傳感器與檢測(cè)技術(shù)胡向東-第2版習(xí)題解答-wenkub.com
2025-03-21 06:57 本頁(yè)面
【正文】 解：用穩(wěn)頻晶振產(chǎn)生的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)來(lái)測(cè)量時(shí)間間隔的計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)，有利于自動(dòng)測(cè)量。前者在波導(dǎo)管與敞開(kāi)的空間之間起匹配作用，有利于獲得最大能量輸出；后者類(lèi)似凹面鏡產(chǎn)生平行光，有利于改善微波發(fā)射的方向性。小型微波振蕩器也可采用體效應(yīng)管。指示光柵上莫爾條紋移動(dòng)了15條，對(duì)應(yīng)的光柵也就移動(dòng)了15個(gè)柵距，即被測(cè)線(xiàn)位移為△x=15=(3) 光柵運(yùn)動(dòng)速度與光敏二極管的響應(yīng)時(shí)間成反比，即所以最大允許速度為10m/s第10章 輻射與波式傳感器 試分析微波傳感器的主要組成及其各自的功能。碼盤(pán)周長(zhǎng)為=*256=，≈ 設(shè)某循環(huán)碼盤(pán)的初始位置為“0000”，利用該循環(huán)碼盤(pán)測(cè)得結(jié)果為“0110”，其實(shí)際轉(zhuǎn)過(guò)的角度是多少？解：基于二進(jìn)制碼得到循環(huán)碼的轉(zhuǎn)換關(guān)系為，相應(yīng)地，循環(huán)碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼的方法為。光生伏特效應(yīng)是指光照在半導(dǎo)體中激發(fā)出的光電子和空穴在空間分開(kāi)而產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象，是將光能變?yōu)殡娔艿囊环N效應(yīng)。內(nèi)光電效應(yīng)是指物體受到光照后所產(chǎn)生的光電子只在物體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)逸出物體的現(xiàn)象。 某熱敏電阻，其B值為2900K，若冰點(diǎn)電阻為500kΩ，求該熱敏電阻在100℃時(shí)的阻抗。三線(xiàn)制的特點(diǎn)是可較好地減小引線(xiàn)電阻的影響。 試分析三線(xiàn)制和四線(xiàn)制接法在熱電阻測(cè)量中的原理及其不同特點(diǎn)。解：=800℃ 使用K型熱電偶，參考端溫度為0℃，測(cè)量熱端溫度為30℃和900℃時(shí)。解：由0℃時(shí)電阻值為100Ω，可知該鉑電阻溫度計(jì)為分度號(hào)為的鉑熱電阻，根據(jù)100℃時(shí)的電阻值為139Ω，進(jìn)一步確定為分度號(hào)為的鉑熱電阻。均質(zhì)導(dǎo)體定律有助于檢驗(yàn)兩個(gè)熱電極材料成分是否相同及熱電極材料的均勻性。熱電偶的長(zhǎng)度不夠時(shí)，可根據(jù)中間溫度定律選用適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償線(xiàn)路。 什么是中間導(dǎo)體定律、中間溫度定律、標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)體定律、均質(zhì)導(dǎo)體定律？答：① 中間導(dǎo)體定律熱電偶測(cè)溫時(shí)，若在回路中插入中間導(dǎo)體，只要中間導(dǎo)體兩端的溫度相同，則對(duì)熱電偶回路總的熱電勢(shì)不產(chǎn)生影響。 某霍爾元件尺寸（、），沿方向通以電流I=，在垂直面加有均勻磁場(chǎng)B=，傳感器的靈敏度系數(shù)為22V/，求其輸出的霍爾電動(dòng)勢(shì)和載流子濃度。② 霍爾電勢(shì) 霍爾電勢(shì)與霍爾電場(chǎng)EH、載流導(dǎo)體或半導(dǎo)體的寬度b、載流導(dǎo)體或半導(dǎo)體的厚度d、電子平均運(yùn)動(dòng)速度v、磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I 有關(guān)。