自動檢測課后習(xí)題答案(文件)
【正文】 光信號，被測量可以是x1或者x2，它們能夠分別造成光源本身或光學(xué)通路的變化，從而影響傳感器輸出的電信號I。這種型式的光電傳感器可用于光電比色高溫計和照度計；二是恒定光源發(fā)射的光通量穿過被測物，其中一部分被吸收，剩余的部分投射到光電元件上，吸收量取決于被測物的某些參數(shù)。如圖d所示。產(chǎn)生的電勢差稱為霍爾電壓。5. 什么是霍爾元件的溫度特性？如何進行補償？答：霍爾元件的溫度特性是指元件的內(nèi)阻及輸出與溫度之間的關(guān)系。下圖是輸入補償?shù)幕揪€路，圖中的四端元件是霍爾元件的符號。很明顯，只有當(dāng)?shù)谝豁棔r，才能用串聯(lián)電阻的方法減小第二項，實現(xiàn)自補償。這樣，可以不考慮輸入回路的溫度影響。6. 集成霍爾傳感器有什么特點？答：集成霍爾傳感器的特點主要是取消了傳感器和測量電路之間的界限，實現(xiàn)了材料、元件、電路三位一體。答：可以用霍爾傳感器來檢測的物理量有力、力矩、壓力、應(yīng)力、位置、位移、速度、加速度、角度、轉(zhuǎn)速、磁場量等等。第十一章 新型傳感器習(xí)題答案1．超聲波發(fā)生器種類及其工作原理是什么?它們各自特點是什么?答：超聲波發(fā)生器有壓電式超聲波發(fā)生器和磁致伸縮超聲波發(fā)生器兩種。磁致伸縮超聲波發(fā)生器把鐵磁材料置于交變磁場中，使它產(chǎn)生機械尺寸的交替變化，即機械振動，從而產(chǎn)生超聲波。振蕩源在介質(zhì)中可產(chǎn)生兩種形式的振蕩，即橫向振蕩和縱向振蕩。4．根據(jù)你已學(xué)過的知識設(shè)計一個超聲波探傷實用裝置(畫出原理框圖)，并簡要說明它探傷的工作過程?答：可采用穿透法探傷，原理框圖如下圖。在探測中，當(dāng)工件內(nèi)無缺陷時，接收能量大，儀表指示值大；當(dāng)工件內(nèi)有缺陷時，因部分能量被反射，接收能量小，儀表指示值小。由于熱敏元件的響應(yīng)時間長，一般在毫秒數(shù)量級以上。因此它的響應(yīng)時間一般比熱敏型短得多，最短的可達到毫微秒數(shù)量級。6．紅外線光電開關(guān)有哪些優(yōu)越的開關(guān)特性？答：紅外線光電開關(guān)具有表面反射率低、環(huán)境特性優(yōu)越、回差距離遠、響應(yīng)頻率高、輸出狀態(tài)靈活、檢測方式多樣、輸出形式多等許多優(yōu)越的開關(guān)特性。2. 在模擬量自動檢測系統(tǒng)中常用的線性化處理方法有哪些？答：線性化方法主要有在模擬量自動檢測系統(tǒng)中可采用三種方法：①縮小測量范圍，取近似值。答：檢測系統(tǒng)中非線性校正環(huán)節(jié)(線性化器)的作用是是利用它本身的非線性補償傳感器的非線性，從而使整臺儀表的輸出u0和輸入x之間具有線性關(guān)系。5．檢測裝置中常見的干擾有幾種?采取何種措施予以防止?答：檢測裝置中常見的干擾有外部噪聲和內(nèi)部噪聲兩大類。靜電屏蔽能防止靜電場的影響，電磁屏蔽能削弱高頻電磁場的影響，低頻磁屏蔽主要是為了抗低頻磁場的干擾，驅(qū)動屏蔽能有效地抑制通過寄生電容的耦合干擾。積分電路的抑制原理是由于脈沖寬度大的信號輸出大，而脈沖寬度小的噪聲脈沖輸出也小，所以能將噪聲干擾濾除掉；脈沖干擾隔離門的抑制原理是用硅二極管的正向壓降對幅度較小的干擾脈沖加以阻擋，而讓幅度較大的脈沖信號順利通過；相關(guān)量法的抑制原理是找出脈沖信號相關(guān)量(同步脈沖)，以此量與脈沖信號同時作用到與門上，當(dāng)兩輸入皆有信號時，才能使與門打開送出脈沖信號，這樣就抑制了脈沖中的干擾。用一些事情，總會看清一些人。4. 歲月是無情的，假如你丟給它的是一片空白，它還給你的也是一片空白。學(xué)習(xí)參考。你必須努力，當(dāng)有一天驀然回首時，你的回憶里才會多一些色彩斑斕，少一些蒼白無力。既糾結(jié)了自己，又打擾了別人。2. 若不是心寬似海，哪有人生風(fēng)平浪靜。