程形式為f=e(bx+a)+f,今知其中 f =2.333MHz及一組標(biāo)

10、定數(shù)據(jù)如下：, 試求該傳感器的工作特性方程及符合度（利用曲線化直線的擬合方法，并用最小二乘法作直線擬合）。下頁(yè)上頁(yè)返回位移x(mm)0.30.51.01.52.03.04.05.06.0輸出f(MHz)2.5232.5022.4612.4322.4102.3802.3622.3512.343圖庫(kù)第第3 3章章3.7 簡(jiǎn)述電渦流效應(yīng)及構(gòu)成電渦流傳感器的可能的應(yīng)用場(chǎng)合。3.8 簡(jiǎn)述壓磁效應(yīng)，并與應(yīng)變效應(yīng)進(jìn)行比較。下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第4 4章章4.1 推導(dǎo)差分式電容傳感器的靈敏度，并與單極式電容傳感器相比較。4.2 根據(jù)電容傳感器的工作原理說(shuō)明它的分類(lèi)，電容傳感器能夠測(cè)量哪些物理參量？4.3 有一個(gè)

11、直徑為2m、高5m的鐵桶，往桶內(nèi)連續(xù)注水，當(dāng)注水?dāng)?shù)量達(dá)到桶容量的80%時(shí)就應(yīng)當(dāng)停止，試分析用應(yīng)變片式或電容式傳感器系統(tǒng)來(lái)解決該問(wèn)題的途徑和方法。4.4 總結(jié)電容式傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)，主要應(yīng)用場(chǎng)合以及使用中應(yīng)注意的問(wèn)題。下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第4 4章章4.5 試推導(dǎo)圖F1-8所示變電介質(zhì)電容式位移傳感器的特性方程C=f(x)。設(shè)真空的介電系數(shù)為0, 21 ，以及極板寬度為W。其他參數(shù)如圖F1-8所示。4.6 在上題中，設(shè)=d=1mm，極板為正方形（邊長(zhǎng)50mm)。 1 =1,2=4試在x=0到50mm范圍內(nèi)，輸出磁位移傳感器的特性曲線，并給以適當(dāng)說(shuō)明。4.7 簡(jiǎn)述電容式傳感器用差分脈沖調(diào)寬電路的工作原

12、理及特點(diǎn)。下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第5 5章章5.1 磁電式傳感器與電感式傳感器有哪些不同？磁電式傳感器主要用于測(cè)量哪些物理參數(shù)？5.2 霍爾元件能夠測(cè)量哪些物理參數(shù)？霍爾元件的不等位電動(dòng)勢(shì)的概念是什么？溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N？5.3 簡(jiǎn)述霍爾效應(yīng)及構(gòu)成以及霍爾傳感器可能的應(yīng)用場(chǎng)合。下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第6 6章章6.1 什么是壓電效應(yīng)？壓電效應(yīng)有哪些種類(lèi)？壓電傳感器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)是什么？能否用壓電傳感器測(cè)量靜態(tài)壓力？6.2 為什么壓電傳感器通常都用來(lái)測(cè)量動(dòng)態(tài)或瞬態(tài)參量？6.3 試比較石英晶體和壓電陶瓷的壓電效應(yīng)。6.4 設(shè)計(jì)壓電式傳感器檢測(cè)電路的基本考慮點(diǎn)是什么？為什么？6.5 畫(huà)出(111)晶面

13、和晶向。并計(jì)算(111)晶面內(nèi)和 晶向的縱向壓阻系數(shù)和橫向壓阻系數(shù)。下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第7 7章章7.1 什么是光電效應(yīng)？7.2 光纖損耗是如何產(chǎn)生的？它對(duì)光纖傳感器有哪些影響？7.3 光導(dǎo)纖維為什么能夠?qū)Ч猓抗鈱?dǎo)纖維有哪些優(yōu)點(diǎn)？光纖式傳感器中光纖的主要優(yōu)點(diǎn)有哪些？7.4 論述CCD的工作原理。下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第8 8章章8.1 熱電阻傳感器主要分為幾種類(lèi)型？它們應(yīng)用在什么不同場(chǎng)合？8.2 什么叫熱電動(dòng)勢(shì)、接觸電動(dòng)勢(shì)和溫差電動(dòng)勢(shì)？說(shuō)明熱電偶測(cè)溫原理及其工作定律的應(yīng)用。分析熱電偶測(cè)溫的誤差因素，并說(shuō)明減小誤差的方法。8.3 試述熱電偶測(cè)溫的基本原理和基本定理。8.4 試比較電阻溫度計(jì)與熱電偶溫

14、度計(jì)的異同點(diǎn)。 下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第8 8章章8.5 什么是測(cè)溫用的平衡電橋、不平衡電橋和自動(dòng)平衡電橋，各有什么特點(diǎn)？8.6 試解釋負(fù)電阻溫度系數(shù)熱敏電阻的伏安特性，并說(shuō)明其用途。8.7 有一串聯(lián)的熱敏電阻測(cè)溫電路，如圖F1-9所示。試設(shè)計(jì)其最佳線性工作特性，并計(jì)算其線性度，最后，用坐標(biāo)紙每5一點(diǎn)繪出電路圖F1-9中u=f(t)的曲線。 下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第8 8章章8.8 圖F1-10所示一并聯(lián)的熱敏電阻測(cè)溫電路。它具有一定的線性化功能，所用的熱敏電阻Rt的特性，試求等效的總電阻Re與溫度的關(guān)系式。今取并聯(lián)電阻RP= Rt =40。試求Re在2060工作范圍內(nèi)的獨(dú)立線性度（可用數(shù)值方法作），

