《現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)及儀表》第2版習(xí)題解答(孫傳友編)

1、嚴(yán)正聲明：孫傳友是高等教育出版社出版的現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)及儀表第1版和第2版教材及其習(xí)題解答的唯一著作權(quán)人。該教材的習(xí)題解答僅供讀者和網(wǎng)友下載閱讀。任何其他人將該習(xí)題解答的內(nèi)容冠以其他文檔名稱以自的己名義在任何網(wǎng)站發(fā)布，都侵犯了作者的著作權(quán)，如不自行刪除，必將承擔(dān)侵權(quán)的后果和法律責(zé)任?，F(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)及儀表第2版習(xí)題解答孫傳友 編第1章 1-1答：錢學(xué)森院士對(duì)新技術(shù)革命的論述中說：“新技術(shù)革命的關(guān)鍵技術(shù)是信息技術(shù)。信息技術(shù)由測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)三部分組成。測(cè)量技術(shù)則是關(guān)鍵和基礎(chǔ)”。如果沒有儀器儀表作為測(cè)量的工具，就不能獲取生產(chǎn)、科學(xué)、環(huán)境、社會(huì)等領(lǐng)域中全方位的信息，進(jìn)入信息時(shí)代將是不可能的。因

2、此可以說，儀器技術(shù)是信息的源頭技術(shù)。儀器工業(yè)是信息工業(yè)的重要組成部分。1-2答：同非電的方法相比，電測(cè)法具有無可比擬的優(yōu)越性：1、便于采用電子技術(shù)，用放大和衰減的辦法靈活地改變測(cè)量?jī)x器的靈敏度，從而大大擴(kuò)展儀器的測(cè)量幅值范圍(量程)。2、電子測(cè)量?jī)x器具有極小的慣性，既能測(cè)量緩慢變化的量，也可測(cè)量快速變化的量，因此采用電測(cè)技術(shù)將具有很寬的測(cè)量頻率范圍(頻帶)。3、把非電量變成電信號(hào)后，便于遠(yuǎn)距離傳送和控制，這樣就可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的自動(dòng)測(cè)量。4、把非電量轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(hào)，不僅能實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果的數(shù)字顯示，而且更重要的是能與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，便于用計(jì)算機(jī)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)測(cè)量的微機(jī)化和智能化。1-3答

3、：各類儀器儀表都是人類獲取信息的手段和工具。盡管各種儀器儀表的型號(hào)、原理和用途不同，但都由三大必要的部分組成：信息獲取部分、信息處理部分、信息顯示部分。從“硬件”方面來看，如果把常見的各類儀器儀表“化整為零”地解剖開來，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)它們內(nèi)部組成模塊大多是相同的。從“軟件”方面來看，如果把各個(gè)模塊“化零為整”地組裝起來，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)它們的整機(jī)原理、總體設(shè)計(jì)思想、主要的軟件算法也是大體相近的。這就是說，常見的各類儀器儀表盡管用途、名稱型號(hào)、性能各不相同，但它們有很多的共性，而且共性和個(gè)性相比，共性是主要的，它們共同的理論基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)質(zhì)就是“檢測(cè)技術(shù)”。常見的各類儀器儀表只不過是作為其“共同基礎(chǔ)”的

4、“檢測(cè)技術(shù)”與各個(gè)具體應(yīng)用領(lǐng)域的“特殊要求”相結(jié)合的產(chǎn)物。1-4答：“能把外界非電信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出的器件或裝置”或“能把非電量轉(zhuǎn)換成電量的器件或裝置”叫做傳感器。能把被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換為傳感器能夠接受和轉(zhuǎn)換的非電量(即可用非電量)的裝置或器件，叫做敏感器。如果把傳感器稱為變換器，那么敏感器則可稱作預(yù)變換器。敏感器與傳感器雖然都是對(duì)被測(cè)非電量進(jìn)行轉(zhuǎn)換，但敏感器是把被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換為可用非電量，而不是象傳感器那樣把非電量轉(zhuǎn)換成電量。1-5答：目前，國內(nèi)常規(guī)（常用）的檢測(cè)儀表與系統(tǒng)按照終端部分的不同，可分為以下三種類型：1、普通模擬式檢測(cè)儀表基本上由模擬傳感器、模擬測(cè)量電路、和模擬顯示器三部分組成，如

5、題1-5圖1所示。題1-5圖12、普通數(shù)字式檢測(cè)儀表基本上由模擬傳感器、模擬測(cè)量電路、和數(shù)字顯示器三部分組成，如題1-5圖2所示。按照顯示數(shù)字產(chǎn)生的方式，普通數(shù)字式檢測(cè)儀表又可分為模數(shù)轉(zhuǎn)換式和脈沖計(jì)數(shù)式兩種類型。題1-5圖23、微機(jī)化檢測(cè)儀表其簡(jiǎn)化框圖題1-5圖3所示。微機(jī)化檢測(cè)儀表通常為多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能巡回檢測(cè)多個(gè)測(cè)量點(diǎn)或多種被測(cè)參數(shù)的靜態(tài)量或動(dòng)態(tài)量。每個(gè)測(cè)量對(duì)象都通過一路傳感器和測(cè)量通道與微機(jī)相連，測(cè)量通道由模擬測(cè)量電路（又稱信號(hào)調(diào)理電路）和數(shù)字測(cè)量電路（又稱數(shù)據(jù)采集電路）組成。傳感器將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換成電量，測(cè)量通道對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行信號(hào)調(diào)理和數(shù)據(jù)采集，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送入微機(jī)進(jìn)行必要的

6、處理后，由顯示器顯示出來，并由記錄器記錄下來。在某些對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)的場(chǎng)合，如果被測(cè)參數(shù)超過規(guī)定的限度時(shí)，微機(jī)還將及時(shí)地起動(dòng)報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。題1-5圖3第2章2-1 解：靈敏度為。2-2 求：(1)測(cè)溫系統(tǒng)的總靈敏度；(2)記錄儀筆尖位移4cm時(shí)，所對(duì)應(yīng)的溫度變化值。 解：（1）測(cè)溫系統(tǒng)的總靈敏度為 cm/（2）記錄儀筆尖位移4cm時(shí)，所對(duì)應(yīng)的溫度變化值為:2-3 解：據(jù)公式（）解此方程得2-4 解：據(jù)公式（2-1-18），二階傳感器的幅頻特性為：。當(dāng)時(shí)，無幅值誤差。當(dāng)時(shí)，一般不等于1，即出現(xiàn)幅值誤差。由題意知，要確定滿足也就是滿足的傳感器工作頻率范圍。解方程，得；解方程，得，。由于，根

