傳感器與檢測技術課后答案重點習題

1、第二章 4、解：是r/r=2（l/l）。因為電阻變化率是r/r=0.001，所以l/l（應變）=0.0005= 因5解： （1），解：（2）設橋臂比，分母中可忽略，并考慮到平衡條件，則上式可寫為：6、單臂電橋存在非線性誤差，試說明解決方法。解：為了減小和克服非線性誤差，常采用差動電橋在試件上安裝兩個工作應變片，一個受拉應變，一個受壓應變，接入電橋相鄰橋臂，稱為半橋差動電路，由教材中的式（2-42）可知，uo與r1/r1呈線性關系，差動電橋無非線性誤差，而且電橋電壓靈敏度kv=e/2，比單臂工作時提高一倍，同時還具有溫度補償作用。1 為什么電感式傳感器一般都采用差動形式? 解：差動式結(jié)構，除了可

2、以改善非線性，提高靈敏度外，對電源電壓、頻率的波動及溫度變化等外界影響也有補償作用；作用在銜鐵上的電磁力，是兩個線圈磁力之差，所以對電磁力有一定的補償作用，從而提高了測量的準確性。第三章2. 交流電橋的平衡條件是什么？解：由交流電路分析可得 要滿足電橋平衡條件，即，則有：第四章1某電容傳感器（平行極板電容器）的圓形極板半徑，工作初始極板間距離，介質(zhì)為空氣。問：（1）如果極板間距離變化量，電容的變化量是多少？（2）如果測量電路的靈敏度，讀數(shù)儀表的靈敏度（格mv）在時，讀數(shù)儀表的變化量為多少？解：（1）根據(jù)公式，其中s=（2）根據(jù)公式，可得到=3簡述電容式傳感器的優(yōu)缺點。解：優(yōu)點：(1) 溫度穩(wěn)定

3、性好(2) 結(jié)構簡單(3) 動態(tài)響應好（4）可以實現(xiàn)非接觸測量，具有平均效應缺點：（1）輸出阻抗高，負載能力差（2）寄生電容影響大4電容式傳感器測量電路的作用是什么？ 解：電容式傳感器中電容值以及電容變化值都十分微小，這樣微小的電容量還不能直接被目前的顯示儀表顯示，也很難被記錄儀接受，不便于傳輸。這就必須借助于測量電路檢出這一微小電容增量，并將其轉(zhuǎn)換成與其成單值函數(shù)關系的電壓、電流或者頻率。電容轉(zhuǎn)換電路有調(diào)頻電路、運算放大器式電路、二極管雙t型交流電橋、脈沖寬度調(diào)制電路等第五章4能否用壓電傳感器測量靜態(tài)壓力？為什么？解：不可以，壓電傳感器本身的內(nèi)阻抗很高，而輸出能量較小，為了保證壓電傳感器的測

4、量誤差較小，它的測量電路通常需要接入一個高輸入阻抗的前置放大器，所以不能用來測量靜態(tài)壓力。第六章2某霍爾元件為沿方向通以電流，在垂直面方向加有均勻磁場，傳感器的靈敏度系數(shù)為，試求其輸出霍爾電勢及載流子濃度。 （） 解：，式中kh=rh/d稱為霍爾片的靈敏度所以輸出的霍爾電勢為，因為，式中令rh=-1/（ne），稱之為霍爾常數(shù)，其大小取決于導體載流子密度,所以濃度= 3磁電式傳感器與電感式傳感器有何不同？解：磁敏式傳感器是通過磁電作用將被測量（如振動、位移、轉(zhuǎn)速等）轉(zhuǎn)換成電信號的一種傳感器。磁電感應式傳感器也稱為電動式傳感器或感應式傳感器。磁電感應式傳感器是利用導體和磁場發(fā)生相對運動產(chǎn)生電動式的

5、，它不需要輔助電源就能把被測對象的機械量轉(zhuǎn)換成易于測量的電信號，是有源傳感器。電感式傳感器是利用電磁感應原理將被測非電量如位移、壓力、流量、重量、振動等轉(zhuǎn)換成線圈自感量l或互感量m的變化，再由測量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出的裝置。第七章3 已知在其特定條件下材料a與鉑配對的熱電勢，材料b與鉑配對的熱電勢，試求出此條件下材料a與材料b配對后的熱電勢。解：根據(jù)熱電偶基本定律中的參考電極定律可知，當結(jié)點溫度為t，t0時，用導體a，b組成的熱電偶的熱電動勢等于ac熱電偶和cb熱電偶的熱電動勢的代數(shù)和，即：4pt100和cu50分別代表什么傳感器？分析熱電阻傳感器測量電橋之三線、四線連接法的主要作

6、用。解：pt100代表鉑熱電阻傳感器，cu50代表銅熱電阻傳感器。三線制可以減小熱電阻與測量儀表之間連接導線的電阻因環(huán)境溫度變化所引起的測量誤差。四線制可以完全消除引線電阻對測量的影響，用于高精度溫度檢測。工業(yè)用鉑電阻測溫常采用三線制和四線制連接法。6試比較熱電阻與熱敏電阻的異同。解：熱電阻將溫度轉(zhuǎn)換為電阻值大小的熱電式傳感器,熱電阻傳感器是利用導體的電阻值隨溫度變化而變化的原理進行測溫的。熱電阻傳感器的測量精度高；有較大的測量范圍，它可測量200500的溫度；易于使用在自動測量和遠距離測量中。熱電阻由電阻體、保護套和接線盒等部件組成。其結(jié)構形式可根據(jù)實際使用制作成各種形狀。熱敏電阻是由一些金

7、屬氧化物，如鈷、錳、鎳等的氧化物，采用不同比例的配方，經(jīng)高溫燒結(jié)而成，然后采用不同的封裝形式制成珠狀、片狀、桿狀、墊圈狀等各種形狀。熱敏電阻具有以下優(yōu)點：電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高；結(jié)構簡單；電阻率高，熱慣性??；但它阻值與溫度變化呈非線性，且穩(wěn)定性和互換性較差。第八章2分別列舉屬于內(nèi)光電效應和外光電效應的光電器件。解：外光電效應，如光電管、光電倍增管等。內(nèi)光電效應，如光敏電阻、光電池和光敏晶體管等十一章1 解：絕對誤差：=142-140=2相對誤差=標稱相對誤差即=引用誤差=3壓力傳感器測量砝碼數(shù)據(jù)如題表11-1，試解釋這是一種什么誤差，產(chǎn)生這種誤差的原因是什么。解：這是系統(tǒng)誤差，標準量值的不準確及儀表刻度的不準確而引起的誤差。對于系統(tǒng)誤差應通過理論分析和實驗驗證找到誤差產(chǎn)生的原因和規(guī)律以減少和消除誤差。4什么是粗大誤差？如何判斷測量系統(tǒng)中含有粗大誤差？解：明顯偏離測量結(jié)果的誤差稱為粗大誤差，又稱疏忽誤差。這類誤差是由于測量者疏忽大意或環(huán)境條件的突然變化而引起的。對于粗大誤差，首先應設法判斷是否存在，然后將其剔除。6測得某檢測裝置的一組輸入輸出數(shù)據(jù)如題表11-