15、最后對(duì)串聯(lián)和并聯(lián)線性化電路作一比較全面而實(shí)用的比較。下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第9 9章章9.1 什么是核輻射傳感器？9.2 簡(jiǎn)述核輻射傳感器的功能及優(yōu)缺點(diǎn)。9.3 核輻射傳感器能用于哪些非電量的測(cè)量？試舉例說(shuō)明之。9.4 如何防護(hù)放射性輻射？下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第1010章章10.1 什么是生物傳感器 ？10.2 簡(jiǎn)述生物傳感器的類(lèi)型及優(yōu)點(diǎn)? 10.3 DNA傳感器的工作原理是什么？DNA在固體電極上的固定方法有哪些？下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第1111章章11.1 什么是智能傳感器？11.2 智能傳感器有哪些主要功能？有哪些特點(diǎn)？ 11.3 如何獲取指紋圖像？11.4 指紋識(shí)別的過(guò)程分為哪幾步？下頁(yè)上頁(yè)返回

16、圖庫(kù)第第1212章章|12.1 傳感器靜態(tài)校準(zhǔn)的條件是什么？傳感器靜態(tài)校準(zhǔn)的條件是什么？|12.2 12.2 如何確定標(biāo)定儀器設(shè)備的精度等級(jí)？如何確定標(biāo)定儀器設(shè)備的精度等級(jí)？|12.3 12.3 靜態(tài)特性標(biāo)定方法是什么？靜態(tài)特性標(biāo)定方法是什么？|12.4 12.4 什么是傳感器的動(dòng)態(tài)特性標(biāo)定？什么是傳感器的動(dòng)態(tài)特性標(biāo)定？|12.512.5 什么是絕對(duì)標(biāo)定法？什么是比較標(biāo)定法？什么是絕對(duì)標(biāo)定法？什么是比較標(biāo)定法？返回上頁(yè)下頁(yè)圖庫(kù)第第1313章章13.1 什么是傳感器的可靠性？13.2 失效分析的方法有哪幾種？13.3 可靠性設(shè)計(jì)程序核原則是什么？13.4 什么是傳感器的失效？失效有哪幾種？下頁(yè)上

17、頁(yè)返回圖庫(kù)第第1414章章14.1 什么是測(cè)量原理？測(cè)量方法有哪幾種？14.2 什么是系統(tǒng)誤差？系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因是什么？如何減小系統(tǒng)誤差？14.3 給出一只0.1級(jí)150V電壓表的檢定結(jié)果，試編制修正值表并繪制其誤差曲線，求出指示在105及135分度時(shí)，經(jīng)過(guò)修正后的電壓值。下頁(yè)上頁(yè)返回示值實(shí)際值示值實(shí)際值示值實(shí)際值3029.988079.96120119.924040.049090.06130130.085049.94100100.08140139.926059.98110109.88150149.987069.94圖庫(kù)第第1414章章14.4 檢定一只精度為1.0級(jí)100mA的電流表，發(fā)現(xiàn)

18、最大誤差在50mA處為1.4mA，試問(wèn)這只表是否合格？14.5 被測(cè)電壓的實(shí)際值為10V，現(xiàn)有150V,0.5級(jí)和15V,2.5級(jí)兩只電壓表，選擇哪一只表誤差較?。?4.6 用晶體管毫伏表30V擋，分別測(cè)量6V和20V電壓，已知該擋的滿量程誤差為2%，求示值的相對(duì)誤差。下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第1414章章14.7 有一測(cè)量范圍為0至1000kPa的壓力計(jì)，由制造廠進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)15kPa的絕對(duì)誤差，試計(jì)算：a)該壓力計(jì)的引用誤差；b)在測(cè)量壓力中讀數(shù)為200kPa時(shí)，可能產(chǎn)生的示值相對(duì)誤差。14.8 用MF-30型普通萬(wàn)用表的DC.5V擋及25V擋分別測(cè)量高內(nèi)阻等效電路（25k與5V電壓源串聯(lián)）

19、的輸出電壓。已知DC.V.擋的電壓靈敏度20k /V,精度為2.5級(jí)，試計(jì)算：a)由于儀表本身精度造成的相對(duì)誤差；b)由于儀表內(nèi)阻對(duì)被測(cè)電路的影響引起的相對(duì)誤差；c)綜合最大相對(duì)誤差；d)分析誤差因素的影響。下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第1515章章15.1 什么是傳感器的信息融合技術(shù)？15.2 傳感器信息融合技術(shù)的分類(lèi)有哪幾種？15.3 傳感器的信息融合有哪幾種方法？下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第1616章章16.1 一個(gè)15位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，分辨率為0.05V,若模擬輸入電壓為2.2V, 試求其數(shù)字輸出量的數(shù)值。16.2 采用12位A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)10Hz信號(hào)進(jìn)行取樣，若不加采樣保持器，同時(shí)要求A/D采

20、樣孔徑誤差小于1/2LSB時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間最大不能超過(guò)多少？16.3 如果要求一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器能分辨5mV的電壓，設(shè)其滿量程電壓為10V，試問(wèn)其輸入端數(shù)字量至少要多少位？下頁(yè)上頁(yè)返回圖庫(kù)第第1616章章16.4 說(shuō)明逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理，試設(shè)計(jì)一軟件模擬該A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換過(guò)程。16.5 簡(jiǎn)要說(shuō)明計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)的主要功能及其技術(shù)要求。上頁(yè)返回圖庫(kù)結(jié)束第第0 0章章|0.10.1答：傳感器處于研究對(duì)象與測(cè)試系統(tǒng)的接口位置，即答：傳感器處于研究對(duì)象與測(cè)試系統(tǒng)的接口位置，即檢測(cè)與控制之首。傳感器是感知、獲取與檢測(cè)信息檢測(cè)與控制之首。傳感器是感知、獲取與檢測(cè)信息的窗口，