7、據(jù)二階傳感器的特性曲線可知，上面三個(gè)解確定了兩個(gè)頻段，即0和。前者在特征曲線的諧振峰左側(cè)，后者在特征曲線的諧振峰右側(cè)。對(duì)于后者，盡管在該頻段內(nèi)也有幅值誤差不大于3，但是該頻段的相頻特性很差而通常不被采用。所以，只有0頻段為有用頻段。由可得，即工作頻率范圍為0。2-5 解：據(jù)題意知，阻尼比，代入公式（）得幅頻特性為，故測(cè)量頻率為600Hz時(shí)幅值比為據(jù)公式（）得相位差為同理可得測(cè)量頻率為400Hz時(shí)幅值比和相位差分別為0.99和33.72-6解： 按式（2-3-6)求此電流表的最大引用誤差 2.01.5即該表的基本誤差超出1.5級(jí)表的允許值。所以該表的精度不合格。但該表最大引用誤差小于2.5級(jí)表的

8、允許值，若其它性能合格可降作2.5級(jí)表使用。2-7 解：據(jù)公式（23）計(jì)算，用四種表進(jìn)行測(cè)量可能產(chǎn)生的最大絕對(duì)誤差分別為：A表%=1.5%V=0.45VB表%=1.5%V=0.75VC表%=1.0%V=0.50VD表%=0.2%V=0.72V四者比較可見，選用A表進(jìn)行測(cè)量所產(chǎn)生的測(cè)量誤差較小。第3章3-1答：線繞式電位器的電阻器是由電阻系數(shù)很高的極細(xì)的絕緣導(dǎo)線，整齊地繞在一個(gè)絕緣骨架上制成的。在電阻器與電刷相接觸的部分，導(dǎo)線表面的絕緣層被去掉并拋光，使兩者在相對(duì)滑動(dòng)過程中保持可靠地接觸和導(dǎo)電。電刷滑過一匝線圈，電阻就增加或減小一匝線圈的電阻值。因此電位器的電阻隨電刷位移呈階梯狀變化。只要精確設(shè)

9、計(jì)絕緣骨架尺寸按一定規(guī)律變化，如圖3-1-2(b)所示，就可使位移電阻特性呈現(xiàn)所需要的非線性曲線形狀。由31-2(a)可見，只有當(dāng)電刷的位移大于相鄰兩匝線圈的間距時(shí)，線繞式電位器的電阻才會(huì)變化一個(gè)臺(tái)階。而非線繞式電位器電刷是在電阻膜上滑動(dòng)，電阻呈連續(xù)變化，因此線繞式電位器分辨力比非線繞式電位器低。3-2 解：據(jù)公式（3-1-4），對(duì)于空載電位器，其輸出電壓與輸入位移呈線性關(guān)系，由上式可見，電位器靈敏度的提高幾乎是完全依靠增加電源電壓來得到。但是電源電壓不可能任意增加，它是由電位器線圈的細(xì)電阻絲允許的最大消耗功率P決定的。所以，允許的電源電壓為 由題意知，L=4mm，x=1.2mm，代人公式（3

10、-1-4）計(jì)算得，電位器空載輸出電壓為 3-3 答：應(yīng)變片的靈敏系數(shù)k是指應(yīng)變片的阻值相對(duì)變化與試件表面上安裝應(yīng)變片區(qū)域的軸向應(yīng)變之比，而應(yīng)變電阻材料的應(yīng)變靈敏系數(shù)k0是指應(yīng)變電阻材料的阻值的相對(duì)變化與應(yīng)變電阻材料的應(yīng)變之比。實(shí)驗(yàn)表明：kk0，究其原因除了黏結(jié)層傳遞應(yīng)變有損失外，另一重要原因是存在橫向效應(yīng)的緣故。應(yīng)變片的敏感柵通常由多條軸向縱柵和圓弧橫柵組成。當(dāng)試件承受單向應(yīng)力時(shí)，其表面處于平面應(yīng)變狀態(tài)，即軸向拉伸x和橫向收縮y。粘貼在試件表面的應(yīng)變片，其縱柵承受x電阻增加，而橫柵承受y電阻卻減小。由于存在這種橫向效應(yīng)，從而引起總的電阻變化為，按照定義，應(yīng)變片的靈敏系數(shù)為，因，橫向效應(yīng)系數(shù)，故

11、。3-4解：應(yīng)變片用導(dǎo)線連接到測(cè)量系統(tǒng)的前后，應(yīng)變片的應(yīng)變量相同，都為 應(yīng)變片用導(dǎo)線連接到測(cè)量系統(tǒng)后，導(dǎo)線電阻將使應(yīng)變電阻的相對(duì)變化減小，從而使應(yīng)變片的靈敏度降低為 3-5 解：將題中給出的參數(shù)值，代人書上的公式（3-1-23），計(jì)算得由溫度變化引起的附加電阻相對(duì)變化為：。折合成附加應(yīng)變?yōu)椤?-6 解：由題知 W（100）=R100 /R0 =1.42，代入公式（3-1-26），計(jì)算得電阻溫度系數(shù)為當(dāng)溫度為50時(shí)，代入公式（3-1-26）計(jì)算得，此時(shí)的電阻值為 當(dāng)Rt=92W時(shí)，代入公式（3-1-26）計(jì)算得，此時(shí)的溫度值為 3-7 解：T0 =0=273K，R0 =500kW；T=100=3

12、73K，代人公式（3-1-30）計(jì)算得熱敏電阻的阻值為3-8答：采用金屬材料制作的電阻式溫度傳感器稱為金屬熱電阻，簡(jiǎn)稱熱電阻。一般說來，金屬的電阻率隨溫度的升高而升高，從而使金屬的電阻也隨溫度的升高而升高。因此金屬熱電阻的電阻溫度系數(shù)為正值。采用半導(dǎo)體材料制作的電阻式溫度傳感器稱為半導(dǎo)體熱敏電阻，簡(jiǎn)稱熱敏電阻。按其電阻溫度特性，可分為三類：(1)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)；(2)正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)；(3)臨界溫度系數(shù)熱敏電阻(CTC)。因?yàn)樵跍囟葴y(cè)量中使用最多的是NTC型熱敏電阻，所以，通常所說的熱敏電阻一般指負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。3-9 答：題3-9圖是日本生產(chǎn)的某電冰箱溫控電路。

