【文章內(nèi)容簡介】 ???40200040202050300302030200000000121221111dddddcdddddsdckdddddddsdddddddddddddsdddsdddsddsddsCCCe???????????????????????????????? ?????????? ?????? ?4020001dddddcdcke下頁 上頁 返回 圖庫 第 4章 ? 答：原理：由物理學(xué)知，兩個(gè)平行金屬極板組成的電容器。如果不考慮其邊緣效應(yīng)，其電容為 C=ε S/D 式中 ε 為兩個(gè)極板間介質(zhì)的介電常數(shù)， S為兩個(gè)極板對(duì)有效面積， D為兩個(gè)極板間的距離。由此式知，改變電容 C的方法有三： 其一為改變介質(zhì)的介電常數(shù)；其二為改變形成電容的有效面積；其三為改變各極板間的距離，而得到的電參數(shù)的輸出為電容值的增量 這就組成了電容式傳感器。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 4章 ? 類型：變極距型電容傳感器、變面積型電容傳感器、變介電常數(shù)型電容傳感器。 電容傳感器可用來測量直線位移、角位移、振動(dòng)振幅。尤其適合測溫、高頻振動(dòng)振幅、精密軸系回轉(zhuǎn)精度、加速度等機(jī)械量。還可用來測量壓力、差壓力、液位、料面、糧食中的水分含量、非金屬材料的涂層、油膜厚度、測量電介質(zhì)的濕度、密度、厚度等 C?下頁 上頁 返回 圖庫 第 4章 ? 答：可選用差分式電容壓力傳感器，通過測量筒內(nèi)水的重力，來控制注水?dāng)?shù)量?；蛘哌x用應(yīng)變片式液徑傳感器。 ? 答：①優(yōu)點(diǎn)： a溫度穩(wěn)定性好 b結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性強(qiáng) c動(dòng)響應(yīng)好 ②缺點(diǎn)： a可以實(shí)現(xiàn)非接觸測量，具有平均效應(yīng) b輸出阻抗高、負(fù)載能力差 c寄生電容影響大 下頁 上頁 返回 圖庫 第 4章 ? ③ 輸出特性非線性： 電容傳感器作為頻響寬、應(yīng)用廣、非接觸測量的一種傳感器，在位移、壓力、厚度、物位、濕度、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、流量及成分分析的測量等方面得到了廣泛的應(yīng)用。 使用時(shí)要注意保護(hù)絕緣材料的的絕緣性能；消除和減小邊緣效應(yīng)；消除和減小寄生電容的影響；防止和減小外界的干擾。 ? 解： 下頁 上頁 ? ?? ? ??????????? xwddwxl C 1020212120 ?????下頁上頁返回 圖庫 第 4章 ? 略 ? 答：工作原理：假設(shè)傳感器處于初始狀態(tài)，即 且 A點(diǎn)為高電平，即 Ua=U。 而 B點(diǎn)為低電平，即 Ub=0 差分脈沖調(diào)寬型電路的特點(diǎn)就在于它的線性變換特性。 021 CCC xx ??下頁 上頁 返回 圖庫 第 5章 ? 答：磁電式傳感器是通過磁電作用將被測量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的一種傳感器。 電感式傳感器是利用線圈自感或互感的變化來測量的一種裝置。 磁電式傳感器具有頻響寬、動(dòng)態(tài)范圍大的特點(diǎn)。而電感式傳感器存在交流零位信號(hào)，不宜于高頻動(dòng)態(tài)信號(hào)檢測；其響應(yīng)速度較慢，也不宜做快速動(dòng)態(tài)測量。 磁電式傳感器測量的物理參數(shù)有：磁場、電流、位移、壓力、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 5章 ? 答：霍爾組件可測量磁場、電流、位移、壓力、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速等。 霍爾組件的不等位電勢是霍爾組件在額定控制電流作用下，在無外加磁場時(shí)，兩輸出電極之間的空載電勢，可用輸出的電壓表示。 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。 b電橋補(bǔ)償法 下頁 上頁 返回 圖庫 第 5章 ? 答：一塊長為 l、寬為 d的半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁場（磁場方向垂直于薄片）中，當(dāng)有電流 I流過時(shí)，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢 Uh。這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)?；魻柦M件多用 N型半導(dǎo)體材料，且比較薄。 霍爾式傳感器轉(zhuǎn)換效率較低，受溫度影響大，但其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、堅(jiān)固、頻率響應(yīng)寬、動(dòng)態(tài)范圍（輸出電勢變化）大、無觸點(diǎn)，使用壽命長、可靠性高、易微型化和集成電路化，因此在測量技術(shù)、自動(dòng)控制、電磁測量、計(jì)算裝置以及現(xiàn)代軍事技術(shù)等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 6章 ? 