【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(diǎn)：反射式渦流傳感器只有產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)的傳感器線圈，金屬板表面感應(yīng)的渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)原激勵(lì)磁場(chǎng)起抵消削弱作用，從而導(dǎo)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(cè)量物體位移、距離、振動(dòng)和轉(zhuǎn)速、溫度、應(yīng)力、硬度等。的正負(fù)決定于銜鐵位移的方向，的大小決定于銜鐵位移的大小。當(dāng)時(shí)，式（１）中括號(hào)項(xiàng)為正，而也為正，故；式（２）中括號(hào)項(xiàng)為負(fù)，而也為負(fù)，故。又因?yàn)镮ab和Uabde 大小與銜鐵位移成正比，因此通過(guò)Iab和Uab的大小可判別銜鐵位移的大小。當(dāng)銜鐵位于零位時(shí)，I1＝I2,Uac=Ubc，故Iab=0,Uab=0。323答：差動(dòng)自感式傳感器與差動(dòng)變壓器式傳感器的相同點(diǎn)是都有一對(duì)對(duì)稱(chēng)的線圈鐵心和一個(gè)共用的活動(dòng)銜鐵，而且也都有變氣隙式、變面積式、螺管式三種類(lèi)型。由公式（336）和（337）可知，當(dāng)銜鐵移動(dòng)Δδ時(shí)，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(dòng)電容傳感器C1 ,C2 的阻抗.，將公式（329）代入上式計(jì)算得 319答：自感傳感器有三種類(lèi)型：變氣隙式、變面積式和螺管式。把兩個(gè)承受相同應(yīng)變的應(yīng)變片接入電橋的相對(duì)兩臂，并不能補(bǔ)償溫度誤差。濕度測(cè)量范圍 ％RH ～ ％RH，Rd為濕度 ％RH時(shí)RX的值，因要求即，所以增大可減小，即擴(kuò)大測(cè)濕量程 ％RH。圖中氖燈LD用作電源指示。圖中變壓器次級(jí)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(dǎo)體陶瓷與氣體接觸而電阻發(fā)生變化的效應(yīng)制成的氣敏元件。當(dāng)冰箱內(nèi)溫度時(shí)，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(dǎo)通，繼電器J線圈通電而動(dòng)作，繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，電冰箱壓縮機(jī)啟動(dòng)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(yīng)變片用導(dǎo)線連接到測(cè)量系統(tǒng)的前后，應(yīng)變片的應(yīng)變量相同，都為 應(yīng)變片用導(dǎo)線連接到測(cè)量系統(tǒng)后，導(dǎo)線電阻將使應(yīng)變電阻的相對(duì)變化減小，從而使應(yīng)變片的靈敏度降低為 35解：將題中給出的參數(shù)值，代人書(shū)上的公式（3123），計(jì)算得由溫度變化引起的附加電阻相對(duì)變化為：。應(yīng)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(duì)于空載電位器，其輸出電壓與輸入位移呈線性關(guān)系，由上式可見(jiàn)，電位器靈敏度的提高幾乎是完全依靠增加電源電壓來(lái)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(jì)算，用四種表進(jìn)行測(cè)量可能產(chǎn)生的最大絕對(duì)誤差分別為：A表%=%V=B表%=%V=C表%=%V=D表%=%V=四者比較可見(jiàn)，選用A表進(jìn)行測(cè)量所產(chǎn)生的測(cè)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(gè)解確定了兩個(gè)頻段，即0～和～。當(dāng)時(shí)，無(wú)幅值誤差。在某些對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)的場(chǎng)合，如果被測(cè)參數(shù)超過(guò)規(guī)定的限度時(shí)，微機(jī)還將及時(shí)地起動(dòng)報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。題15圖2微機(jī)化檢測(cè)儀表其簡(jiǎn)化框圖題15圖3所示。敏感器與傳感器雖然都是對(duì)被測(cè)非電量進(jìn)行轉(zhuǎn)換，但敏感器是把被測(cè)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(jiàn)的各類(lèi)儀器儀表只不過(guò)是作為其“共同基礎(chǔ)”的“檢測(cè)技術(shù)”與各個(gè)具體應(yīng)用領(lǐng)域的“特殊要求”相結(jié)合的產(chǎn)物。