13、該電冰箱的溫控范圍由窗口 題3-9圖比較器的窗口電壓和決定。調(diào)節(jié)電位器可調(diào)整。圖中為熱敏電阻，當(dāng)溫度上升時(shí)，減小，升高。當(dāng)冰箱內(nèi)溫度時(shí)，窗口比較器使RS觸發(fā)器的S端為低電平，R端為高電平，Q輸出端為高電平，晶體管導(dǎo)通，繼電器J線圈通電而動(dòng)作，繼電器常開觸點(diǎn)閉合，電冰箱壓縮機(jī)啟動(dòng)制冷。冰箱內(nèi)溫度降低。當(dāng)冰箱內(nèi)溫度時(shí)，窗口比較器使RS觸發(fā)器的S端為高電平，R端為低電平，Q輸出端為低電平，晶體管截止，繼電器線圈失電而動(dòng)作，繼電器常開觸點(diǎn)復(fù)位，電冰箱壓縮機(jī)停機(jī)。當(dāng)冰箱內(nèi)溫度時(shí)，窗口比較器使RS觸發(fā)器的S端和R端均為高電平，RS觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變，壓縮機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)或繼續(xù)停機(jī)。 3-10答：氣敏電阻是利用

14、半導(dǎo)體陶瓷與氣體接觸而電阻發(fā)生變化的效應(yīng)制成的氣敏元件。氣敏電阻都附有加熱器，以便燒掉附著在探測(cè)部位處的油霧、塵埃，同時(shí)加速氣體的吸附，從而提高元件的靈敏度和響應(yīng)速度。半導(dǎo)瓷氣敏電阻元件一般要加熱到200400，元件在加熱開始時(shí)阻值急劇地下降，然后上升，一般經(jīng)210分鐘才達(dá)到穩(wěn)定，稱之為初始穩(wěn)定狀態(tài)，元件只有在達(dá)到初始穩(wěn)定狀態(tài)后才可用于氣體檢測(cè)。3-11 答：下圖為一個(gè)簡(jiǎn)易的家用有害氣體報(bào)警電路。圖中變壓器次級(jí)繞組為氣敏電阻QM-N6提供加熱器電源。變壓器初級(jí)中心抽頭產(chǎn)生的110V交流電壓，加到由1k電位器、氣敏電阻和蜂鳴器串聯(lián)組成的測(cè)量電路。當(dāng)CO等還原性有害氣體的濃度上升時(shí)，氣敏電阻減小，

15、流過蜂鳴器的電流增大，當(dāng)有害氣體的濃度使蜂鳴器的電流增大到一定值時(shí)，蜂鳴器就鳴叫報(bào)警。調(diào)整電位器可調(diào)整蜂鳴器靈敏度，即產(chǎn)生報(bào)警的有害氣體最低濃度。圖中氖燈LD用作電源指示。為防止意外短路，變壓器初級(jí)安裝了0.5A的保險(xiǎn)絲。3-12解：圖3-1-18中電表為電流表，其中電流為： （為電流表滿量程）為負(fù)特性濕敏電阻。濕度。濕度測(cè)量范圍 RH RH，Rd為濕度 RH時(shí)RX的值，因要求即，所以增大可減小，即擴(kuò)大測(cè)濕量程 RH。3-13答：測(cè)濕電路通常為濕敏電阻構(gòu)成的電橋電路。如果采用直流電源供電，濕敏電阻體在工作過程中會(huì)出現(xiàn)離子的定向遷移和積累，致使元件失效或性能降低，因此所有濕敏電阻的供電電源都必須

16、是交流或換向直流(注意：不是脈動(dòng)直流)。3-14 答：溫度變化時(shí)，電阻應(yīng)變片的電阻也會(huì)變化，而且，由溫度所引起的電阻變化與試件應(yīng)變所造成的電阻變化幾乎具有相同數(shù)量級(jí)，如果不采取溫度補(bǔ)償措施，就會(huì)錯(cuò)誤地把溫度引起的電阻變化當(dāng)作應(yīng)變引起的電阻變化，即產(chǎn)生“虛假視應(yīng)變”。把兩個(gè)承受相同應(yīng)變的應(yīng)變片接入電橋的相對(duì)兩臂，并不能補(bǔ)償溫度誤差。從表3-1-1所列圖3-（b）計(jì)算公式可知，電橋輸出電壓為，由此可見，溫度引起的電阻變化也影響電橋輸出電壓，此時(shí)，從電橋輸出電壓測(cè)出的應(yīng)變并不是真實(shí)應(yīng)變，而是，其中包含有虛假視應(yīng)變即溫度誤差。3-15 解：一個(gè)應(yīng)變片接入等臂電橋，屬于單臂工作的情況，將（3-1-19）

17、式代入（3-1-36）式得 （1）由上式可見，電源電壓越高，輸出電壓越大，但是電源電壓受應(yīng)變片允許電流的限制，由題意知，應(yīng)變片允許工作電流是15mA，因此激勵(lì)電源電壓應(yīng)選為 代入（1）式計(jì)算得，電橋輸出電壓為5mV時(shí)鋼制試件上應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?3-16 答：據(jù)公式（3）圖3-2-1（c）所示電容傳感器的初始電容為如果空氣隙減小了，則電容值變?yōu)殡p層介質(zhì)差動(dòng)式變極距型電容傳感器的電容與動(dòng)極板位移的關(guān)系式為 題3-17圖 3-17 答：題3-17圖所示為變介質(zhì)式電容傳感器，設(shè)極板寬為，長為。極板間無介質(zhì)塊時(shí)的電容為，極板間有介質(zhì)塊時(shí)的電容為，上式表明傳感器電容與介質(zhì)塊位移x成線性關(guān)系。3-18題3-1

