【正文】 上，圖331(a)自感式傳感器的線圈是繞在不帶磁性的鐵心上。不同點：反射式渦流傳感器只有產(chǎn)生一個交變磁場的傳感器線圈，金屬板表面感應的渦流產(chǎn)生的磁場對原激勵磁場起抵消削弱作用，從而導致傳感器線圈的電感量、阻抗和品質(zhì)因數(shù)都發(fā)生變化。反射式渦流傳感器常用于測量物體位移、距離、振動和轉(zhuǎn)速、溫度、應力、硬度等。的正負決定于銜鐵位移的方向，的大小決定于銜鐵位移的大小。當時，式（１）中括號項為正，而也為正，故；式（２）中括號項為負，而也為負，故。又因為Iab和Uabde 大小與銜鐵位移成正比，因此通過Iab和Uab的大小可判別銜鐵位移的大小。當銜鐵位于零位時，I1＝I2,Uac=Ubc，故Iab=0,Uab=0。323答：差動自感式傳感器與差動變壓器式傳感器的相同點是都有一對對稱的線圈鐵心和一個共用的活動銜鐵，而且也都有變氣隙式、變面積式、螺管式三種類型。由公式（336）和（337）可知，當銜鐵移動Δδ時，傳感器的電感變化為 將公式（336）代人上式得，變隙式電感傳感器的靈敏度為 據(jù)題意知：A＝。此外，螺管式與變面積式相比，批量生產(chǎn)中的互換性好。318題318圖解：由題318圖和題中參數(shù)可求得初始電容 C1=C2=C0=eS/d=e0pr2/d0 變壓器電橋輸出端電壓 其中Z1 ,Z2 分別為差動電容傳感器C1 ,C2 的阻抗.，將公式（329）代入上式計算得 319答：自感傳感器有三種類型：變氣隙式、變面積式和螺管式。把兩個承受相同應變的應變片接入電橋的相對兩臂，并不能補償溫度誤差。濕度測量范圍 ％RH ～ ％RH，Rd為濕度 ％RH時RX的值，因要求即，所以增大可減小，即擴大測濕量程 ％RH。圖中氖燈LD用作電源指示。圖中變壓器次級繞組為氣敏電阻QMN6提供加熱器電源。 310答：氣敏電阻是利用半導體陶瓷與氣體接觸而電阻發(fā)生變化的效應制成的氣敏元件。當冰箱內(nèi)溫度時，窗口比較器使RS觸發(fā)器的S端為低電平，R端為高電平，Q輸出端為高電平，晶體管導通，繼電器J線圈通電而動作，繼電器常開觸點閉合，電冰箱壓縮機啟動制冷。39答：題39圖是日本生產(chǎn)的某電冰箱溫控電路。因此金屬熱電阻的電阻溫度系數(shù)為正值。34解：應變片用導線連接到測量系統(tǒng)的前后，應變片的應變量相同，都為 應變片用導線連接到測量系統(tǒng)后，導線電阻將使應變電阻的相對變化減小，從而使應變片的靈敏度降低為 35解：將題中給出的參數(shù)值，代人書上的公式（3123），計算得由溫度變化引起的附加電阻相對變化為：。應變片的敏感柵通常由多條軸向縱柵和圓弧橫柵組成。32解：據(jù)公式（314），對于空載電位器，其輸出電壓與輸入位移呈線性關系，由上式可見，電位器靈敏度的提高幾乎是完全依靠增加電源電壓來得到。因此電位器的電阻隨電刷位移呈階梯狀變化。27解：據(jù)公式（2－3－９）計算，用四種表進行測量可能產(chǎn)生的最大絕對誤差分別為：A表%=%V=B表%=%V=C表%=%V=D表%=%V=四者比較可見，選用A表進行測量所產(chǎn)生的測量誤差較小。由可得，即工作頻率范圍為0～。由于，根據(jù)二階傳感器的特性曲線可知，上面三個解確定了兩個頻段，即0～和～。當時，無幅值誤差。在某些對生產(chǎn)過程進行監(jiān)測的場合，如果被測參數(shù)超過規(guī)定的限度時，微機還將及時地起動報警器發(fā)出報警信號。題15圖2微機化檢測儀表其簡化框圖題15圖3所示。敏感器與傳感器雖然都是對被測非電量進行轉(zhuǎn)換，但敏感器是把被測非電量轉(zhuǎn)換為可用非電量，而不是象傳感器那樣把非電量轉(zhuǎn)換成電量。常見的各類儀器儀表只不過是作為其“共同基礎”的“檢測技術”與各個具體應用領域的“特殊要求”相結合的產(chǎn)物。