盡管各種儀器儀表的型號(hào)、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(cè)量?jī)x器具有極小的慣性，既能測(cè)量緩慢變化的量，也可測(cè)量快速變化的量，因此采用電測(cè)技術(shù)將具有很寬的測(cè)量頻率范圍(頻帶)。如果沒(méi)有儀器儀表作為測(cè)量的工具，就不能獲取生產(chǎn)、科學(xué)、環(huán)境、社會(huì)等領(lǐng)域中全方位的信息，進(jìn)入信息時(shí)代將是不可能的。11答：錢(qián)學(xué)森院士對(duì)新技術(shù)革命的論述中說(shuō)：“新技術(shù)革命的關(guān)鍵技術(shù)是信息技術(shù)。因此可以說(shuō)，儀器技術(shù)是信息的源頭技術(shù)。把非電量變成電信號(hào)后，便于遠(yuǎn)距離傳送和控制，這樣就可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的自動(dòng)測(cè)量。從“硬件”方面來(lái)看，如果把常見(jiàn)的各類(lèi)儀器儀表“化整為零”地解剖開(kāi)來(lái)，我們會(huì)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(hào)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(guó)內(nèi)常規(guī)（常用）的檢測(cè)儀表與系統(tǒng)按照終端部分的不同，可分為以下三種類(lèi)型：普通模擬式檢測(cè)儀表基本上由模擬傳感器、模擬測(cè)量電路、和模擬顯示器三部分組成，如題15圖1所示。微機(jī)化檢測(cè)儀表通常為多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能巡回檢測(cè)多個(gè)測(cè)量點(diǎn)或多種被測(cè)參數(shù)的靜態(tài)量或動(dòng)態(tài)量。題15圖3第2章21解：靈敏度為。當(dāng)時(shí)，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(cè)量頻率為600Hz時(shí)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(xì)的絕緣導(dǎo)線，整齊地繞在一個(gè)絕緣骨架上制成的。只要精確設(shè)計(jì)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(xì)電阻絲允許的最大消耗功率P決定的。當(dāng)試件承受單向應(yīng)力時(shí)，其表面處于平面應(yīng)變狀態(tài)，即軸向拉伸εx和橫向收縮εy。折合成附加應(yīng)變?yōu)?。采用半?dǎo)體材料制作的電阻式溫度傳感器稱(chēng)為半導(dǎo)體熱敏電阻，簡(jiǎn)稱(chēng)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(cè)部位處的油霧、塵埃，同時(shí)加速氣體的吸附，從而提高元件的靈敏度和響應(yīng)速度。變壓器初級(jí)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(cè)量電路。為防止意外短路。313答：測(cè)濕電路通常為濕敏電阻構(gòu)成的電橋電路。從表311所列圖3１－１５（b）計(jì)算公式可知，電橋輸出電壓為，由此可見(jiàn)，溫度引起的電阻變化也影響電橋輸出電壓，此時(shí)，從電橋輸出電壓測(cè)出的應(yīng)變并不是真實(shí)應(yīng)變，而是，其中包含有虛假視應(yīng)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(diǎn)，而靈敏度低的問(wèn)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(yīng)用越來(lái)越多。代人上式計(jì)算得變隙式電感傳感器的靈敏度為若將其做成差動(dòng)結(jié)構(gòu)形式，則靈敏度為單一式的兩倍，且線性度也會(huì)得到明顯改善。不同點(diǎn)是，差動(dòng)自感式傳感器的一對(duì)對(duì)稱(chēng)線圈是作為一對(duì)差動(dòng)自感接入交流電橋或差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路，將銜鐵位移轉(zhuǎn)換成電壓。當(dāng)銜鐵位于零位以上時(shí)，I1I2，UacUbc，故Iab0，Uab0。調(diào)整圖中電位器滑動(dòng)觸點(diǎn)的位置，可以使差動(dòng)變壓器兩個(gè)次級(jí)線圈的電路對(duì)稱(chēng)，在銜鐵居中即位移為零時(shí)，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(shí)，金屬的電阻率會(huì)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(yīng)電壓隨溫度變化?？