21、一切科學(xué)研究與自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程要獲取的的窗口，一切科學(xué)研究與自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程要獲取的信息都要通過(guò)傳感器獲取并通過(guò)它轉(zhuǎn)換成容易傳輸信息都要通過(guò)傳感器獲取并通過(guò)它轉(zhuǎn)換成容易傳輸與處理的電信號(hào)，其作用與地位特別重要。與處理的電信號(hào)，其作用與地位特別重要。下頁(yè)下頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第0 0章章|0.20.2答：答：敏感元件：指?jìng)鞲衅髦兄苯痈惺鼙粶y(cè)量的部分。敏感元件：指?jìng)鞲衅髦兄苯痈惺鼙粶y(cè)量的部分。 傳感器：能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)傳感器：能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī) 律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置, ,通常由敏感元通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。件和轉(zhuǎn)換元件組成。

22、信號(hào)調(diào)理器：對(duì)于輸入和輸出信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的信號(hào)調(diào)理器：對(duì)于輸入和輸出信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的 裝置。裝置。 變送器：能輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的傳感器。變送器：能輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的傳感器。下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第1 1章章|1.11.1解：解：|1.21.2解：解：601051030033XUkCmmSSSS/20 . 50 . 22 . 0321下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第1 1章章|1.31.3解：解： 帶入數(shù)據(jù)得：帶入數(shù)據(jù)得：bkxy)(bkxyiii22)(iiiiiixxnyxyxnk222)()(iiiiiiixxnyxxyxb68. 0k25. 0b下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第1

23、 1章章|1.31.3 擬合直線靈敏度擬合直線靈敏度 0.68,0.68,線性度線性度 7%7%25. 068. 0 xy%7535. 0%100maxFSLyL238. 0135. 0216. 0311. 04126. 05194. 06下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第1 1章章|1.41.4解：設(shè)溫差為解：設(shè)溫差為R,R,測(cè)此溫度傳感器受幅度為測(cè)此溫度傳感器受幅度為R R的階躍響應(yīng)的階躍響應(yīng)為為( (動(dòng)態(tài)方程不考慮初態(tài)動(dòng)態(tài)方程不考慮初態(tài)) ) )1 (3/teRty當(dāng)3Rty時(shí)22. 132ln3t當(dāng)2Rty時(shí)08. 221ln3t下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第1 1章章|1.5

24、1.5解：此題與爐溫實(shí)驗(yàn)的測(cè)飛升曲線類(lèi)似解：此題與爐溫實(shí)驗(yàn)的測(cè)飛升曲線類(lèi)似: :|1.61.6解：解：)1 (9010/Ttety由 505 y51. 895ln5T5 . 0)1 (2025/TetyTt68. 71 y 36. 52 y下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第1 1章章|1.71.7解：解： 所求幅值誤差為所求幅值誤差為1.109,1.109,相位滯后相位滯后 nnjsnnnjssjG21122222）（109. 110005005 . 02100050011211222222nnjG42331000500110005005 . 02122121tgtgnn4233下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)

25、上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第1 1章章|1.81.8答：靜特性是當(dāng)輸入量為常數(shù)或變化極慢時(shí)，傳感器答：靜特性是當(dāng)輸入量為常數(shù)或變化極慢時(shí)，傳感器的輸入輸出特性，其主要指標(biāo)有線性度、遲滯、重的輸入輸出特性，其主要指標(biāo)有線性度、遲滯、重復(fù)性、分辨力、穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、各種抗干擾復(fù)性、分辨力、穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、各種抗干擾穩(wěn)定性。穩(wěn)定性。|1.91.9答：傳感器的靜特性由靜特性曲線反映出來(lái)，靜特性答：傳感器的靜特性由靜特性曲線反映出來(lái)，靜特性曲線由實(shí)際測(cè)繪中獲得。曲線由實(shí)際測(cè)繪中獲得。|1.101.10答：人們根據(jù)傳感器的靜特性來(lái)選擇合適的傳感器。答：人們根據(jù)傳感器的靜特性來(lái)選擇合適的傳感器。下頁(yè)下頁(yè)

26、上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第1 1章章|1.111.11解：解： 理論線性度：理論線性度： 端點(diǎn)線性度：端點(diǎn)線性度： 由兩端點(diǎn)做擬和直線由兩端點(diǎn)做擬和直線 中間四點(diǎn)與擬合直線誤差：中間四點(diǎn)與擬合直線誤差：0.17 0.16 0.11 0.080.17 0.16 0.11 0.08 所以，所以，%4 . 005.126205.12%100maxFSLyL23. 097. 1xy%41. 105.1217. 0%100maxFSLyL下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第1 1章章|1.111.11最小二乘線性度：最小二乘線性度：所以，所以，98. 110541.208212191623.42215

27、4.1826)(22iiiiiixxnyxyxnk09. 010559. 9212191654.1822123.4291)()(222iiiiiiixxnyxxyxb09. 098. 1xbkxy下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第1 1章章|1.111.11)(bkxyiii07. 0105. 0205. 0311. 0411. 0508. 06%09. 005.1211. 0%100maxFSLyL下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第1 1章章|1.121.12解：解：%1005 . 0maxFSHyH5 . 11maxH3 . 12maxH8 . 13maxH%08. 01H%07. 0

28、2H%09. 03H%11. 0%1007 .9651 . 1%100maxFSRyR下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第1 1章章|1.131.13解：質(zhì)量塊解：質(zhì)量塊( (質(zhì)量質(zhì)量m),m),彈簧彈簧( (剛度剛度c),c),阻尼器阻尼器( (阻尼系數(shù)阻尼系數(shù)b)b) 根據(jù)達(dá)朗貝爾原理：根據(jù)達(dá)朗貝爾原理：0FFFFbcmFbvvdtcdtdvm下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第2 2章章|2.12.1解：解：|2.22.2證：證： 略去略去 的第二項(xiàng)，即可得的第二項(xiàng)，即可得mmy3 . 0,0004.10nR%01. 0/1%100%100mmRRyxySnnrRRR1RRR4cdUUU