答：某些電介質(zhì)在沿一定的方向受到外力的作用變形時(shí)，由于內(nèi)部電極化現(xiàn)象同時(shí)在兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；而當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷的極性隨著改變。晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。反之，如對(duì)晶體施加一定變電場，晶體本身將產(chǎn)生機(jī)械變形，外電場撤離，變形也隨之消失，稱為逆壓電效應(yīng)。 壓電材料有：石英晶體、一系列單晶硅、多晶陶瓷、有機(jī)高分子聚合材料 下頁 上頁 返回 圖庫 第 6章 ? 結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)： 在壓電式傳感器中，為了提高靈敏度，往往采用多片壓電芯片構(gòu)成一個(gè)壓電組件。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。 使用時(shí)，兩片壓電芯片上必須有一定的預(yù)緊力，以保證壓電組件在工作中始終受到壓力作用，同時(shí)可消除兩片壓電芯片因接觸不良而引起的非線性誤差，保證輸出信號(hào)與輸入作用力間的線性關(guān)系 下頁 上頁 返回 圖庫 第 6章 ? 因此需要測量電路具有無限大的輸入阻抗。但實(shí)際上這是不可能的，所以壓電傳感器不宜作靜態(tài)測量，只能在其上加交變力，電荷才能不斷得到補(bǔ)充，并給測量電路一定的電流。故壓電傳感器只能作動(dòng)態(tài)測量。 ? 答：如作用在壓電組件上的力是靜態(tài)力，則電荷會(huì)泄露，無法進(jìn)行測量。所以壓電傳感器通常都用來測量動(dòng)態(tài)或瞬態(tài)參量。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 6章 ? 答：石英晶體整個(gè)晶體是中性的，受外力作用而變形時(shí)，沒有體積變形壓電效應(yīng)，但它具有良好的厚度變形和長度變形壓電效應(yīng)。壓電陶瓷是一種多晶鐵電體。原始的壓電陶瓷材料并不具有壓電性，必須在一定溫度下做極化處理，才能使其呈現(xiàn)出壓電性。所謂極化，就是以強(qiáng)電場使 “ 電疇 ” 規(guī)則排列，而電疇在極化電場除去后基本保持不變，留下了很強(qiáng)的剩余極化。 當(dāng)極化后的鐵電體受到外力作用時(shí)，其剩余極化強(qiáng)度將隨之發(fā)生變化，從而使一定表面分別產(chǎn)生正負(fù)電荷。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 6章 ? 在極化方向上壓電效應(yīng)最明顯。鐵電體的參數(shù)也會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化 — 老化，鐵電體老化將使壓電效應(yīng)減弱。 ? 答：基本考慮點(diǎn)是如何更好的改變傳感器的頻率特性，以使傳感器能用于更廣泛的領(lǐng)域。 ? 略 下頁 上頁 返回 圖庫 第 7章 ? 答：當(dāng)用光照射物體時(shí)，物體受到一連串具有能量的光子的轟擊，于是物體材料中的電子吸收光子能量而發(fā)生相應(yīng)的電效應(yīng)（如電阻率變化、發(fā)射電子或產(chǎn)生電動(dòng)勢等）。這種現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。 ? 答：①吸收性損耗：吸收損耗與組成光纖的材料的中子受激和分子共振有關(guān)，當(dāng)光的頻率與分子的振動(dòng)頻率接近或相等時(shí)，會(huì)發(fā)生共振，并大量吸收光能量，引起能量損耗。 ②散射性損耗：是由于材料密度的微觀變化、成 下頁 上頁 返回 圖庫 第 7章 ? 分起伏，以及在制造過程中產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)上的不均勻性或缺陷引起。一部分光就會(huì)散射到各個(gè)方向去，不能傳輸?shù)浇K點(diǎn)，從而造成散射性損耗。 ③輻射性損耗：當(dāng)光纖受到具有一定曲率半徑的彎曲時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生輻射磁粒。 a彎曲半徑比光纖直徑大很多的彎曲 b微彎曲：當(dāng)把光纖組合成光纜時(shí)，可能使光纖的軸線產(chǎn)生隨機(jī)性的微曲。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 7章 ? 答：光導(dǎo)纖維工作的基礎(chǔ)是光的全內(nèi)反射，當(dāng)射入的光線的入射角大于纖維包層間的臨界角時(shí)，就會(huì)在光纖的接口上產(chǎn)生全內(nèi)反射，并在光纖內(nèi)部以后的角度反復(fù)逐次反射，直至傳遞到另一端面。 優(yōu)點(diǎn)： a具有優(yōu)良的傳旋光性能，傳導(dǎo)損耗小 b頻帶寬，可進(jìn)行超高速測量，靈敏度和線性度好 c能在惡劣的環(huán)境下工作，能進(jìn)行遠(yuǎn)距離信號(hào)的傳送 下頁 上頁 返回 圖庫 第 7章 ? 功能型光纖傳感器其光纖不僅作為光傳播的波導(dǎo)，而且具有測量的功能。它可以利用外界物理因素改變光纖中光的強(qiáng)度、相位、偏振態(tài)或波長，從而對(duì)外界因素進(jìn)行測量和數(shù)據(jù)傳輸。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 7章 ? 答： CCD是一種半導(dǎo)體器件，在 N型或 P型硅襯底上生長一層很薄的 SiO2，再在 SiO2薄層上依次序沉積金屬電極，這