【正文】 所以它在檢測(cè)系統(tǒng)中的作用非常重要。通常把傳感器的特性分為兩種：靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。解：傳感器通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路三部分組成。意義略（見書中）。，求該儀器的靈敏度。 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時(shí)所需的時(shí)間。=，供橋電壓為4V，并假定負(fù)載電阻無(wú)窮大。=120Ω靈敏度系數(shù)K==120Ω的固定電阻組成電橋，供橋電壓為10V。設(shè)等強(qiáng)度梁在受力后產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)?000με，試求此時(shí)電橋輸出端電壓Uo。？解：電阻應(yīng)變片產(chǎn)生溫度誤差的原因：①敏感柵金屬絲電阻本身隨溫度發(fā)生變化②試件材料和電阻絲材料的線膨脹系數(shù)的影響電阻應(yīng)變片的溫度補(bǔ)償方法：通常有線路補(bǔ)償法和應(yīng)變片自補(bǔ)償兩大類。，已知鋼材的彈性模量E=F/S，E＝2l011N／m2，應(yīng)變片的電阻為120Ω，試用允許通過的最大電流為30mA的康銅絲應(yīng)變片組成一單臂受感電橋。解：②鋼材的應(yīng)變?yōu)?00106時(shí)，粘貼的應(yīng)變片的電阻變化率為多少?解：，靈敏度K=2，鋼材的彈性模量E＝2l011N／m2，泊松比μ=，當(dāng)鋼柱承受外力98l03N時(shí)。已知l=100mm，b=11mm，t=3mm，E=104N/mm2，接入直流四臂差動(dòng)電橋，供電電壓6V，電橋的輸出電壓Uo為多大？解：對(duì)于等強(qiáng)度梁，粘貼應(yīng)變片處的應(yīng)變?yōu)閙V第3章 電感式傳感器思考題與習(xí)題答案？解：影響差動(dòng)變壓器輸出線性度和靈敏度的主要因素是：傳感器幾何尺寸、線圈電氣參數(shù)的對(duì)稱性、磁性材料的殘余應(yīng)力、測(cè)量電路零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢(shì)等。解:將非電量轉(zhuǎn)換成自感系數(shù)變化的傳感器通常稱為自感式電感傳感器，自感式電感傳感器又稱為電感式傳感器，它由線圈、鐵心和銜鐵三部分組成。解:螺線管式互感傳感器它由初級(jí)線圈，兩個(gè)次級(jí)線圈和插入線圈中央的圓柱形鐵芯等組成。采用相敏整流電路對(duì)輸出電壓進(jìn)行處理，可進(jìn)一步改善互感式電感傳感器輸出電壓的線性。？解: 采用差動(dòng)整流電路和相敏檢波電路進(jìn)行測(cè)量。，采用變壓器式電橋電路，能否判斷位移的方向，如不能，則需采用何種電路？解：差動(dòng)式比單線圈式的靈敏度高一倍，對(duì)于差動(dòng)變間隙式自感傳感器的線性度也能得到明顯改善。將非電量轉(zhuǎn)換成自感系數(shù)變化，當(dāng)銜鐵隨被測(cè)量變化而移動(dòng)時(shí)，鐵心與銜鐵之間的氣隙磁阻隨之變化，從而引起線圈的自感發(fā)生變化。解：計(jì)算時(shí)以中間位置的長(zhǎng)度作為磁路長(zhǎng)度的基準(zhǔn)，當(dāng)氣隙長(zhǎng)度為零時(shí)當(dāng)氣隙長(zhǎng)度為2mm時(shí)。解：，文中給出了詳細(xì)的分析過程。 解: )所示的全橋整流電路的工作原理。，輸出特性。電容式傳感器的類型不同，其輸出特性也不同。解：電容轉(zhuǎn)換電路有調(diào)頻電路、運(yùn)算放大器式電路、二極管雙T型交流電橋、脈沖寬度調(diào)制電路等?！鱴/d （1）電容因位移而產(chǎn)生的變化量為其靈敏度為 可見增加b或減小d均可提高傳感器的靈敏度。設(shè)極板面積為A，其靜態(tài)電容量為，當(dāng)活動(dòng)極板移動(dòng)x后，其電容量為 (1)當(dāng)xd時(shí) 則 (2)由式（1）可以看出電容量C與x不是線性關(guān)系，只有當(dāng) xd時(shí)，才可認(rèn)為是最近似線形關(guān)系。在實(shí)際應(yīng)用中，為了提高靈敏度，減小非線性，可采用差動(dòng)式結(jié)構(gòu)。C0=200pF，傳感器的起始電容量Cx0=20pF,定動(dòng)極板距離d0=,運(yùn)算放大器為理想放大器（即K→∞,Zi→∞）,Rf極大,輸入電壓ui=5sinωtV。多數(shù)場(chǎng)合下，它是由絕緣介質(zhì)分開的兩個(gè)平行金屬板組成，如果不考慮邊緣效應(yīng)，其電容量為，當(dāng)被測(cè)參數(shù)變化使得式中的A、d或ε發(fā)生變化時(shí)，電容量C也隨之變化。，主要應(yīng)用場(chǎng)合以及使用中應(yīng)注意的問題。因此，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須與標(biāo)定時(shí)的條件相同，否則將會(huì)引入測(cè)量誤差。解：提示采用書中的圓筒式變介質(zhì)式電容傳感器可實(shí)現(xiàn)。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，變形也隨之消失，稱為逆壓電效應(yīng)。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。、Y、Z軸的名稱是什么？有哪些特征？