29、dbcbERRRRERRRRERRRR2242RRREUcd2下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第2 2章章|2.32.3答：答：金屬電阻應(yīng)變片由四部分組成：敏感柵、基底、金屬電阻應(yīng)變片由四部分組成：敏感柵、基底、蓋層、粘結(jié)劑、引線。分為金屬絲式和箔式。蓋層、粘結(jié)劑、引線。分為金屬絲式和箔式。 其主要特性參數(shù)：靈敏系數(shù)、橫向效應(yīng)、機(jī)械其主要特性參數(shù)：靈敏系數(shù)、橫向效應(yīng)、機(jī)械滯后、零漂及蠕變、溫度效應(yīng)、應(yīng)變極限、疲勞壽滯后、零漂及蠕變、溫度效應(yīng)、應(yīng)變極限、疲勞壽命、絕緣電阻、最大工作電流、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。命、絕緣電阻、最大工作電流、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。|2.42.4答：答：LRRmmaxmax101 .

30、 0RRmL211 . 0%1001111mLRRm4 . 04 . 0max下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第2 2章章|2.52.5解：解：圖 2-32(c)圓桶截面積622107 .59rRA應(yīng)變片 1,2,3,4 感受的是縱向應(yīng)變,有x4321應(yīng)變片 5,6,7,8 感受的是縱向應(yīng)變,有y8765下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第2 2章章|2.52.5KURRRRRUU4462516251AEFKUKUKUxyx12122其中 A 為圓桶的截面積,為泊桑比,E 為彈性模量,F 為外加負(fù)載力,K 為靈敏系數(shù).下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第2 2章章|2.52.5滿量程時(shí)：滿量

31、程時(shí)：191. 0120101 . 2107 .5910100 . 211634321RAEFKRKRRRRx057. 0191. 03 . 018765RRRRRAEFKUU12FF64610037. 1101 . 2107 .593 . 010 . 2210下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第2 2章章|2.62.6解：解：當(dāng) 50FR250100FPRRmPxnnRRr )1 (1nnnnrmrrYNnn,10, 1 100,90,80,70,60,50,40,30,20,1010987654321xxxxxxxxxxRRRRRRRRRR0 . 19 . 08 . 07 . 06 . 0

32、5 . 04 . 0, 3 . 0, 2 . 0, 1 . 010987654321rrrrrrrrrr下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第2 2章章|2.62.6|2.7 2.7 略略1,5945,3320,7135,3715,31,3710,7115,335,59510987654321YYYYYYYYYY當(dāng)500FR2 . 0500100FPRRm1,509450,129100,521350,13175,2110,13150,521150,12925,509510987654321YYYYYYYYYY下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第2 2章章|2.82.8解：解：3130001000

33、FPRRmPxnnRRr )1 (1nnnnrmrrYNnn,10, 1 1000,900,800,700,600,500,400,300,200,10010987654321xxxxxxxxxxRRRRRRRRRR0 . 19 . 08 . 07 . 06 . 05 . 04 . 0, 3 . 0, 2 . 0, 1 . 010987654321rrrrrrrrrr1,10390,7960,10770,95,136,2710,10930,7915,1031010987654321YYYYYYYYYY下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第2 2章章|2.92.9答：答：在外界溫度變化的條件下，由

34、于敏感柵溫度系數(shù)t及柵絲與試件膨脹系數(shù)（sg與）之差異性而產(chǎn)生虛假應(yīng)變輸出有時(shí)會(huì)產(chǎn)生與真實(shí)應(yīng)變同數(shù)量級(jí)的誤差。方法：自補(bǔ)償法 線路補(bǔ)償法下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第2 2章章|2.102.10解：解：10. 0)003. 0(107006. 05 . 0)225. 025. 0(66252WEtFxlx2 .2510. 01201 . 20 xkRR2 .1452 .25120031RRRR8 .942 .25120042RRRR下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第2 2章章|2.112.11解：解：63. 05 .1262WEtFxl3 . 035063. 05 .12201 . 2

35、kRRVmAU6 . 3120302，VU2 . 7VRRUU5 .1712013 . 035042 . 74下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第3 3章章|3.13.1答：答：種類(lèi)：自感式、渦流式、差動(dòng)式、變壓式、壓種類(lèi)：自感式、渦流式、差動(dòng)式、變壓式、壓磁式、感應(yīng)同步器磁式、感應(yīng)同步器 原理：自感、互感、渦流、壓磁原理：自感、互感、渦流、壓磁|3.23.2答：答： 差動(dòng)式靈敏度：差動(dòng)式靈敏度：000202lSWL122)( 2000002000200020llllSWlSWllSWLLL .1220000lllllLS下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第3 3章章|3.23.2單極式傳感器

36、靈敏度：?jiǎn)螛O式傳感器靈敏度：比較后可見(jiàn)靈敏度提高一倍，非線性大大減少。比較后可見(jiàn)靈敏度提高一倍，非線性大大減少。|3.33.3答：相敏檢測(cè)電路原理是通過(guò)鑒別相位來(lái)辨別位移的答：相敏檢測(cè)電路原理是通過(guò)鑒別相位來(lái)辨別位移的方向，即差分變壓器輸出的調(diào)幅波經(jīng)相敏檢波后，方向，即差分變壓器輸出的調(diào)幅波經(jīng)相敏檢波后，便能輸出既反映位移大小，又反映位移極性的測(cè)量便能輸出既反映位移大小，又反映位移極性的測(cè)量信號(hào)。經(jīng)過(guò)相敏檢波電路，正位移輸出正電壓，負(fù)信號(hào)。經(jīng)過(guò)相敏檢波電路，正位移輸出正電壓，負(fù)位移輸出負(fù)電壓，電壓值的大小表明位移的大小，位移輸出負(fù)電壓，電壓值的大小表明位移的大小，電壓的正負(fù)表明位移的方向。電壓

37、的正負(fù)表明位移的方向。 .120000lllllLS下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第3 3章章|3.43.4答：答：原因是改變了空氣隙長(zhǎng)度原因是改變了空氣隙長(zhǎng)度 改善方法是讓初始空氣隙距離盡量小，同時(shí)靈改善方法是讓初始空氣隙距離盡量小，同時(shí)靈敏度的非線性也將增加，這樣的話最好使用差動(dòng)式敏度的非線性也將增加，這樣的話最好使用差動(dòng)式傳感器，傳感器， 其靈敏度增加非線性減少。其靈敏度增加非線性減少。 .1220000lllllLS下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第3 3章章|3.53.5解：解：mRIW，mRWIWIL2又niiiimRRSlSlR100002256. 1003. 0010.