反之，如對(duì)石英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(chēng)為逆壓電效應(yīng)。沿該方向受力產(chǎn)生的壓電效應(yīng)稱(chēng)為“橫向壓電效應(yīng)”。石英晶體是各向異性材料，不同晶向具有各異的物理特性，用x、y、z軸來(lái)描述。，其傳感器的圓形極板半徑 r=4mm，工作初始間隙d=，問(wèn)：(1) 工作時(shí)，如果傳感器與工件的間隙變化量Δd=2μm 時(shí)，電容變化量為多少?(2) 如果測(cè)量電路的靈敏度S1=100mV/pF，讀數(shù)儀表的靈敏度S2=5格/mV，在Δd=2μm 時(shí)，讀數(shù)儀表的示值變化多少格?解： (1)，間隙增大，間隙縮小，(2)第6章 壓電式傳感器 什么是壓電效應(yīng)？什么是逆壓電效應(yīng)？答：① 正壓電效應(yīng)就是對(duì)某些電介質(zhì)沿一定方向施以外力使其變形時(shí)，其內(nèi)部將產(chǎn)生極化現(xiàn)象而使其出現(xiàn)電荷集聚的現(xiàn)象。 ，設(shè)δ=d=1mm，極板為正方形（邊長(zhǎng)50mm）。其它參數(shù)如圖所示。解：① 電阻應(yīng)變片式傳感器解決此問(wèn)題的方法參見(jiàn)P48圖318所示的電阻式液體重量傳感器，當(dāng)注水達(dá)到桶容量的80%時(shí)，也就是位于感壓膜上的液體高度達(dá)到桶高4m的對(duì)應(yīng)位置時(shí)，輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)的電壓，通過(guò)一個(gè)電壓比較器就可以在液位達(dá)到4m時(shí)輸出一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，關(guān)閉閥門(mén)，停止注水。第5章 電容式傳感器 有一個(gè)以空氣為介質(zhì)的變面積型平板電容傳感器如下圖所示，其中a=10mm，b=16mm，兩極板間距為。由圖可知：無(wú)論兩個(gè)二次繞組的輸出瞬時(shí)電壓極性如何，流經(jīng)電容的電流方向總是從2端到4端，流經(jīng)電容的電流方向總是從6端到8端，所以整流電路的輸出電壓為當(dāng)銜鐵位于中間位置時(shí)，故輸出電壓=0；當(dāng)銜鐵位于零位以上時(shí)，則；當(dāng)銜鐵位于零位以下時(shí)，則有。解：(1) R3=R4=R=40Ω(2) 單臂電橋 引起零點(diǎn)殘余電壓的原因是什么？如何消除零點(diǎn)殘余電壓？答：零點(diǎn)殘余電壓的產(chǎn)生原因：①（線(xiàn)圈）傳感器的兩個(gè)二次繞組的電氣參數(shù)和幾何尺寸不對(duì)稱(chēng)，導(dǎo)致它們產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)幅值不等、相位不同，構(gòu)成了零點(diǎn)殘余電壓的基波；②（鐵心）由于磁性材料磁化曲線(xiàn)的非線(xiàn)性（磁飽和、磁滯），產(chǎn)生了零點(diǎn)殘余電壓的高次諧波（主要是三次諧波）；③（電源）勵(lì)磁電壓本身含高次諧波。若將其做成差動(dòng)結(jié)構(gòu)，靈敏度將如何變化？解：, 所以。求：(1) 鋼柱受拉力作用時(shí)應(yīng)變片電阻的變化量和相對(duì)變化量；(2) 若應(yīng)變片沿鋼柱圓周方向粘貼，受同樣拉力作用時(shí)應(yīng)變片電阻的相對(duì)變化量。解：(1)(2) 圓桶截面積：應(yīng)變片4感受縱向應(yīng)變；應(yīng)變片8感受周向應(yīng)變；滿(mǎn)量程時(shí)：由電阻應(yīng)變片靈敏度公式得，由應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系，及應(yīng)力與受力面積的關(guān)系，得，(3) 圖35中，設(shè)負(fù)載電阻為無(wú)窮大（開(kāi)路），
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