傳感器第四版唐文彥習(xí)題答案-文庫吧資料
2025-06-30 20:42本頁面
【正文】 所以：則：又因： 則有：Vopp=2Uom=解②因?yàn)椋簞t有：即有：所以：第七章 思考題與習(xí)題光電式傳感器常用光源有哪幾種，哪些光源可用作紅外光源？答：光電式傳感器常用光源有自然光源和人造光源，人造光源包括熱輻射光源、氣體放電光源、電致發(fā)光光源和激光光源。一個(gè)20pF的電容和一個(gè)100MΩ的電阻與極板相連。已知：ka=5pC/g，kq=50mV/pC，Vomax=2V求：amax=？解：因?yàn)椋?則有： 所以： 石英晶體壓電式傳感器，面積為1cm2，厚度為1mm，固定在兩金屬板之間，用來測量通過晶體兩面力的變化。已知：S=20 mm2，δ=10mm，P=10MPa，求：Q=？，V=？解：①∵ 而：∴ 又∵ 而：∴ 解②∵ 而：∴ 同上：又∵ 而：∴ 某壓電晶體的電容為1000pF。所以壓電傳感器不能測量靜態(tài)物理量。當(dāng)作用在壓電元件上的力是靜壓力（ω=0）時(shí)，前置放大器輸入電壓等于零。當(dāng)在某些電介質(zhì)的極化方向上施加電場，這些電介質(zhì)在一定方向上產(chǎn)生機(jī)械變形或機(jī)械壓力，當(dāng)外加電場散去，這些變形和應(yīng)力也隨之消失，此即稱為逆壓電效應(yīng)。其輸出為模擬信號(hào)，若要輸出數(shù)字信號(hào)需要附加處理電路，另外，磁電感應(yīng)式速度傳感器可以應(yīng)用于較高溫度的環(huán)境，工作溫度超過300度，而前者工作溫度范圍較小。另外它的信號(hào)處理電路通常也集成在一起封裝的，無需外加信號(hào)處理電路，提高了抗干擾能力，并且，大多數(shù)霍爾式速度傳感器輸出的是數(shù)字信號(hào)，所以它與數(shù)字邏輯、微機(jī)及PLC兼容?；魻柺剿俣葌鞲衅骱痛烹姼袘?yīng)式速度傳感器相比，各有哪些特點(diǎn)。答：因?yàn)榛魻栯妷簽椋?，若I一定，而使霍爾元件在一個(gè)沿空間均勻梯度的磁場中運(yùn)動(dòng)即：。t時(shí)，靈敏系數(shù)kHt；輸入電阻Ri0；輸出電阻ROt。T；求：UH=?；n=？解：如圖∵ ∴ 而：∴ n=試分析霍爾元件輸出接有負(fù)載RL時(shí)，利用恒壓源和輸入回路串聯(lián)電阻R進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)臈l件。T，試求其輸出霍爾電動(dòng)勢及載流子濃度。但它的轉(zhuǎn)換率較低，溫度影響大，在要求轉(zhuǎn)換精度較高時(shí)必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償。在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。缺點(diǎn)主要是它的工作頻率下限較高，約為50Hz，上限可達(dá)100kHz，所以它只適用于動(dòng)態(tài)量測量，不能測靜態(tài)量。為什么磁電感應(yīng)式傳感器在工作頻率較高時(shí)的靈敏度，會(huì)隨頻率增加而下降？答：由理論推到可得傳感器靈敏度與頻率關(guān)系是：當(dāng)振動(dòng)頻率低于傳感器固有頻率時(shí)，這種傳感器的靈敏度是隨振動(dòng)頻率變化；當(dāng)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)大于固有頻率時(shí)，傳感器的靈敏度基本上不隨振動(dòng)頻率而變化，而近似為常數(shù)；當(dāng)振動(dòng)頻率更高時(shí)，線圈阻抗增大，傳感器靈敏度隨振動(dòng)頻率增加而下降。如公式知，由于B的變化而產(chǎn)生測量誤差。某些磁電式速度傳感器中線圈骨架為什么采用鋁骨架？答：某些磁電式速度傳感器中線圈采用鋁骨架是因?yàn)榫€圈在磁路系統(tǒng)氣隙中運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋁骨架中感應(yīng)產(chǎn)生渦流，形成系統(tǒng)的電磁阻尼力，此阻尼起到衰減固有振動(dòng)和擴(kuò)展頻率響應(yīng)范圍的作用。求：k=?；U0=?解： ∵ 、 同理：則有：所以：則：第五章 思考題與習(xí)題簡述磁電感應(yīng)式傳感器的工作原理?！裱a(bǔ)充題：已知差動(dòng)式極距型電容傳感器，原始極距δ0=，極板直徑D=，采用電橋作轉(zhuǎn)換電路，傳感器兩電容分別串接R=，另兩臂為固定電容C=，電橋供電電壓為U=60V，頻率f=400Hz，求：①傳感器靈敏度；②動(dòng)極板位移△δ=10μm時(shí)，輸出電壓有效值為多大。她的核心部件是一個(gè)對(duì)被測量敏感的集成電容器。當(dāng)測量垂直方向上直線加速度時(shí)，傳感器的殼體2固定在被測振動(dòng)體上，振動(dòng)體的振動(dòng)使殼體相對(duì)質(zhì)量塊運(yùn)動(dòng)，因而與殼體固定在一起的兩固定極板5相對(duì)質(zhì)量塊4運(yùn)動(dòng)，致使上固定極板5與質(zhì)量塊4的A面組成的電容器Cx1以及下固定極板與質(zhì)量塊4的B面組成的電容器Cx2隨之改變，一個(gè)增大，一個(gè)減小，它們的差值正比于被測加速度，而實(shí)現(xiàn)測量加速度的目的。畫出電容式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，并說明其工作原理。由于屏蔽線上有隨傳感器輸出信號(hào)等大變化的電壓，因此稱為“驅(qū)動(dòng)電纜”。答：電容傳感器的等效電路為：其中：r：串聯(lián)電阻（引線、焊接點(diǎn)、板極等的等效電阻）；L：分布電感（引線、焊接點(diǎn)、板極結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的）；CP：引線電容（引線、焊接點(diǎn)、測量電路等形成的總寄生電容）C0：傳感器本身電容；Rg：漏電阻（極板間介質(zhì)漏電損耗極板與外界的漏電損耗電阻）低頻時(shí)等效電路和高頻時(shí)等效電路分別為圖（a）和圖(b)： 設(shè)計(jì)電容傳感器時(shí)主要應(yīng)考慮哪幾方面因素答：電容傳感器時(shí)主要應(yīng)考慮四個(gè)幾方面因素：(1)減小環(huán)境溫度濕度等變化所產(chǎn)生的影響，保證絕緣材料的絕緣性能；（2）消除和減小邊緣效應(yīng)；（3）減小和消除寄生電容的影響；（4）防止和減小外界干擾。（,）已知：b=4mm，δ=，ε0=10－12F/m求：（1）k=?；(2)若△a=2mm時(shí) △C=?。（2）采用差動(dòng)式，理論分析表明，差動(dòng)式電容傳感器的非線性得到很大改善，靈敏度也提高一倍。改善其非線性可以采用兩種方法。試比較渦流傳感器的幾種應(yīng)用電路的優(yōu)缺點(diǎn)？答：交流電橋電路：線性好、溫度穩(wěn)定性高，但存在零點(diǎn)殘余電壓問題及測量范圍較小；諧振電路：電路簡單，靈敏度高，但線性度差及范圍更??；正反饋電路：測量范圍較大，是電橋的2至3倍，但電路
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