38、010045. 0003. 0015. 010016. 0003. 0002. 010045. 04441niiiiSlR下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第3 3章章|3.53.507. 71530104002. 02270000SlRHRWL422102 . 3256. 1200HRRWL3202108 . 407. 7256. 1200空氣氣隙為零時(shí)：空氣氣隙為2mm時(shí)：下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第3 3章章|3.63.6解：設(shè)解：設(shè) 重寫(xiě)表格如下重寫(xiě)表格如下: : 最小二乘法做直線擬和：最小二乘法做直線擬和：abxy又有333. 2,ffefbaxx0.30.51.01.52.

39、03.04.05.06.0f2.5232.5022.4612.4322.4102.3802.3622.3512.343y-1.66-1.78-2.06-2.31-2.56-3.06-3.54-4.02-4.6151. 089.54259.9396 .253 .23)133.83(9)(22iiiiiixxnyxyxnak53. 189.54259.939133.833 .236 .2559.93)()(222iiiiiiixxnyxxyxb下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第3 3章章|3.63.6 工作特性方程：工作特性方程：53. 151. 0 xbaxy)(bkxyiii023. 010

40、05. 0202. 03015. 0401. 0500. 0603. 0706. 0802. 09%02. 095. 206. 0%100maxFSLyL333. 253. 151. 0 xef下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第3 3章章|3.73.7答：應(yīng)用場(chǎng)合有低頻透射渦流測(cè)厚儀，探傷，描述轉(zhuǎn)答：應(yīng)用場(chǎng)合有低頻透射渦流測(cè)厚儀，探傷，描述轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)軌跡軌跡儀。軸運(yùn)動(dòng)軌跡軌跡儀。|3.83.8答：答：壓磁效應(yīng)：某些鐵磁物質(zhì)在外界機(jī)械力的作用壓磁效應(yīng)：某些鐵磁物質(zhì)在外界機(jī)械力的作用下，其內(nèi)部產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，從而引起磁導(dǎo)率的改變下，其內(nèi)部產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，從而引起磁導(dǎo)率的改變的現(xiàn)象。只有在一定條件下壓磁

41、效應(yīng)才有單位特性，的現(xiàn)象。只有在一定條件下壓磁效應(yīng)才有單位特性，但不是線性關(guān)系。但不是線性關(guān)系。 應(yīng)變效應(yīng)：導(dǎo)體產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，它的電阻值應(yīng)變效應(yīng)：導(dǎo)體產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，它的電阻值相應(yīng)發(fā)生變化。在電阻絲拉伸比例極限內(nèi)，電阻的相應(yīng)發(fā)生變化。在電阻絲拉伸比例極限內(nèi)，電阻的相對(duì)變化與應(yīng)變成正比。相對(duì)變化與應(yīng)變成正比。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第4 4章章|4.14.1解：差動(dòng)式電容傳感器的靈敏度解：差動(dòng)式電容傳感器的靈敏度: : 單極式電容傳感器：?jiǎn)螛O式電容傳感器： 可見(jiàn)差動(dòng)式電容傳感器的靈敏度比單極式提高一倍，可見(jiàn)差動(dòng)式電容傳感器的靈敏度比單極式提高一倍，而且非線性也大為減小。而且非線性也

42、大為減小。 40200040202050300302030200000000121221111dddddcdddddsdckdddddddsdddddddddddddsdddsdddsddsddsCCCe 4020001dddddcdcke下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第4 4章章|4.24.2答：原理：由物理學(xué)知，兩個(gè)平行金屬極板組成的電答：原理：由物理學(xué)知，兩個(gè)平行金屬極板組成的電容器。如果不考慮其邊緣效應(yīng)，其電容為容器。如果不考慮其邊緣效應(yīng)，其電容為C=S/D C=S/D 式中式中為兩個(gè)極板間介質(zhì)的介電常數(shù)，為兩個(gè)極板間介質(zhì)的介電常數(shù)，S S為兩個(gè)極板為兩個(gè)極板對(duì)有效面積，對(duì)有效面積

43、，D D為兩個(gè)極板間的距離。由此式知，改為兩個(gè)極板間的距離。由此式知，改變電容變電容C C的方法有三：的方法有三： 其一為改變介質(zhì)的介電常數(shù)；其二為改變形成電其一為改變介質(zhì)的介電常數(shù)；其二為改變形成電容的有效面積；其三為改變各極板間的距離，而得容的有效面積；其三為改變各極板間的距離，而得到的電參數(shù)的輸出為電容值的增量到的電參數(shù)的輸出為電容值的增量 這就組成了電這就組成了電容式傳感器。容式傳感器。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第4 4章章|4.24.2 類(lèi)型：變極距型電容傳感器、變面積型電容傳感類(lèi)型：變極距型電容傳感器、變面積型電容傳感器、變介電常數(shù)型電容傳感器。器、變介電常數(shù)型電容傳感器

