傳感器與檢測技術(shù)課后習題答案(存儲版)
【正文】 電阻具有以下優(yōu)點：①電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高；②結(jié)構(gòu)簡單；③電阻率高，熱慣性??；但它阻值與溫度變化呈非線性，且穩(wěn)定性和互換性較差。解：CCD的工作原理如下：首先構(gòu)成CCD的基本單元是MOS電容器，如果MOS電容器中的半導體是P型硅，當在金屬電極上施加一個正電壓時，在其電極下形成所謂耗盡層，由于電子在那里勢能較低，形成了電子的勢阱，成為蓄積電荷的場所。當光線射入一個端面并與圓柱的軸線成θi角時，根據(jù)斯涅耳（Snell）光的折射定律，在光纖內(nèi)折射成θj，然后以θk角入射至纖芯與包層的界面。在給定的偏壓情況下，光照度越大，光電流也就越大；在一定光照度下，加的電壓越大，光電流越大，沒有飽和現(xiàn)象。當溫度升高時，它的暗電阻和靈敏度都下降。可見硅光電池可以在很寬的波長范圍內(nèi)得到應(yīng)用。第九章1． 超聲波在介質(zhì)中有哪些傳播特性？解：超聲波在各種介質(zhì)中的波速不同，超聲波會被傳播介質(zhì)吸收及散射，從而造成波動能量的損失。由不同波源發(fā)出的頻率相同、振動方向相同、相位相同或相位差恒定的兩個波在空間相遇時，某些點振動始終加強，某些點振動始終減弱或消失，這種現(xiàn)象稱為超聲波的干涉現(xiàn)象。開路電壓隨溫度升高而下降的速度較快，而短路電流隨溫度升高而緩慢增加。光電池（1）光譜特性：光電池對不同波長的光的靈敏度是不同的。（3）光照特性：由于光敏電阻的光照特性呈非線性，因此不宜作為測量元件，一般在自動控制系統(tǒng)中常用作開關(guān)式光電信號傳感元件。7．光敏電阻、光電池、光敏二極管和光敏三極管在性能上有什么差異，它們分別在什么情況下選用最合適？解：光敏電阻 （1） 伏安特性：在一定照度下，流過光敏電阻的電流與光敏電阻兩端的電壓的關(guān)系稱為光敏電阻的伏安特性。當光纖的直徑比光的波長大很多時，可以用幾何光學的方法來說明光在光纖內(nèi)的傳播。內(nèi)光電效應(yīng)，如光敏電阻、光電池和光敏晶體管等。其結(jié)構(gòu)形式可根據(jù)實際使用制作成各種形狀。解：Pt100代表鉑熱電阻傳感器，Cu50代表銅熱電阻傳感器。由于兩種不同導體的自由電子密度不同而在接觸處形成的電動勢叫做接觸電勢。若考慮引線電容CC 影響，當A0=104時，要求輸出信號衰減小于1%，求使用90 PF/m的電纜，其最大允許長度為多少？題圖51解：因此若滿足時，式（64）可表示為 第六章1．說明霍爾效應(yīng)的原理？解：置于磁場中的靜止載流導體，當它的電流方向與磁場方向不一致時，載流導體上平行于電流和磁場方向上的兩個面之間產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱霍爾效應(yīng)。解：電壓放大器的應(yīng)用具有一定的應(yīng)用限制，壓電式傳感器在與電壓放大器配合使用時，連接電纜不能太長。反之，如對晶體施加一定變電場，晶體本身將產(chǎn)生機械變形，外電場撤離，變形也隨之消失，稱為逆壓電效應(yīng)。上式說明運算放大器的輸出電壓與極板間距離d線性關(guān)系。圖中L包括引線電纜電感和電容式傳感器本身的電感；C0為傳感器本身的電容；Cp為引線電纜、所接測量電路及極板與外界所形成的總寄生電容，克服其影響，是提高電容傳感器實用性能的關(guān)鍵之一；Rg為低頻損耗并聯(lián)電阻，它包含極板間漏電和介質(zhì)損耗；Rs為高濕、高溫、高頻激勵工作時的串聯(lián)損耗電組，它包含導線、極板間和金屬支座等損耗電阻。4．渦流式傳感器的主要優(yōu)點是什么? 解：電渦流式傳感器最大的特點是能對位移、厚度、表面溫度、速度、 應(yīng)力、材料損傷等進行非接觸式連續(xù)測量，另外還具有體積小，靈敏度高，頻率響應(yīng)寬等特點，應(yīng)用極其廣泛。因為電阻變化率是ΔR/R=，所以Δl/l（應(yīng)變）==② 因如系題圖11所示為等強度梁測力系統(tǒng)，為電阻應(yīng)變片，應(yīng)變片靈敏度系數(shù)，未受應(yīng)變時，當試件受力時，應(yīng)變片承受平均應(yīng)變，求 （1）應(yīng)變片電阻變化量和電阻相對變化量。 應(yīng)變片產(chǎn)生溫度誤差的原因及減小或補償溫度誤差的方法是什么？解：電阻應(yīng)變片產(chǎn)生溫度誤差的原因：當測量現(xiàn)場環(huán)境溫度變化時，由于敏感柵溫度系數(shù)及柵絲與試件膨脹系數(shù)之差異性而給測量帶來了附加誤差。解：金屬應(yīng)變片由敏感柵、基片、覆蓋層和引線等部分組成。2）頻率響應(yīng)特性：傳感器對正弦輸入信號的響應(yīng)特性，稱為頻率響應(yīng)特性。1）傳感器的線性度是指傳感器的輸出與輸入之間數(shù)量關(guān)系的線性程度；2）傳感器的靈敏度S是指傳感器的輸出量增量Δy與引起輸出量增量Δy的輸入量增量Δx的比值；3）傳感器的遲滯是指傳感器在正（輸入量增大）反（輸入量減小）行程期間其輸出輸入特性曲線不重合的現(xiàn)象；4）傳感器的重復性是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變化時，所得特性曲線不一致的程度。如用于微型偵察機的CCD傳感器、用于管道爬壁機器人的力敏、視覺傳感器。
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