18、8圖解：由題3-18圖和題中參數(shù)可求得初始電容 C1=C2=C0=eS/d=e0pr2/d0 變壓器電橋輸出端電壓 其中Z1 ,Z2 分別為差動(dòng)電容傳感器C1 ,C2 的阻抗.，將公式（3-2-9）代入上式計(jì)算得 3-19答：自感傳感器有三種類型：變氣隙式、變面積式和螺管式。變氣隙式靈敏度最高，螺管式靈敏度最低。變氣隙式的主要缺點(diǎn)是：非線性嚴(yán)重，為了限制非線性誤差，示值范圍只能較??；它的自由行程受鐵心限制，制造裝配困難。變面積式和螺管式的優(yōu)點(diǎn)是具有較好的線性，因而示值范圍可取大些，自由行程可按需要安排，制造裝配也較方便。此外，螺管式與變面積式相比，批量生產(chǎn)中的互換性好。由于具備上述優(yōu)點(diǎn)，而靈敏

19、度低的問題可在放大電路方面加以解決，因此目前螺管型自感傳感器的應(yīng)用越來越多。3-20 解：設(shè)紙頁厚度為，磁導(dǎo)率為，其磁阻遠(yuǎn)大于鐵心和銜鐵的磁阻，因此據(jù)公式（35）可推得，題3-20圖所示自感式傳感器的自感為，電流表的讀數(shù)為可見電流表的讀數(shù)與紙頁厚度成線性關(guān)系。3-21 解：將題中參數(shù)代人書上的公式（3-3-2），分別計(jì)算鐵芯磁路磁阻和氣隙磁阻，計(jì)算結(jié)果證明，鐵芯磁路磁阻遠(yuǎn)小于氣隙磁阻，因此該變隙式電感傳感器的電感可采用書上的公式（3-3-5）近似計(jì)算。由公式（3-3-6）和（3-3-7）可知，當(dāng)銜鐵移動(dòng)時(shí)，傳感器的電感變化為 將公式（3-3-6）代人上式得，變隙式電感傳感器的靈敏度為 據(jù)題意知

20、：A1.5cm2，。代人上式計(jì)算得變隙式電感傳感器的靈敏度為若將其做成差動(dòng)結(jié)構(gòu)形式，則靈敏度為單一式的兩倍，且線性度也會(huì)得到明顯改善。3-22答：由自感傳感器的等效電路圖3-3-3可見，自感傳感器工作時(shí)，并不是一個(gè)理想的純電感L，還存在線圈的匝間電容和電纜線分布電容組成的并聯(lián)寄生電容C。更換連接電纜后，連接電纜線分布電容的改變會(huì)引起并聯(lián)寄生電容C的改變，從而導(dǎo)致自感傳感器的等效電感改變，因此在更換連接電纜后應(yīng)重新校正或采用并聯(lián)電容加以調(diào)整。3-23答：差動(dòng)自感式傳感器與差動(dòng)變壓器式傳感器的相同點(diǎn)是都有一對(duì)對(duì)稱的線圈鐵心和一個(gè)共用的活動(dòng)銜鐵，而且也都有變氣隙式、變面積式、螺管式三種類型。不同點(diǎn)是

21、，差動(dòng)自感式傳感器的一對(duì)對(duì)稱線圈是作為一對(duì)差動(dòng)自感接入交流電橋或差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路，將銜鐵位移轉(zhuǎn)換成電壓。而差動(dòng)變壓器式傳感器的一對(duì)對(duì)稱線圈是作為變壓器的次級(jí)線圈，此外，差動(dòng)變壓器式傳感器還有初級(jí)線圈（差動(dòng)自感式傳感器沒有），初級(jí)線圈接激勵(lì)電壓，兩個(gè)次級(jí)線圈差動(dòng)連接，將銜鐵位移轉(zhuǎn)換成差動(dòng)輸出電壓。3-24答：圖(a)和圖(b)的輸出電流為Iab=I1-I2，圖(c)和圖(d)的輸出電壓為Uab=Uac-Ubc。當(dāng)銜鐵位于零位時(shí)，I1I2,Uac=Ubc，故Iab=0,Uab=0;當(dāng)銜鐵位于零位以上時(shí)，I1I2，UacUbc，故Iab0，Uab0;當(dāng)銜鐵位于零位以下時(shí)，I1I2,UacUbc,故I

22、ab0,Uab0。因此通過Iab和Uab的正負(fù)可判別銜鐵移動(dòng)方向。又因?yàn)镮ab和Uabde 大小與銜鐵位移成正比，因此通過Iab和Uab的大小可判別銜鐵位移的大小。調(diào)整圖中電位器滑動(dòng)觸點(diǎn)的位置，可以使差動(dòng)變壓器兩個(gè)次級(jí)線圈的電路對(duì)稱，在銜鐵居中即位移為零時(shí)，圖3-電路輸出電流或電壓為零。3-25 題3-25圖1解：題3-25圖1中為平衡電阻。在Ui的正半周，,即，題3-25圖1中二極管D1和D3導(dǎo)通，D2和D4截止，題3-25圖1等效為題3-25圖2(a),由圖可見， (1)(a) (b)題3-25圖2在Ui的負(fù)半周，,即，題3-25圖1中二極管D2和D4導(dǎo)通，D1和D3截止，題3-25圖1等

23、效為題3-25圖2 (b),由圖可見， (2)當(dāng)時(shí)，由式（）和（）都可得，。當(dāng)時(shí)，式（）中括號(hào)項(xiàng)為正，而也為正，故；式（）中括號(hào)項(xiàng)為負(fù)，而也為負(fù)，故。因此由式（）和（）都可得，。同理，當(dāng)時(shí)，由式（）和（）都可得，。單向脈動(dòng)電壓經(jīng)過阻容濾波后得到直流輸出電壓。的正負(fù)決定于銜鐵位移的方向，的大小決定于銜鐵位移的大小。3-26答：溫度變化時(shí)，金屬的電阻率會(huì)發(fā)生變化，據(jù)公式（3），將使渦流的滲透深度隨之變化，據(jù)公式（3）可知，這將使透射式渦流傳感器接收線圈中的感應(yīng)電壓隨溫度變化。為了防止溫度變化產(chǎn)生的電壓變化同金屬板厚度變化產(chǎn)生的電壓變化相混淆，采用渦流傳感器測(cè)量金屬板厚度時(shí)，需要采取恒溫措施或考慮溫