44、。 電容傳感器可用來(lái)測(cè)量直線位移、角位移、振動(dòng)電容傳感器可用來(lái)測(cè)量直線位移、角位移、振動(dòng)振幅。尤其適合測(cè)溫、高頻振動(dòng)振幅、精密軸系回振幅。尤其適合測(cè)溫、高頻振動(dòng)振幅、精密軸系回轉(zhuǎn)精度、加速度等機(jī)械量。還可用來(lái)測(cè)量壓力、差轉(zhuǎn)精度、加速度等機(jī)械量。還可用來(lái)測(cè)量壓力、差壓力、液位、料面、糧食中的水分含量、非金屬材壓力、液位、料面、糧食中的水分含量、非金屬材料的涂層、油膜厚度、測(cè)量電介質(zhì)的濕度、密度、料的涂層、油膜厚度、測(cè)量電介質(zhì)的濕度、密度、厚度等厚度等 C下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第4 4章章|4.34.3答：可選用差分式電容壓力傳感器，通過(guò)測(cè)量筒內(nèi)水答：可選用差分式電容壓力傳感器，通過(guò)測(cè)

45、量筒內(nèi)水的重力，來(lái)控制注水?dāng)?shù)量?；蛘哌x用應(yīng)變片式液徑的重力，來(lái)控制注水?dāng)?shù)量。或者選用應(yīng)變片式液徑傳感器。傳感器。|4.44.4答：答：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：a a溫度穩(wěn)定性好溫度穩(wěn)定性好 b b結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng) c c動(dòng)響應(yīng)好動(dòng)響應(yīng)好 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：a a可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，具有平均效應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，具有平均效應(yīng) b b輸出阻抗高、負(fù)載能力差輸出阻抗高、負(fù)載能力差 c c寄生電容影響大寄生電容影響大下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第4 4章章|4.44.4輸出特性非線性：輸出特性非線性： 電容傳感器作為頻響寬、應(yīng)用廣、非接觸測(cè)量的電容傳感器作為頻響寬、應(yīng)用廣、非接觸測(cè)量的一種傳

46、感器，在位移、壓力、厚度、物位、濕度、一種傳感器，在位移、壓力、厚度、物位、濕度、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、流量及成分分析的測(cè)量等方面得到了振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、流量及成分分析的測(cè)量等方面得到了廣泛的應(yīng)用。廣泛的應(yīng)用。 使用時(shí)要注意保護(hù)絕緣材料的的絕緣性能；消除使用時(shí)要注意保護(hù)絕緣材料的的絕緣性能；消除和減小邊緣效應(yīng)；消除和減小寄生電容的影響；防和減小邊緣效應(yīng)；消除和減小寄生電容的影響；防止和減小外界的干擾。止和減小外界的干擾。|4.54.5解：解：下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)xwddwxl C1020102120下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第4 4章章|4.6 4.6 略略|4.7 4.7 答：工作原理：假設(shè)傳感器處于初

47、始狀態(tài)，即答：工作原理：假設(shè)傳感器處于初始狀態(tài)，即且且A A點(diǎn)為高電平，即點(diǎn)為高電平，即Ua=U; Ua=U; 而而B(niǎo) B點(diǎn)為低電平，即點(diǎn)為低電平，即Ub=0Ub=0差分脈沖調(diào)寬型電路的特點(diǎn)就在于它的線性變換特性。差分脈沖調(diào)寬型電路的特點(diǎn)就在于它的線性變換特性。021CCCxx下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第5 5章章|5.15.1答：磁電式傳感器是通過(guò)磁電作用將被測(cè)量轉(zhuǎn)換為電答：磁電式傳感器是通過(guò)磁電作用將被測(cè)量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的一種傳感器。信號(hào)的一種傳感器。 電感式傳感器是利用線圈自感或互感的變化來(lái)測(cè)電感式傳感器是利用線圈自感或互感的變化來(lái)測(cè)量的一種裝置。量的一種裝置。 磁電式傳感器具有頻

48、響寬、動(dòng)態(tài)范圍大的特點(diǎn)。磁電式傳感器具有頻響寬、動(dòng)態(tài)范圍大的特點(diǎn)。而電感式傳感器存在交流零位信號(hào)，不宜于高頻動(dòng)而電感式傳感器存在交流零位信號(hào)，不宜于高頻動(dòng)態(tài)信號(hào)檢測(cè)；其響應(yīng)速度較慢，也不宜做快速動(dòng)態(tài)態(tài)信號(hào)檢測(cè)；其響應(yīng)速度較慢，也不宜做快速動(dòng)態(tài)測(cè)量。測(cè)量。 磁電式傳感器測(cè)量的物理參數(shù)有：磁場(chǎng)、電流、磁電式傳感器測(cè)量的物理參數(shù)有：磁場(chǎng)、電流、位移、壓力、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速。位移、壓力、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速。下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第5 5章章|5.25.2答：霍爾組件可測(cè)量磁場(chǎng)、電流、位移、壓力、振動(dòng)、答：霍爾組件可測(cè)量磁場(chǎng)、電流、位移、壓力、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速等。轉(zhuǎn)速等。 霍爾組件的不等位電勢(shì)是霍爾組件在額定控

49、制電霍爾組件的不等位電勢(shì)是霍爾組件在額定控制電流作用下，在無(wú)外加磁場(chǎng)時(shí)，兩輸出電極之間的空流作用下，在無(wú)外加磁場(chǎng)時(shí)，兩輸出電極之間的空載電勢(shì)，可用輸出的電壓表示。載電勢(shì)，可用輸出的電壓表示。 溫度補(bǔ)償方法：溫度補(bǔ)償方法： a a分流電阻法：分流電阻法： 適用于恒流源供給控制電流的情況。適用于恒流源供給控制電流的情況。 b b電橋補(bǔ)償法電橋補(bǔ)償法 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第5 5章章|5.35.3答：一塊長(zhǎng)為答：一塊長(zhǎng)為l l、寬為、寬為d d的半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度的半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁場(chǎng)（磁場(chǎng)方向垂直于薄片）中，當(dāng)有電流為磁場(chǎng)（磁場(chǎng)方向垂直于薄片）中，當(dāng)有電流I I流過(guò)流