盡管各種儀器儀表的型號、原理和用途不同，但都由三大必要的部分組成：信息獲取部分、信息處理部分、信息顯示部分。電子測量儀器具有極小的慣性，既能測量緩慢變化的量，也可測量快速變化的量，因此采用電測技術將具有很寬的測量頻率范圍(頻帶)。如果沒有儀器儀表作為測量的工具，就不能獲取生產(chǎn)、科學、環(huán)境、社會等領域中全方位的信息，進入信息時代將是不可能的。11答：錢學森院士對新技術革命的論述中說：“新技術革命的關鍵技術是信息技術。因此可以說，儀器技術是信息的源頭技術。把非電量變成電信號后，便于遠距離傳送和控制，這樣就可實現(xiàn)遠距離的自動測量。從“硬件”方面來看，如果把常見的各類儀器儀表“化整為零”地解剖開來，我們會發(fā)現(xiàn)它們內(nèi)部組成模塊大多是相同的。14答： “能把外界非電信息轉(zhuǎn)換成電信號輸出的器件或裝置”或“能把非電量轉(zhuǎn)換成電量的器件或裝置”叫做傳感器。15答：目前，國內(nèi)常規(guī)（常用）的檢測儀表與系統(tǒng)按照終端部分的不同，可分為以下三種類型：普通模擬式檢測儀表基本上由模擬傳感器、模擬測量電路、和模擬顯示器三部分組成，如題15圖1所示。微機化檢測儀表通常為多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能巡回檢測多個測量點或多種被測參數(shù)的靜態(tài)量或動態(tài)量。題15圖3第2章21解：靈敏度為。當時，一般不等于1，即出現(xiàn)幅值誤差。前者在特征曲線的諧振峰左側(cè)，后者在特征曲線的諧振峰右側(cè)。25解：據(jù)題意知，阻尼比，代入公式（２－２－１８）得幅頻特性為，故測量頻率為600Hz時幅值比為據(jù)公式（２－２－１９）得相位差為－176。31答：線繞式電位器的電阻器是由電阻系數(shù)很高的極細的絕緣導線，整齊地繞在一個絕緣骨架上制成的。只要精確設計絕緣骨架尺寸按一定規(guī)律變化，如圖312(b)所示，就可使位移－電阻特性呈現(xiàn)所需要的非線性曲線形狀。但是電源電壓不可能任意增加，它是由電位器線圈的細電阻絲允許的最大消耗功率P決定的。當試件承受單向應力時，其表面處于平面應變狀態(tài)，即軸向拉伸εx和橫向收縮εy。折合成附加應變?yōu)?。采用半導體材料制作的電阻式溫度傳感器稱為半導體熱敏電阻，簡稱熱敏電阻。該電冰箱的溫控范圍～由窗口 題39圖比較器的窗口電壓和決定。冰箱內(nèi)溫度降低。氣敏電阻都附有加熱器，以便燒掉附著在探測部位處的油霧、塵埃，同時加速氣體的吸附，從而提高元件的靈敏度和響應速度。變壓器初級中心抽頭產(chǎn)生的110V交流電壓，加到由1k電位器、氣敏電阻和蜂鳴器串聯(lián)組成的測量電路。為防止意外短路。313答：測濕電路通常為濕敏電阻構成的電橋電路。從表311所列圖3１－１５（b）計算公式可知，電橋輸出電壓為，由此可見，溫度引起的電阻變化也影響電橋輸出電壓，此時，從電橋輸出電壓測出的應變并不是真實應變，而是，其中包含有虛假視應變即溫度誤差。變氣隙式靈敏度最高，螺管式靈敏度最低。由于具備上述優(yōu)點，而靈敏度低的問題可在放大電路方面加以解決，因此目前螺管型自感傳感器的應用越來越多。代人上式計算得變隙式電感傳感器的靈敏度為若將其做成差動結構形式，則靈敏度為單一式的兩倍，且線性度也會得到明顯改善。不同點是，差動自感式傳感器的一對對稱線圈是作為一對差動自感接入交流電橋或差動脈沖調(diào)寬電路，將銜鐵位移轉(zhuǎn)換成電壓。當銜鐵位于零位以上時，I1I2，UacUbc，故Iab0，Uab0。調(diào)整圖中電位器滑動觸點的位置，可以使差動變壓器兩個次級線圈的電路對稱，在銜鐵居中即位移為零時，圖3３－１１電路輸出電流或電壓為零。因此由式（１）和（２）都可得。