24、度變化的影響。3-27答：其主要優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量。反射式渦流傳感器常用于測(cè)量物體位移、距離、振動(dòng)和轉(zhuǎn)速、溫度、應(yīng)力、硬度等?？勺龀山咏_關(guān)、計(jì)數(shù)器、探傷裝置等；還可以判別材質(zhì)。透射式渦流傳感器常用于測(cè)量金屬板厚度。3-28答：相同點(diǎn)：都包含有產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的傳感器線圈（激勵(lì)線圈）和置于該線圈附近的金屬導(dǎo)體，金屬導(dǎo)體內(nèi)，都產(chǎn)生環(huán)狀渦流。不同點(diǎn)：反射式渦流傳感器只有產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)的傳感器線圈，金屬板表面感應(yīng)的渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)原激勵(lì)磁場(chǎng)起抵消削弱作用，從而導(dǎo)致傳感器線圈的電感量、阻抗和品質(zhì)因數(shù)都發(fā)生變化。而透射式渦流傳感器有兩個(gè)線圈：發(fā)射線圈（激勵(lì)線圈）L1、接收線圈L2，分別位于被測(cè)金屬板

25、的兩對(duì)側(cè)。金屬板表面感應(yīng)的渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在接收線圈L2中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，此感應(yīng)電壓與金屬板厚度有關(guān)。第4章4-1答：相同點(diǎn)：都有線圈和活動(dòng)銜鐵。不同點(diǎn)：圖4-1-1(a)磁電式傳感器的線圈是繞在永久磁鋼上，圖3-3-1(a)自感式傳感器的線圈是繞在不帶磁性的鐵心上。自感式傳感器的線圈的自感取決于活動(dòng)銜鐵與鐵心的距離，磁電式傳感器線圈的感應(yīng)電壓取決于活動(dòng)銜鐵的運(yùn)動(dòng)速度。當(dāng)銜鐵不動(dòng)時(shí)，氣隙磁阻不變化，線圈磁通不變化，線圈就沒有感應(yīng)電壓，因此后者可測(cè)量靜位移或距離而前者卻不能。4-2答：根據(jù)電磁感應(yīng)定律，磁電感應(yīng)式傳感器的線圈感應(yīng)電壓與線圈磁通對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)成正比，而實(shí)現(xiàn)磁通變化有兩種方式：活動(dòng)銜鐵相對(duì)

26、磁鐵振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈相對(duì)磁鐵振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。這兩種方式產(chǎn)生的感應(yīng)電壓都與振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的速度成正比，因此磁電感應(yīng)式傳感器又叫做速度傳感器。由圖4-可見，在磁電感應(yīng)式傳感器后面接積分電路可以測(cè)量位移，后面接微分電路可以測(cè)量加速度。因?yàn)槲灰剖撬俣鹊姆e分，而加速度是速度的微分。4-3答：磁電感應(yīng)式傳感器有兩種類型結(jié)構(gòu)：變磁通式和恒磁通式。相同點(diǎn)：都有線圈、磁鐵、活動(dòng)銜鐵。不同點(diǎn)：變磁通式是線圈和永久磁鐵(俗稱磁鋼)均固定不動(dòng)，與被測(cè)物體連接而運(yùn)動(dòng)的部分是利用導(dǎo)磁材料制成的動(dòng)鐵心(銜鐵)，它的運(yùn)動(dòng)使氣隙和磁路磁阻變化引起磁通變化，而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，因此變磁通式結(jié)構(gòu)又稱變磁阻式結(jié)構(gòu)。在恒磁通式結(jié)構(gòu)中，工作

27、氣隙中的磁通恒定，感應(yīng)電勢(shì)是由于永久磁鐵與線圈之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)線圈切割磁力線而產(chǎn)生的。這類結(jié)構(gòu)有兩種：一種是線圈不動(dòng)，磁鐵運(yùn)動(dòng)，稱為動(dòng)鐵式，另一種是磁鐵不動(dòng)，線圈運(yùn)動(dòng)，稱為動(dòng)圈式。4-4答：不能。因?yàn)楫?dāng)作用于壓電元件上的力為靜態(tài)力即時(shí)，據(jù)公式（4-2-20）可知，壓電元件產(chǎn)生的電流為零，據(jù)公式(4-2-25)和(4-2-29)式也可知，壓電傳感器輸出電壓也為零。與電容充放電的過程一樣，靜態(tài)力產(chǎn)生的電荷會(huì)通過負(fù)載電阻和壓電元件本身的漏電阻放電而泄漏掉，因而該電荷在壓電傳感器電容上形成的電壓也很快衰減至零。所以不論采用電壓放大還是電荷放大，壓電式傳感器都不能測(cè)量頻率極低的被測(cè)量，特別是不能測(cè)量靜態(tài)參

28、數(shù)(即=0)，因此壓電傳感器多用來測(cè)量加速度和動(dòng)態(tài)力或壓力。4-5答：由(4-2-18)和(4-2-28)式可知，連接電纜電容Cc改變會(huì)引起C改變,進(jìn)而引起靈敏度改變，所以當(dāng)更換傳感器連接電纜時(shí)必須重新對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定，這是采用電壓放大器的一個(gè)弊端。由(4-2-31)式可見，在采用電荷放大器的情況下，靈敏度只取決于反饋電容CF，而與電纜電容Cc無關(guān)，因此在更換電纜或需要使用較長電纜(數(shù)百米)時(shí)，無需重新校正傳感器的靈敏度。因此，壓電式傳感器多采用電荷放大器而不采用電壓放大器。4-6答：串聯(lián)使壓電傳感器時(shí)間常數(shù)減小，電壓靈敏度增大，適用于電壓輸出、高頻信號(hào)測(cè)量的場(chǎng)合；并聯(lián)使壓電傳感器時(shí)間常數(shù)增大

