傳感器技術(shù)第3版課后部分習題解答-文庫吧資料
2025-03-30 06:57本頁面
【正文】 下的電阻極小，而在高頻狀態(tài)下，它自身的寄生參數(shù)比如寄生電容，寄生電感就不得不考慮，長度變化后，這些參數(shù)也會跟著變化，進而影響高頻信號的質(zhì)量。43 為什么電容式傳感器的絕緣、屏蔽和電纜問題特別重要？如何解決？答：電容式傳感器由于受結(jié)構(gòu)與尺寸的限制，其電容量都很小，屬于小功率、高阻抗器，因此極易受外界干擾，尤其是受大于它幾倍、幾十倍的、且具有隨機性的電纜寄生電容的干擾，它與傳感器電容相并聯(lián)，嚴重影響傳感器的輸出特性，甚至會淹沒沒有用信號而不能使用。 采用差動式，可比單極式靈敏度提高一倍，且非線性誤差大為減小。可以用來測量紙張、絕緣薄膜等的厚度，也可用來測量糧食、紡織品、木材或煤等非導電固體物質(zhì)的濕度。在實際應用中，也采用差動式結(jié)構(gòu)，以提高靈敏度。這種傳感器的輸出特性呈線性。由于變極距型的分辨力極高，故在微位移檢測中應用最廣。第四章 習題441 電容式傳感器可分為哪幾類？各自的主要用途是什么？答：變極距型電容傳感器：差動式比單極式靈敏度提高一倍，且非線性誤差大為減小。當被測體為圓柱體時。被測物體表面有鍍層，鍍層的性質(zhì)和厚度不均勻也會影響精度，當測量轉(zhuǎn)動或移動的被測體時，這種不均勻?qū)⑿纬筛蓴_信號。313用反射式電渦流傳感器測量位移或振幅時對被測體要考慮哪些因素？為什么？答：被測體的電導率、磁導率對傳感器的靈敏度的影響。 金屬板材厚度的變化相當于線圈與金屬表面間距離的改變，根據(jù)輸出電壓的變化即可知線圈與金屬表 面間距離的變化，即板厚的變化。312 試從電渦流式傳感器的原理簡要說明它的各種應用。 311電源頻率波動對電感式傳感器的靈敏度有何影響？如何確定傳感器的電源頻率？答：變氣隙式自感式傳感器由鐵心線圈、銜鐵、測桿及彈簧等組成。還可采取穩(wěn)定激勵電流的方法。措施：其材料除滿足磁性能要求外，還應注意線膨脹系數(shù)的大小與匹配。39 造成自感式傳感器和差動變壓器溫度誤差的原因及其減小措施。如前述的相敏檢波電路，它能有效地消除基波正交分量與偶次諧波分量，減小奇次諧波分量，使傳感器零位電壓減至極小。措施：合理選擇磁性材料與激勵電流；一般常用方法是采用補償電路，其原理為： (1)串聯(lián)電阻消除基波零位電壓；(2)并聯(lián)電阻消除高次諧波零位電壓；(3)加并聯(lián)電容消除基波正交分量或高次諧波分量。 原因：零位電壓包含基波和高次諧波。37 電感傳感器產(chǎn)生零位電壓的原因和減小零位電壓的措施。答：相敏檢波電路，它能有效地消除基波正交分量與偶次諧波分量，減小奇次諧波分量，使傳感器零位電壓減至極小。.螺管式可測量幾納米到一米的位移，但靈敏度較前兩種低。變面積式靈敏度較低，但線性范圍較大，除E型與四極型外，還常做成八極、十六極型，一般可分辨零點幾角秒以下的微小角位移，線性范圍達177。因為傳感器存在并聯(lián)電容C,它會使得靈敏度提高，如果更換電纜，在較高的激勵頻率下總電容C會發(fā)生變化，從而對測量結(jié)果產(chǎn)生影響?；ジ惺絺鞲衅魇且环N線圈互感隨銜鐵位移變化的變磁阻式傳感器，初、次級間的互感隨銜鐵移動而變，且兩個次級繞組按差動方式工作，因此又稱為差動變壓器。答：絕大多數(shù)自感式傳感器都運用與電阻差動式類似的技術(shù)來改善性能，由兩單一式結(jié)構(gòu)對稱組合，構(gòu)成差動式自感傳感器。壓阻式傳感器廣泛采用全等臂差動橋路來提高輸出靈敏度，又可以部分消除阻值隨溫度變化的影響。缺點是電阻值和靈敏系數(shù)隨溫度穩(wěn)定性差，測量較大應變時非線性嚴重；靈敏系數(shù)隨受拉或壓而變，且分散度大，一般在（35）%，所以測量結(jié)果有177。212 何謂壓阻效應？擴散硅壓阻式傳感器與貼片型應變式傳感器相比有何優(yōu)缺點？如何克服？答：壓阻效應，半導體單晶硅、鍺等材料在外力的作用下電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。2）當輸入電壓為3V，有輸出電壓為2mV時的稱重量為：計算如下：由公式：代入各參數(shù)算F=1牛頓=；所以，F(xiàn)=。這樣當梁上受力時，RR4受拉伸力作用，阻值增大，RR3受壓，阻值減小，使差動輸出電壓成倍變化。1）懸臂梁上布片如圖220a所示。試問：（1）懸臂梁上如何布片？又如何接橋？為什么？（2）當輸入電壓為3V，有輸出電壓為2mV時的稱重量為多少？答：當力F作用在彈性臂梁自由端時，懸臂梁產(chǎn)生變形，在梁的上、下表面對稱位置上應變大小相當，極性相反，若分別粘貼應變片R1 、R4 和R2 、R3 ，并接成差動電橋，則電橋輸出
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