50、過(guò)時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)UhUh。這種現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)?；魻柦M件多用這種現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)。霍爾組件多用N N型半導(dǎo)體材型半導(dǎo)體材料，且比較薄。料，且比較薄。 霍爾式傳感器轉(zhuǎn)換效率較低，受溫度影響大，但霍爾式傳感器轉(zhuǎn)換效率較低，受溫度影響大，但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、堅(jiān)固、頻率響應(yīng)寬、動(dòng)態(tài)范其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、堅(jiān)固、頻率響應(yīng)寬、動(dòng)態(tài)范圍（輸出電勢(shì)變化）大、無(wú)觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)、可圍（輸出電勢(shì)變化）大、無(wú)觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)、可靠性高、易微型化和集成電路化，因此在測(cè)量技術(shù)、靠性高、易微型化和集成電路化，因此在測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制、電磁測(cè)量、計(jì)算裝置

51、以及現(xiàn)代軍事技術(shù)自動(dòng)控制、電磁測(cè)量、計(jì)算裝置以及現(xiàn)代軍事技術(shù)等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第6 6章章|6.16.1答：某些電介質(zhì)在沿一定的方向受到外力的作用變形答：某些電介質(zhì)在沿一定的方向受到外力的作用變形時(shí)，由于內(nèi)部電極化現(xiàn)象同時(shí)在兩個(gè)表面上產(chǎn)生符時(shí)，由于內(nèi)部電極化現(xiàn)象同時(shí)在兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，恢復(fù)到不帶電的狀號(hào)相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；而當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷的極性隨著改變。態(tài)；而當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷的極性隨著改變。晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。這晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的

52、大小成正比。這種現(xiàn)象稱(chēng)為正壓電效應(yīng)。反之，如對(duì)晶體施加一定種現(xiàn)象稱(chēng)為正壓電效應(yīng)。反之，如對(duì)晶體施加一定變電場(chǎng)，晶體本身將產(chǎn)生機(jī)械變形，外電場(chǎng)撤離，變電場(chǎng)，晶體本身將產(chǎn)生機(jī)械變形，外電場(chǎng)撤離，變形也隨之消失，稱(chēng)為逆壓電效應(yīng)。變形也隨之消失，稱(chēng)為逆壓電效應(yīng)。 壓電材料有：石英晶體、一系列單晶硅、多晶陶壓電材料有：石英晶體、一系列單晶硅、多晶陶瓷、有機(jī)高分子聚合材料瓷、有機(jī)高分子聚合材料下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第6 6章章|6.16.1結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)： 在壓電式傳感器中，為了提高靈敏度，往往采用在壓電式傳感器中，為了提高靈敏度，往往采用多片壓電芯片構(gòu)成一個(gè)壓電組件。其中最常

53、用的是多片壓電芯片構(gòu)成一個(gè)壓電組件。其中最常用的是兩片結(jié)構(gòu)；根據(jù)兩片壓電芯片的連接關(guān)系，可分為兩片結(jié)構(gòu)；根據(jù)兩片壓電芯片的連接關(guān)系，可分為串聯(lián)和并聯(lián)連接，常用的是并聯(lián)連接，可以增大輸串聯(lián)和并聯(lián)連接，常用的是并聯(lián)連接，可以增大輸出電荷，提高靈敏度。出電荷，提高靈敏度。 使用時(shí)，兩片壓電芯片上必須有一定的預(yù)緊力，使用時(shí)，兩片壓電芯片上必須有一定的預(yù)緊力，以保證壓電組件在工作中始終受到壓力作用，同時(shí)以保證壓電組件在工作中始終受到壓力作用，同時(shí)可消除兩片壓電芯片因接觸不良而引起的非線性誤可消除兩片壓電芯片因接觸不良而引起的非線性誤差，保證輸出信號(hào)與輸入作用力間的線性關(guān)系差，保證輸出信號(hào)與輸入作用力間的

54、線性關(guān)系下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第6 6章章|6.16.1 因此需要測(cè)量電路具有無(wú)限大的輸入阻抗。但實(shí)因此需要測(cè)量電路具有無(wú)限大的輸入阻抗。但實(shí)際上這是不可能的，所以壓電傳感器不宜作靜態(tài)測(cè)際上這是不可能的，所以壓電傳感器不宜作靜態(tài)測(cè)量，只能在其上加交變力，電荷才能不斷得到補(bǔ)充，量，只能在其上加交變力，電荷才能不斷得到補(bǔ)充，并給測(cè)量電路一定的電流。故壓電傳感器只能作動(dòng)并給測(cè)量電路一定的電流。故壓電傳感器只能作動(dòng)態(tài)測(cè)量。態(tài)測(cè)量。|6.26.2答：如作用在壓電組件上的力是靜態(tài)力，則電荷會(huì)泄答：如作用在壓電組件上的力是靜態(tài)力，則電荷會(huì)泄露，無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。所以壓電傳感器通常都用來(lái)測(cè)露，無(wú)法進(jìn)行

55、測(cè)量。所以壓電傳感器通常都用來(lái)測(cè)量動(dòng)態(tài)或瞬態(tài)參量。量動(dòng)態(tài)或瞬態(tài)參量。下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第6 6章章|6.36.3答：石英晶體整個(gè)晶體是中性的，受外力作用而變形答：石英晶體整個(gè)晶體是中性的，受外力作用而變形時(shí)，沒(méi)有體積變形壓電效應(yīng)，但它具有良好的厚度時(shí)，沒(méi)有體積變形壓電效應(yīng)，但它具有良好的厚度變形和長(zhǎng)度變形壓電效應(yīng)。壓電陶瓷是一種多晶鐵變形和長(zhǎng)度變形壓電效應(yīng)。壓電陶瓷是一種多晶鐵電體。原始的壓電陶瓷材料并不具有壓電性，必須電體。原始的壓電陶瓷材料并不具有壓電性，必須在一定溫度下做極化處理，才能使其呈現(xiàn)出壓電性。在一定溫度下做極化處理，才能使其呈現(xiàn)出壓電性。所謂極化，就是以強(qiáng)電場(chǎng)使