信號地主要將信號的零電位接地，電源地是電源的零電位，保護地則是系統(tǒng)的零電平。采用的抑制技術(shù)主要有屏蔽技術(shù)、接地技術(shù)、浮置技術(shù)、平衡電路、濾波技術(shù)和光電隔離技術(shù)等。目前最常用的是利用二極管組成非線性電阻網(wǎng)絡(luò)，配合運算放大器產(chǎn)生折線形式的輸入輸出特性曲線。③增加非線性校正環(huán)節(jié)。主要的激光測速儀有加拿大的LRM1500SPD型、德國的ASTECHvlm200白光測速儀及西安儀器儀表的MWK11HH型等等。由于這類傳感器以光子為單元起作用，只要光子的能量足夠，相同數(shù)目的光子基本上具有相同的效果，因此常常稱其為“光子探測器”。這類傳感器主要有熱釋電紅外傳感器和紅外線溫度傳感器兩大類。5．紅外線溫度傳感器有哪些主要類型？它與別的溫度傳感器有什么顯著區(qū)別？答：能把紅外輻射轉(zhuǎn)換成電量變化的裝置，稱為紅外傳感器，主要有熱敏型和光電型兩大類。穿透法用兩個探頭，置于工件相對面，一個發(fā)射超聲波，一個接收超聲波。超聲波的一種傳播特性是在通過兩種不同的介質(zhì)時，產(chǎn)生折射和反射現(xiàn)象， 超聲波的另一種傳播特性是在通過同種介質(zhì)時，隨著傳播距離的增加，其強度因介質(zhì)吸收能量而減弱。其結(jié)構(gòu)形狀有矩形、窗形等，如下圖所示，它只能用在幾萬Hz的頻率范圍以內(nèi)，但功率可達十萬W，聲強可達幾千W／cm2，能耐較高的溫度。常用的壓電材料為石英晶體、壓電陶瓷鋯鈦酸鉛等。答：液位控制系統(tǒng)原理如圖所示，霍爾元件固定不動，磁鐵與探測桿固定在一起，連接到裝液體的容器旁邊，通過管道與內(nèi)部連接。此外，它具有體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點。負載RL上的電壓UL為 UL=[UH0(1+αt) ] RL/[Rv0(1+βt)+RL] (3)為使UL不隨溫度變化，可對式(3)求導(dǎo)數(shù)并使其等于零，可得 RL/Rv0≈β/≈β/α (4)最后，將實際使用的霍爾元件的α、β值代入，便可得出溫度補償時的RL值。 (2) 利用輸出回路的負載進行補償。根據(jù)溫度特性，元件霍爾系數(shù)和輸入內(nèi)阻與溫度之間的關(guān)系式為RHt=RH0(1+αt) Rit=Ri0(1+βt)式中，RHt為溫度為ｔ時霍爾系數(shù)；RH0為0℃時的霍爾系數(shù)；Rit為溫度為ｔ時的輸入電阻；Ri0為0℃時的輸入電阻；α為霍爾電壓的溫度系數(shù), β為輸入電阻的溫度系數(shù)。霍爾元件溫度補償?shù)姆椒ㄖ饕欣幂斎牖芈返拇?lián)電阻進行補償和利用輸出回路的負載進行補償兩種。3. 為什么霍爾元件一般采用N型半導(dǎo)體材料？答：因為在N型半導(dǎo)體材料中，電子的遷移率比空穴的大，且μnμp，所以霍爾元件一般采用N型半導(dǎo)體材料。第九章 霍爾傳感器習(xí)題答案1. 什么是霍爾效應(yīng)？答：在置于磁場的導(dǎo)體或半導(dǎo)體中通入電流，若電流與磁場垂直，則在與磁場和電流都垂直的方向上會出現(xiàn)一個電勢差，這種現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng)，是由科學(xué)家愛德文可用于測量透明度、混濁度；三是恒定光源發(fā)射的光通量投射到被測物上，由被測物表面反射后再投射到光電元件上，如圖c所示。6．模擬式光電傳感器有哪幾種常見形式?答：模擬式光電傳感器主要有四種。4．什么是光電元件的光譜特性?答：光電元件的光譜特性是指入射光照度一定時，光電元件的相對靈敏度隨光波波長的變化而變化，一種光電元件只對一定波長范圍的人射光敏感，這就是光電元件的光譜特性?；谕夤怆娦?yīng)的光電元件有光電管、光電倍增管
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