傳感器技術與應用習題答案

傳感器技術與應用習題答案【篇一：傳感器原理及應用習題及答案】可能出現(xiàn)的最大誤差為：?＝40?2%=0.8(mv)當使用在1/2和1/8滿量程時，其測量相對誤差分別為：0.8?1??100%?4%40?0.8?2??100%?16%40?結論：測量值越接近傳感器（儀表）的滿量程，測量誤差越小。1.7有兩個傳感器測量系統(tǒng)，其動態(tài)特性可以分別用下面兩個微分方程描述，試求這兩個系統(tǒng)的時間常數(shù)?和靜態(tài)靈敏度k。1)式中,y——輸出電壓，v；t——輸入溫度，℃。30dy?3y?1.5?10?5tdt2)式中，y——輸出電壓，?v；x——輸入壓力，pa。k=9.6/4.2=2.29(?v/pa)。1.8已知一熱電偶的時間常數(shù)?=10s，如果用它來測量一臺爐子的溫度，爐內溫度在540℃至500℃之間接近正弦曲線波動，周期為80s，靜態(tài)靈敏度k=1。試求該熱電偶輸出的最大值和最小值。以及輸入與輸出之間的相位差和滯后時間。解：依題意，爐內溫度變化規(guī)律可表示為x(t)=520+20sin(?t)℃由周期t=80s，則溫度變化頻率f=1/t，其相應的圓頻率?=2?f=2?/80=?/40；溫度傳感器（熱電偶）對爐內溫度的響應y(t)為y(t)=520+bsin(?t+?)℃熱電偶為一階傳感器，其動態(tài)響應的幅頻特性為a????b?201?????2?1???1???10??40???21.4dy?4.2y?9.6xdt?0.786因此，熱電偶輸出信號波動幅值為b=20?a(?)=20?0.786=15.7℃由此可得輸出溫度的最大值和最小值分別為y(t)|max=520+b=520+15.7=535.7℃y(t)|min=520﹣b=520-15.7=504.3℃輸出信號的相位差?為80?42.38?8.4?s?360?t=1.9一壓電式加速度傳感器的動態(tài)特性可以用如下的微分方程來描述，即式中，y——輸出電荷量，pc；x——輸入加速度，m/s2。試求其固有振蕩頻率?n和阻尼比?。解:由題給微分方程可得d2y3dy1010?3.0?10?2.25?10y?11.0?10x2dtdt?n?2.25?10/1?1.5?10?rad/s?105??3.0?1032?2.25?10?110?0.011-10用一個一階傳感器系統(tǒng)測量100hz的正弦信號時，如幅值誤差限制在5%以內，則其時間常數(shù)應取多少?若用該系統(tǒng)測試50hz的正弦信號，問此時的幅值誤差和相位差為多解:根據(jù)題意??1???22?1??5%（取等號計算）????11??1.05261?5%0.95所以當用該系統(tǒng)測試50hz的正弦信號時，其幅值誤差為??0.3287/??10.3287?0.523?10?3?s?2??100?????2?1?1?2??50?0.523?10?32?1??1.32%相位差為1-11一只二階力傳感器系統(tǒng)，已知其固有頻率f0=800hz，阻尼比?=0.14，現(xiàn)用它作工作頻率f=400hz的正弦變化的外力測試時，其幅值比a(?)和相位角?(?)各為多少；若該傳感器的阻尼比?=0.7時，其a(?)和?(?)又將如何變化?2?ff?400????0.52?f0f0800解:?na????11???1?0.52?n?2222?4?2??n?22?1?4?0.14?0.52?1.312???n?1??n??12?0.14?0.5?rad???10.6???0.184521?0.5?0.97522a????1?0.522?4?0.7?0.51-12用一只時間常數(shù)?=0.318s的一階傳感器去測量周期分別為1s、2s和3s的正弦信號，問幅值相對誤差為多少?解：由一階傳感器的動態(tài)誤差公式??????arctan2?0.7?0.5?????0.75rad??431?0.52??由于?=0.318s1?????2?1??0.318s,?1?t?1s??2?t?2s??3?t?3s?f?1hz???2??rad???1?1?2??0.3182?1??55.2%f?0.5hz?????rad???2??29.3%f?12hz?????rad???3??16.8%331-13已知某二階傳感器系統(tǒng)的固有頻率f0=10khz，阻尼比?