326答：溫度變化時，金屬的電阻率會發(fā)生變化，據(jù)公式（3－３－４５），將使渦流的滲透深度隨之變化，據(jù)公式（3－３－５０）可知，這將使透射式渦流傳感器接收線圈中的感應電壓隨溫度變化?？勺龀山咏_關、計數(shù)器、探傷裝置等；還可以判別材質(zhì)。而透射式渦流傳感器有兩個線圈：發(fā)射線圈（激勵線圈）L接收線圈L2，分別位于被測金屬板的兩對側(cè)。自感式傳感器的線圈的自感取決于活動銜鐵與鐵心的距離，磁電式傳感器線圈的感應電壓取決于活動銜鐵的運動速度。由圖4１－３可見，在磁電感應式傳感器后面接積分電路可以測量位移，后面接微分電路可以測量加速度。不同點：變磁通式是線圈和永久磁鐵(俗稱磁鋼)均固定不動，與被測物體連接而運動的部分是利用導磁材料制成的動鐵心(銜鐵)，它的運動使氣隙和磁路磁阻變化引起磁通變化，而在線圈中產(chǎn)生感應電勢，因此變磁通式結構又稱變磁阻式結構。因為當作用于壓電元件上的力為靜態(tài)力即時，據(jù)公式（4220）可知，壓電元件產(chǎn)生的電流為零，據(jù)公式(4225)和(4229)式也可知，壓電傳感器輸出電壓也為零。由(4231)式可見，在采用電荷放大器的情況下，靈敏度只取決于反饋電容CF，而與電纜電容Cc無關，因此在更換電纜或需要使用較長電纜(數(shù)百米)時，無需重新校正傳感器的靈敏度。， ，據(jù)公式（4221），49解：根據(jù)（4212）式 ，或 。我們仿照書上介紹的“巡游一周法”， 從熱端出發(fā)沿回路一周，按照遇到的導體和溫度的順序，依次寫出各接觸電勢和溫差電勢，并將它們相加起來便是圖(a)中整個回路的總熱電勢： （1）依據(jù)公式（433）和對數(shù)的性質(zhì)，很容易證明： (2) （3）因，故(2)、（3）式代入（1）式并整理可得： （4）補償導線滿足公式（4312)的條件，將（4312)式代入上式，并引用中間溫度定律（438)式，可得 （5）從以上推導過程可以看出，圖437即題412圖(a) 中補償導線A′B′滿足公式（4－312)的條件，故可將熱電偶的冷端延伸，而保證整個回路的熱電勢仍然不變。因為圖439中補償電橋的電壓為，毫伏表讀數(shù)為如果4V直流電源的極性接反，則補償電橋的電壓也會改變極性，即，此時。416解：因為該溫度顯示儀表是按照鎳鉻－鎳硅熱電偶分度表刻度的，所以只有在冷端溫度為0℃的情況下，儀表顯示的溫度才與實際溫度相符。將儀表測得的=，和查表得到的=（439）計算得再反查鎳鉻－鎳硅熱電偶分度表，與此熱電勢=℃和558℃℃。 417答：基于光電效應原理工作的光電轉(zhuǎn)換元件稱為光電器件或光敏元件。419答：光電器件輸出的光電流與入射光波長的關系I=F(λ)為光譜特性。在檢測時，光電器件的最佳靈敏度最好在需要測量的波長處。421答：由公式(4513)可見，增大（或減少）霍爾片控制電流可增大（或減少）霍爾式鉗形電流表的靈敏度；圖457中被測電流導線如果在硅鋼片圓環(huán)上繞幾圈，電流表靈敏度便會增大幾倍。此外霍爾元件電阻率不均勻或厚度不均勻也會產(chǎn)生不等位電壓。因而一切使橋路平衡的方法均可作為不等位電壓的補償措施。如果把圖4513(a)中熱敏電阻換成金屬電阻絲，因為金屬電阻絲具有正溫度系數(shù)，當溫度升高時，金屬電阻絲電阻增大，流過霍爾元件的控制電流減小，從而使霍爾元件輸出電壓也減小，這只能補償正溫度系數(shù)的使隨溫度升高而增加的作用，不能補償負溫度系數(shù)的使隨溫度升高而減小的作用。當磁敏二極管未受到外界磁場作用時，外加正偏壓，則有大量的空穴從P區(qū)通過I區(qū)進入N區(qū)，同時也有大量電子注入P區(qū)，形成電流。磁敏三極管的結構是在弱P型近本征半導體（本征區(qū)I）上，用合金法或擴散法形成三個結，即發(fā)射結、基極結、集電結。插