29、，電荷靈敏度增大，適用于電荷輸出、低頻信號(hào)測(cè)量的場(chǎng)合。4-7答：設(shè)壓電晶體的介電常數(shù)為，圖4-2-8中每片壓電片的電容為，據(jù)(4-2-13)、（4-2-15）式，每片壓電片的電壓為上下壓電晶片串聯(lián)時(shí)總電荷與單片相同，總電壓為單片的兩倍即；上下壓電晶片并聯(lián)時(shí)總電壓與單片相同，總電荷為單片的兩倍即4-8解： ，。， ，據(jù)公式（4-2-21），4-9解：根據(jù)（4-2-12）式 ，或 。，。4-10 答：據(jù)(4-）式和定積分性質(zhì)可知中間溫度定律證畢。據(jù)(4-）式和對(duì)數(shù)性質(zhì)、定積分性質(zhì)可知 4-11 解：圖4-3-7可簡(jiǎn)化為題4-12圖(a)。我們仿照書上介紹的“巡游一周法”， 從熱端出發(fā)沿回路一周，按

30、照遇到的導(dǎo)體和溫度的順序，依次寫出各接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)，并將它們相加起來便是圖(a)中整個(gè)回路的總熱電勢(shì)： （1）依據(jù)公式（4-3-3）和對(duì)數(shù)的性質(zhì)，很容易證明： (2) （3）因，故(2)、（3）式代入（1）式并整理可得： （4）補(bǔ)償導(dǎo)線滿足公式（4-3-12)的條件，將（4-3-12)式代入上式，并引用中間溫度定律（4-3-8)式，可得 （5）從以上推導(dǎo)過程可以看出，圖4-3-7即題4-12圖(a) 中補(bǔ)償導(dǎo)線AB滿足公式（43-12)的條件，故可將熱電偶的冷端延伸，而保證整個(gè)回路的熱電勢(shì)仍然不變。 題4-12 圖如果改用普通的銅導(dǎo)線來延伸熱電偶的冷端，如圖題4-12 圖(b)所示，則整個(gè)

31、回路的熱電勢(shì)為：（6）依據(jù)積分的性質(zhì)可知 ， （7）依據(jù)公式（4-3-3）和對(duì)數(shù)的性質(zhì)，很容易證明： （8）（7）、（8）式代入（6）式得 （9）從以上推導(dǎo)過程可以看出，普通的銅導(dǎo)線不能用來延伸熱電偶的冷端。4-12解：由題意可知：50，或，。4-13 解：采用與其相配的補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)，將公式（4-3-13）代入公式（4-3-9）得，儀表測(cè)得的電壓為 從K型熱電偶的分度表上查得對(duì)應(yīng)400和20的熱電勢(shì)，代入上式計(jì)算得 若錯(cuò)用了分度號(hào)為E的熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線，則儀表測(cè)得的電壓為 查E型和K型熱電偶的分度表上對(duì)應(yīng)400、30和20的熱電勢(shì)，代入上式計(jì)算得 儀表指示的變化為 4-14答：不可接反。因?yàn)閳D4

32、-3-9中補(bǔ)償電橋的電壓為，毫伏表讀數(shù)為如果4V直流電源的極性接反，則補(bǔ)償電橋的電壓也會(huì)改變極性，即，此時(shí)。4-15 解：由題意知，本題所求解的補(bǔ)償電橋就是書上圖4-3-10所示電路。而且，題中給出了：銅電阻Rt的電阻溫度系數(shù)=0.004/,熱電偶的電壓溫度系數(shù)/，T0=50時(shí)。代入書上公式（4-3-27）計(jì)算，直接求得可調(diào)電阻的阻值RS 或代入公式（4-3-26）計(jì)算得 因?yàn)槭?100之間變化時(shí)的平均值，故據(jù)此計(jì)算出的RS要比按分度表查出的計(jì)算出的RS精確度低一些。4-16 解：因?yàn)樵摐囟蕊@示儀表是按照鎳鉻鎳硅熱電偶分度表刻度的，所以只有在冷端溫度為0的情況下，儀表顯示的溫度才與實(shí)際溫度相符

33、。查鎳鉻鎳硅熱電偶分度表可知，500對(duì)應(yīng)的熱電勢(shì)是20.640mV。由此我們可推斷：既然顯示儀表指示溫度為500，表明此時(shí)儀表所加的電壓為20.640mV。因?yàn)榇藭r(shí)冷端溫度是60而不是0，所以此時(shí)儀表所加的電壓應(yīng)該是而不是。將儀表測(cè)得的=20.640mV，和查表得到的=2.436mV代入公式（4-3-9）計(jì)算得再反查鎳鉻鎳硅熱電偶分度表，與此熱電勢(shì)=23.076mV對(duì)應(yīng)的溫度在557和558中間即557.5。這個(gè)溫度值才是實(shí)際的溫度值，因此此時(shí)儀表顯示的溫度誤差為500-557.5=-57.5。如果熱端溫度不變，設(shè)法使冷端溫度保持在20，此時(shí)儀表所加的電壓將變?yōu)?，將前面?jì)算得的=23.070m

34、V和查表得到的=0.798mV代人公式（4-3-9）計(jì)算得 再反查鎳鉻鎳硅熱電偶分度表可知，此電壓加到儀表上，儀表顯示溫度將是與對(duì)應(yīng)的溫度值，應(yīng)當(dāng)在538與539中間約538.4，而此時(shí)的實(shí)際溫度依然是557.5，因此此時(shí)儀表顯示的溫度誤差為538.4-557.5=-19.1。通過以上計(jì)算對(duì)比可見，冷端溫度降低時(shí)，顯示儀表的指示溫度值更接近實(shí)際溫度值。 4-17答：基于光電效應(yīng)原理工作的光電轉(zhuǎn)換元件稱為光電器件或光敏元件。光電效應(yīng)一般分為外光電效應(yīng)、光導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)，相對(duì)應(yīng)的光電器件也有以下三種類型：、光電發(fā)射型光電器件，有光電管（符號(hào)見圖4-2）和光電倍增管（符號(hào)見圖4-4（b）；、光