解：電軸：X軸穿過六棱柱的棱線，在垂直于此軸的面上壓電效應(yīng)最強(qiáng)； 機(jī)械軸：Y軸垂直六棱柱面。當(dāng)晶體受到沿X方向的拉力作用時(shí)，則在X軸的正向出現(xiàn)負(fù)電荷，在Y、Z方向則不出現(xiàn)電荷。所以，沿光軸方向施加力，石英晶體不會(huì)產(chǎn)生壓電效應(yīng)。所謂極化，就是以強(qiáng)電場(chǎng)使“電疇”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)的剩余極化。，各自要解決什么問題？解：傳感器與電壓放大器連接的電路其輸出電壓與壓電元件的輸出電壓成正比，但容易受電纜電容的影響。所以壓電傳感器通常都用來測(cè)量動(dòng)態(tài)或瞬態(tài)參量。其核心是要解決微弱信號(hào)的轉(zhuǎn)換與放大，得到足夠強(qiáng)的輸出信號(hào)。解：（取等號(hào)）解出 或（舍去）則 則 ，試述在不同接法下輸出電壓、輸出電荷、輸出電容的關(guān)系，以及每種接法適用于何種場(chǎng)合。輸出總電容為單片電容的一半，輸出電荷與單片電荷相等，輸出電壓是單片的兩倍；適合測(cè)量變化較快且以電壓輸出的場(chǎng)合；若按不同極性粘貼，相當(dāng)兩個(gè)壓電片（電容）并聯(lián)，輸出電容為單電容的兩倍，極板上電荷量是單片的兩倍，但輸出電壓與單片相等，適合測(cè)量變化較慢且以電荷輸出的場(chǎng)合。？可以檢測(cè)哪些非電量？解：變磁阻式傳感器的三種基本類型，電感式傳感器、變壓器式傳感器和電渦流式傳感器。？磁電式傳感器主要用于測(cè)量哪些物理參數(shù)？解：磁敏式傳感器是通過磁電作用將被測(cè)量（如振動(dòng)、位移、轉(zhuǎn)速等）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種傳感器。 溫度補(bǔ)償方法：a分流電阻法：適用于恒流源供給控制電流的情況。霍爾元件多用N型半導(dǎo)體材料構(gòu)成，且比較薄。Ic與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向改變時(shí)，霍爾電動(dòng)勢(shì)UH的方向也隨著改變，但當(dāng)B方向同時(shí)改變時(shí)霍爾電動(dòng)勢(shì)UH極性不變。kGs)(1kGs=)，控制電流I=3mA，將它置于1Gs~5kGs變化的磁場(chǎng)中，它輸出的霍爾電勢(shì)范圍多大?解：當(dāng)B=1Gs時(shí)，mV當(dāng)B=5kGs時(shí)， mV，調(diào)制盤上有100對(duì)永久磁極，N、S極交替放置，調(diào)制盤由轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，在磁極上方固定一個(gè)霍爾元件，每通過一對(duì)磁極霍爾元件產(chǎn)生一個(gè)方脈沖送到計(jì)數(shù)器。將一載流導(dǎo)體置于外磁場(chǎng)中，除了產(chǎn)生霍爾效應(yīng)外，其電阻也會(huì)隨磁場(chǎng)而變化。當(dāng)無(wú)磁場(chǎng)作用時(shí)，由于磁敏三極管基區(qū)長(zhǎng)度大于載流子有效擴(kuò)散長(zhǎng)度，因此發(fā)射區(qū)注入的載流子除少量輸運(yùn)到集電區(qū)外，大部分通過EIB，形成基極電流，基極電流大于集電極電流，所以電流放大倍數(shù)β＝IC/IB1。磁敏電阻和磁敏三極管不能辨別磁場(chǎng)的極性。磁鐵持有的能量未被消耗，所以磁鐵不會(huì)變?nèi)?。光照射引起PN結(jié)兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)。解：光敏電阻的結(jié)構(gòu)：絕緣襯底上均勻地涂上一層具有光導(dǎo)效應(yīng)的半導(dǎo)體材料，作為光電導(dǎo)層，在半導(dǎo)體的兩端裝有金屬電極，金屬電極與引出線端相連接，光敏電阻就通過引出線端接入電路。光電池是用單晶硅制成的，在一塊N型硅片上用擴(kuò)散的方法摻入一些P型雜質(zhì)而形成一個(gè)大面積的PN結(jié)，P層很薄，從而使光能穿透到PN結(jié)上。（CCD）的結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)電荷與轉(zhuǎn)移電荷的工作過程。不同光敏電阻是不相同的。，已知測(cè)量孔數(shù)為60，頻率計(jì)的讀數(shù)為4000Hz,問轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速是多少？解：n=60f/N 所以n=4000r/min，使天黑時(shí)路燈亮，天亮?xí)r路燈滅。和B39。若是高的物體，則A39。B39。解：光纖傳感器一般可分為兩大類：一類是功能型傳感器(Function Fiber Optic Sensor)，又稱FF型光纖傳感器；另一類是非功能型傳感器(NonFunction Fiber Optic Sensor)，又稱NF型光纖傳感器。制造這類傳感器的技術(shù)難度大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整較困難。這種傳感器常用數(shù)值孔徑和芯徑較大的光纖。／mm，要使形成莫爾條紋寬度為10mm，求柵線夾角θ。解：電阻型半導(dǎo)體氣敏元件是利用半導(dǎo)體接觸氣體時(shí)，其阻值的改變來檢測(cè)氣體的成分或濃度；而非電阻型半導(dǎo)體氣敏元件根據(jù)其對(duì)氣體的吸附和反應(yīng)，使其某些有關(guān)特性變化對(duì)氣體進(jìn)行直接或