勺龀山咏_(kāi)關(guān)、計(jì)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(gè)線圈：發(fā)射線圈（激勵(lì)線圈）L接收線圈L2，分別位于被測(cè)金屬板的兩對(duì)側(cè)。自感式傳感器的線圈的自感取決于活動(dòng)銜鐵與鐵心的距離，磁電式傳感器線圈的感應(yīng)電壓取決于活動(dòng)銜鐵的運(yùn)動(dòng)速度。由圖4１－３可見(jiàn)，在磁電感應(yīng)式傳感器后面接積分電路可以測(cè)量位移，后面接微分電路可以測(cè)量加速度。不同點(diǎn)：變磁通式是線圈和永久磁鐵(俗稱(chēng)磁鋼)均固定不動(dòng)，與被測(cè)物體連接而運(yùn)動(dòng)的部分是利用導(dǎo)磁材料制成的動(dòng)鐵心(銜鐵)，它的運(yùn)動(dòng)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(yīng)電勢(shì)，因此變磁通式結(jié)構(gòu)又稱(chēng)變磁阻式結(jié)構(gòu)。因?yàn)楫?dāng)作用于壓電元件上的力為靜態(tài)力即時(shí)，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(jiàn)，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(wú)關(guān)，因此在更換電纜或需要使用較長(zhǎng)電纜(數(shù)百米)時(shí)，無(wú)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(shū)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(dǎo)體和溫度的順序，依次寫(xiě)出各接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)，并將它們相加起來(lái)便是圖(a)中整個(gè)回路的總熱電勢(shì)： （1）依據(jù)公式（433）和對(duì)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(bǔ)償導(dǎo)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(dǎo)過(guò)程可以看出，圖437即題412圖(a) 中補(bǔ)償導(dǎo)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(gè)回路的熱電勢(shì)仍然不變。因?yàn)閳D439中補(bǔ)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(bǔ)償電橋的電壓也會(huì)改變極性，即，此時(shí)。416解：因?yàn)樵摐囟蕊@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(shí)際溫度相符。將儀表測(cè)得的=，和查表得到的=（439）計(jì)算得再反查鎳鉻－鎳硅熱電偶分度表，與此熱電勢(shì)=℃和558℃℃。 417答：基于光電效應(yīng)原理工作的光電轉(zhuǎn)換元件稱(chēng)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(zhǎng)的關(guān)系I=F(λ)為光譜特性。在檢測(cè)時(shí)，光電器件的最佳靈敏度最好在需要測(cè)量的波長(zhǎng)處。421答：由公式(4513)可見(jiàn)，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(cè)電流導(dǎo)線如果在硅鋼片圓環(huán)上繞幾圈，電流表靈敏度便會(huì)增大幾倍。此外霍爾元件電阻率不均勻或厚度不均勻也會(huì)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(bǔ)償措施。如果把圖4513(a)中熱敏電阻換成金屬電阻絲，因?yàn)榻饘匐娮杞z具有正溫度系數(shù)，當(dāng)溫度升高時(shí)，金屬電阻絲電阻增大，流過(guò)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(bǔ)償正溫度系數(shù)的使隨溫度升高而增加的作用，不能補(bǔ)償負(fù)溫度系數(shù)的使隨溫度升高而減小的作用。當(dāng)磁敏二極管未受到外界磁場(chǎng)作用時(shí)，外加正偏壓，則有大量的空穴從P區(qū)通過(guò)I區(qū)進(jìn)入N區(qū)，同時(shí)也有大量電子注入P區(qū)，形成電流。磁敏三極管的結(jié)構(gòu)是在弱P型近本征半導(dǎo)體（本征區(qū)I）上，用合金法或擴(kuò)散法形成三個(gè)結(jié)，即發(fā)射結(jié)、基極結(jié)、集電結(jié)。插