35、導(dǎo)型光電器件，有光敏電阻（符號(hào)見圖4-6），、光伏型光電器件，有光電池（符號(hào)見圖4-12）。4-18答：有種常見形式。、透射式，可用于測(cè)量液體、氣體和固體的透明度和混濁度；、反射式，可用于測(cè)量表面粗糙度等參數(shù)；、輻射式，可用于光電高溫計(jì)和爐子燃燒監(jiān)視裝置；、遮擋式，可用于測(cè)量物體面積、尺寸和位移等參量；、開關(guān)式，可用于開關(guān)，如光電繼電器；計(jì)數(shù)，將光脈沖轉(zhuǎn)換為電脈沖進(jìn)行產(chǎn)品計(jì)數(shù)或是測(cè)量轉(zhuǎn)速等；編碼，利用不同的碼反映不同的參數(shù)。4-19答：光電器件輸出的光電流與入射光波長的關(guān)系I=F()為光譜特性。在同樣的電壓和同樣幅值的光強(qiáng)度下，當(dāng)以不同的正弦交變頻率調(diào)制時(shí)，光電器件輸出的光電流I或靈敏度S與入

36、射光強(qiáng)度變化頻率f的關(guān)系I=F1(f)或S=F2(f)稱為頻率特性。光譜特性對(duì)選擇光電器件和輻射能源有重要意義。當(dāng)光電器件的光譜特性與光源輻射能量的光譜分布協(xié)調(diào)一致時(shí)，光電傳感器的性能較好，效率較高。在檢測(cè)時(shí)，光電器件的最佳靈敏度最好在需要測(cè)量的波長處。選用光電元件時(shí)，應(yīng)考慮其頻率特性是否能適應(yīng)于入射光強(qiáng)度變化的情況。也就是說，光電元件的頻率響應(yīng)特性的上限頻率應(yīng)遠(yuǎn)高于入射光強(qiáng)度變化的頻率。4-20 答：將題3-9圖的電冰箱溫控電路這樣改裝：熱敏電阻改為光敏電阻，并與串聯(lián)電阻互換位置，壓縮機(jī)改為路燈。4-21答：由公式(4-5-13)可見，增大（或減少）霍爾片控制電流可增大（或減少）霍爾式鉗形電

37、流表的靈敏度；圖4-5-7中被測(cè)電流導(dǎo)線如果在硅鋼片圓環(huán)上繞幾圈，電流表靈敏度便會(huì)增大幾倍。用這種辦法可成倍地改變霍爾式鉗形電流表的靈敏度和量程。4-22 解：輸出的霍爾電勢(shì)為：由可得載流子濃度為：4-23答：如圖4-5-9所示，由于工藝上的原因，很難保證霍爾電極、裝配在同一等位面上,這時(shí)即使不加外磁場(chǎng)，只通以額定激勵(lì)電流I，在兩電極間也有電壓U0輸出，這就是不等位電壓。U0的數(shù)值是由、兩截面之間的電阻R0決定的，即U0=IR。此外霍爾元件電阻率不均勻或厚度不均勻也會(huì)產(chǎn)生不等位電壓。不等位電壓是霍爾傳感器的一個(gè)主要的零位誤差，其數(shù)值甚至?xí)^霍爾電壓，所以必須從工藝上設(shè)法減小，并采用電路補(bǔ)償措

38、施。補(bǔ)償?shù)幕舅枷胧前丫匦位魻栐刃橐粋€(gè)四臂電橋，如圖4-5-所示。不等位電壓相當(dāng)于該電橋在不滿足理想條件R1=R2=R3=R4情況下的不平衡輸出電壓。因而一切使橋路平衡的方法均可作為不等位電壓的補(bǔ)償措施。圖4-5-所示為三種補(bǔ)償方案，圖(a)是在阻值較大的臂上并聯(lián)電阻，圖(b)(c)是在兩個(gè)臂上同時(shí)并聯(lián)電阻，顯然方案(c)調(diào)整比較方便。4-24答：不能。因?yàn)闊崦綦娮鑂t具有負(fù)溫度系數(shù)，在圖4-5-13(a)中，當(dāng)溫度升高時(shí)，Rt減小，流過霍爾元件的控制電流增大，從而使霍爾元件輸出電壓增大，這就可補(bǔ)償負(fù)溫度系數(shù)的隨溫度升高而減小的作用。如果把圖4-5-13(a)中熱敏電阻換成金屬電阻絲，因

39、為金屬電阻絲具有正溫度系數(shù)，當(dāng)溫度升高時(shí)，金屬電阻絲電阻增大，流過霍爾元件的控制電流減小，從而使霍爾元件輸出電壓也減小，這只能補(bǔ)償正溫度系數(shù)的使隨溫度升高而增加的作用，不能補(bǔ)償負(fù)溫度系數(shù)的使隨溫度升高而減小的作用。如果圖4-5-13(b)中金屬電阻絲換成熱敏電阻Rt，當(dāng)溫度升高時(shí)，Rt減小，流過Rt電流增大，流過霍爾元件的控制電流減小，從而使霍爾元件輸出電壓減小，這也只能補(bǔ)償正溫度系數(shù)的使隨溫度升高而增加的作用，不能補(bǔ)償負(fù)溫度系數(shù)的使隨溫度升高而減小的作用。第5章5-1答：相同點(diǎn)：磁敏二極管和磁敏三極管都是PN結(jié)型的磁敏元件，都有本征區(qū)I，本征區(qū)I的長度較長，其一個(gè)側(cè)面磨成光滑面，另一面打毛。

40、粗糙的表面處容易使電子空穴對(duì)復(fù)合而消失，稱為r(recombination)面(或r區(qū))，不同點(diǎn)：磁敏二極管的結(jié)構(gòu)是在高阻半導(dǎo)體芯片(本征型)I兩端，分別制作P、N兩個(gè)電極，形成P-I-N結(jié)。當(dāng)磁敏二極管未受到外界磁場(chǎng)作用時(shí)，外加正偏壓，則有大量的空穴從P區(qū)通過I區(qū)進(jìn)入N區(qū)，同時(shí)也有大量電子注入P區(qū)，形成電流。當(dāng)磁敏二極管受到外界磁場(chǎng)H+(正向磁場(chǎng))作用時(shí)，電子和空穴受到洛倫茲力的作用而向r區(qū)偏轉(zhuǎn)，由于r區(qū)的電子和空穴復(fù)合消失速度比光滑面I區(qū)快，因此形成的電流因復(fù)合速度快而減小。當(dāng)磁敏二極管受到外界磁場(chǎng)H-(反向磁場(chǎng))作用時(shí)，電子空穴對(duì)受到洛倫茲力作用向光滑面偏轉(zhuǎn)，電子空穴的復(fù)合率明顯減小，因