56、所謂極化，就是以強(qiáng)電場(chǎng)使“電疇電疇”規(guī)則排列，而規(guī)則排列，而電疇在極化電場(chǎng)除去后基本保持不變，留下了很強(qiáng)電疇在極化電場(chǎng)除去后基本保持不變，留下了很強(qiáng)的剩余極化。的剩余極化。 當(dāng)極化后的鐵電體受到外力作用時(shí)，其剩余極化當(dāng)極化后的鐵電體受到外力作用時(shí)，其剩余極化強(qiáng)度將隨之發(fā)生變化，從而使一定表面分別產(chǎn)生正強(qiáng)度將隨之發(fā)生變化，從而使一定表面分別產(chǎn)生正負(fù)電荷。負(fù)電荷。下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第6 6章章|6.36.3 在極化方向上壓電效應(yīng)最明顯。鐵電體的參數(shù)也在極化方向上壓電效應(yīng)最明顯。鐵電體的參數(shù)也會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化老化，鐵電體老化將使壓電效老化，鐵電體老化將使壓電效應(yīng)減弱。

57、應(yīng)減弱。 |6.46.4答：基本考慮點(diǎn)是如何更好的改變傳感器的頻率特性，答：基本考慮點(diǎn)是如何更好的改變傳感器的頻率特性，以使傳感器能用于更廣泛的領(lǐng)域。以使傳感器能用于更廣泛的領(lǐng)域。|6.5 6.5 略略下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第7 7章章|7.17.1答：當(dāng)用光照射物體時(shí)，物體受到一連串具有能量的答：當(dāng)用光照射物體時(shí)，物體受到一連串具有能量的光子的轟擊，于是物體材料中的電子吸收光子能量光子的轟擊，于是物體材料中的電子吸收光子能量而發(fā)生相應(yīng)的電效應(yīng)（如電阻率變化、發(fā)射電子或而發(fā)生相應(yīng)的電效應(yīng)（如電阻率變化、發(fā)射電子或產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)等）。這種現(xiàn)象稱(chēng)為光電效應(yīng)。產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)等）。這種現(xiàn)象稱(chēng)為光電

58、效應(yīng)。|7.27.2答：答：吸收性損耗：吸收損耗與組成光纖的材料的中吸收性損耗：吸收損耗與組成光纖的材料的中子受激和分子共振有關(guān)，當(dāng)光的頻率與分子的振動(dòng)子受激和分子共振有關(guān)，當(dāng)光的頻率與分子的振動(dòng)頻率接近或相等時(shí)，會(huì)發(fā)生共振，并大量吸收光能頻率接近或相等時(shí)，會(huì)發(fā)生共振，并大量吸收光能量，引起能量損耗。量，引起能量損耗。 散射性損耗：是由于材料密度的微觀變化、成散射性損耗：是由于材料密度的微觀變化、成下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第7 7章章|7.27.2 分起伏，以及在制造過(guò)程中產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)上的不均勻分起伏，以及在制造過(guò)程中產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)上的不均勻性或缺陷引起。一部分光就會(huì)散射到各個(gè)方向去，性或

59、缺陷引起。一部分光就會(huì)散射到各個(gè)方向去，不能傳輸?shù)浇K點(diǎn)，從而造成散射性損耗。不能傳輸?shù)浇K點(diǎn)，從而造成散射性損耗。 輻射性損耗：當(dāng)光纖受到具有一定曲率半徑的輻射性損耗：當(dāng)光纖受到具有一定曲率半徑的彎曲時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生輻射磁粒。彎曲時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生輻射磁粒。 a a彎曲半徑比光纖直徑大很多的彎曲彎曲半徑比光纖直徑大很多的彎曲 b b微彎曲：當(dāng)把光纖組合成光纜時(shí)，可能使光纖的微彎曲：當(dāng)把光纖組合成光纜時(shí)，可能使光纖的軸線產(chǎn)生隨機(jī)性的微曲。軸線產(chǎn)生隨機(jī)性的微曲。下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第7 7章章|7.37.3答：光導(dǎo)纖維工作的基礎(chǔ)是光的全內(nèi)反射，當(dāng)射入的答：光導(dǎo)纖維工作的基礎(chǔ)是光的全內(nèi)反射，當(dāng)射入

60、的光線的入射角大于纖維包層間的臨界角時(shí)，就會(huì)在光線的入射角大于纖維包層間的臨界角時(shí)，就會(huì)在光纖的接口上產(chǎn)生全內(nèi)反射，并在光纖內(nèi)部以后的光纖的接口上產(chǎn)生全內(nèi)反射，并在光纖內(nèi)部以后的角度反復(fù)逐次反射，直至傳遞到另一端面。角度反復(fù)逐次反射，直至傳遞到另一端面。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： a a具有優(yōu)良的傳旋光性能，傳導(dǎo)損耗小具有優(yōu)良的傳旋光性能，傳導(dǎo)損耗小 b b頻帶寬，可進(jìn)行超高速測(cè)量，靈敏度和線性度好頻帶寬，可進(jìn)行超高速測(cè)量，靈敏度和線性度好 c c能在惡劣的環(huán)境下工作，能進(jìn)行遠(yuǎn)距離信號(hào)的傳能在惡劣的環(huán)境下工作，能進(jìn)行遠(yuǎn)距離信號(hào)的傳送送下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù)第第7 7章章|7.37.3 功能型光纖傳