41、而形成的電流變大。磁敏二極管反向偏置時(shí)，僅流過很微小電流，幾乎與磁場(chǎng)無關(guān)。磁敏三極管的結(jié)構(gòu)是在弱P型近本征半導(dǎo)體（本征區(qū)I）上，用合金法或擴(kuò)散法形成三個(gè)結(jié)，即發(fā)射結(jié)、基極結(jié)、集電結(jié)。當(dāng)磁敏三極管未受到磁場(chǎng)作用時(shí)，基極電流大于集電極電流，使=Ic/IbW），光電元件的輸出電壓變化一個(gè)周期，光柵辯向電路產(chǎn)生一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)，采用電子細(xì)分技術(shù)后，主光柵移動(dòng)一個(gè)光柵柵距W，細(xì)分電路將產(chǎn)生m個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，光柵的分辨率即一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)代表的位移就從W變成W/m。光柵的柵距一般為0.010.1mm，電子細(xì)分?jǐn)?shù)在1260甚至更多，因此光柵傳感器能測(cè)量很微小的位移。光柵傳感器中有兩個(gè)相距四分之一莫爾條紋間距的光電元件，

42、這兩個(gè)光電元件的輸出信號(hào)u1和u2的相位差正好等于/2。當(dāng)位移反方向時(shí)，正向位移時(shí)原來相位超前的那個(gè)光電元件的輸出信號(hào)的相位，就從相對(duì)超前變?yōu)橄鄬?duì)遲后，這就會(huì)使相關(guān)的辨向電路控制計(jì)數(shù)器從脈沖加計(jì)數(shù)變成脈沖減計(jì)數(shù)，因此計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)結(jié)果反映位移正負(fù)兩抵后的凈位移。6-3答：長光柵所允許的移動(dòng)速度受光敏二極管響應(yīng)時(shí)間的限制故6-4 解：六位循環(huán)碼碼盤測(cè)量角位移的最小分辨率為：。碼盤半徑應(yīng)為：循環(huán)碼的二進(jìn)制碼為，十進(jìn)制數(shù)為54；循環(huán)碼的二進(jìn)制碼為，十進(jìn)制數(shù)為39。碼盤實(shí)際轉(zhuǎn)過的角度為：。6-5 答：莫爾條紋寬度為因?yàn)闃?biāo)尺光柵每移動(dòng)一個(gè)柵距W，莫爾條紋就移動(dòng)一個(gè)條紋寬度H的距離,所以當(dāng)標(biāo)尺光柵移動(dòng)100

43、微米時(shí)，莫爾條紋移動(dòng)的距離為6-6答：相鄰正弦繞組與余弦繞組的間距為(n/2+1/4)W。相鄰正弦繞組和正弦繞組，相鄰余弦繞組與余弦繞組的間距都為n倍節(jié)距W。6-7答：感應(yīng)同步器測(cè)量系統(tǒng)對(duì)位移的分辨率是由節(jié)距W和細(xì)分?jǐn)?shù)m決定的，因此要提高位移分辨率，就要選用節(jié)距W小的感應(yīng)同步器和增大細(xì)分?jǐn)?shù)m。6-8答：感應(yīng)同步器設(shè)置正弦繞組與余弦繞組是為了能在測(cè)量位移大小的同時(shí)還能判別位移的方向。6-9試分析環(huán)境溫度變化，對(duì)振弦式傳感器靈敏度的影響。解： 在溫度變化時(shí)，振弦的有效長度也隨之變化： 式中t和分別為溫度和溫度膨脹系數(shù)，為溫度時(shí)的弦長。由于振弦的截面積很小，可認(rèn)為當(dāng)溫度變比時(shí)其截面積A不變。振弦的應(yīng)

44、力=F/A代人教材上公式（5-3-3）得振弦的振蕩頻率可表示為 取振弦式傳感器靈敏度，則由上式可得 由上式可見，溫度增加，振弦靈敏度降低。6-10答：振弦、振筒兩種頻率式傳感器的共同的特點(diǎn)是都由振動(dòng)體、激振器、拾振器和放大振蕩電路組成一個(gè)反饋振蕩系統(tǒng)，作為振動(dòng)體的振弦、振筒都是用具有導(dǎo)磁性的恒彈性合金制成，當(dāng)激振器使振動(dòng)體振動(dòng)時(shí)，磁路的磁阻交替變化，在拾振器中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，感應(yīng)電壓的變化頻率等于振動(dòng)體振動(dòng)頻率。它們共同的工作原理是，被測(cè)非電量如力、壓力、密度等使振動(dòng)體振動(dòng)頻率即拾振器感應(yīng)電壓的頻率改變，因此測(cè)量拾振器感應(yīng)電壓的頻率就可測(cè)出被測(cè)非電量。第7章7-1 答：光導(dǎo)纖維簡(jiǎn)稱光纖，由透光的

45、纖芯和包層以及不透光的尼龍外套組成。纖芯內(nèi)傳播的光入射到纖芯和包層的交界面時(shí)，由于纖芯的折射率比包層的折射率大，只要入射角1大于臨界角c，即，光就不會(huì)穿過兩個(gè)介質(zhì)的分界面，而只會(huì)完全反射回來，這種只有反射沒有透射的情況稱為全反射。在光纖的入射端，光線從空氣(折射率為n0=1)中以入射角射入光纖纖芯，當(dāng)入射角時(shí)，就會(huì)使1c即滿足全反射條件，這樣，光線就能在纖芯和包層的界面上不斷地產(chǎn)生全反射，呈鋸齒形路線在纖芯內(nèi)向前傳播，從光纖的一端以光速傳播到另一端，這就是光纖傳光原理。7-2答：當(dāng)光纖發(fā)生彎曲到一定程度使光線入射角小于臨界角時(shí)，射到纖芯與包層界面上的光有一部分將穿過界面透射進(jìn)包層造成傳輸損耗微彎損耗，從而引起光纖出射端輸出的光通量發(fā)生變化。圖7-1-7中變形器的位移或所受力越大，變形器使光纖發(fā)生周期性彎曲就越厲害，引起傳輸光的微彎損耗越大，光纖出射端輸出的光強(qiáng)度越小。通過檢測(cè)光纖輸出的光強(qiáng)變化