=0.1，若要求傳感器的輸出幅值誤差小于3%，試確定該傳感器的工作頻率范圍。解：由f0=10khz，根據(jù)二階傳感器誤差公式，有??11?????4????n222n?1?3%21?????4????n222n將?=0.1代入，整理得12?1.032?1.069??n?4?1.96??n?2?0.0645?0????1.388?舍去????1.927??0.03350.183????n?n??2?ff???0.183?n2?fofo?f?0.183fo?0.183?10?1.83?khz?21-14設有兩只力傳感器均可作為二階系統(tǒng)來處理，其固有振蕩頻率分別為800hz和1.2khz，阻尼比均為0.4。今欲測量頻率為400hz正弦變化的外力，應選用哪一只?并計算將產生多少幅度相對誤差和相位差。解：由題意知則其動態(tài)誤差???0.4?/800?0.51?1?1????n22?4?2??n??12?11?0.5?4?0.422?12?0.52?17.6%?2??1??tan?1相位差11????1??tan22?4?0.4???2?12=7.76%2???/?n?1??/?n22?0.4?0.51?0.52??0.49?rad???27.9??2??tan?12?0.4??13?1??1/3?2第2章電阻應變式傳感器2.1說明電阻應變測試技術具有的獨特優(yōu)點。(1)這類傳感器結構簡單，使用方便，性能穩(wěn)定、可靠；(2)易于實現(xiàn)測試過程自動化和多點同步測量、遠距測量和遙測；(3)靈敏度高，測量速度快，適合靜態(tài)、動態(tài)測量；(4)可以測量各種物理量。2.2簡述電阻應變片的主要特性2．5一個量程為10kn的應變式測力傳感器，其彈性元件為薄壁圓筒軸向受力，外徑20mm，內徑18mm．在其表面粘貼八個應變片，4個沿軸向粘貼，4個沿周向粘貼，應變片的電阻值均為120歐，靈敏度為2，泊松系數(shù)0．3，材料彈性模量e=2.1x]011pa。要求；(1)給出彈性元件貼片位置及全橋電路;(2)計算傳感器在滿量程時，各應變片電阻變化；(3)當橋路的供電電壓為l0v時，計算傳感器的輸出電壓解：(1).全橋電路如下圖所示(2).圓桶截面積應變片1、2、3、4感受縱向應變；應變片5、6、7、8感受縱向應變；滿量程時：（3）?r/r解：由k=?，得?r800?m?k??2.05?6?1.64?10?3r10?m?3?3u0?ui?r3???1.64?10?3?1.23?10?3?v?4r4=1.23(mv)vu=pr??40?10?2.19當其接入等臂電橋中時，電橋的激勵電壓為?r1.21???0.01r120100柱形彈性試件的應變?yōu)閒5?104?????0.005；?411ese0.5?10?2?10?3?應變片的靈敏系數(shù)為?r/rk=?解：依題意單臂：?0.01?20.005uo?差動：ui3?3?10?6?v?,3?10?3?v?,(??2u?)(??2000u?)u322靈敏度：?6?10?6?v?,6?10?3?v?,(??2u?)(??2000u?)uoku???kui/4?1.5?10?6(v/??),?單臂?kui/2?3?10?6(v/??),?差動?可見，差動工作時，傳感器及其測量的靈敏度加倍。112，求其所受拉力大小?！酒簜鞲衅骷夹g習題及答案】一、單項選擇題1、下列屬于按傳感器的工作原理進行分類的傳感器是（b）。a.應變式傳感器b.化學型傳感器c.壓電式傳感器d.熱電式傳感器2、通常意義上的傳感器包含了敏感元件和（c）兩個組成部分。a.放大電路b.數(shù)據(jù)采集電路c.轉換元件d.濾波元件3、自動控制技術、通信技術、連同計算機技術和（c），構成信息技術的完整信息鏈。a.汽車制造技術b.建筑技術c.傳感技術d.監(jiān)測技術4、傳感器按其敏感的工作原理，可以分為物理型、化學型和（a）三大類。a.生物型b.電子型c.材料型d.薄膜型5、隨著人們對各項產品技術含量的要求的不斷提高，傳感器也朝向智能化方面發(fā)展，其中，典型的傳感器智能化結構模式是（b）。a.傳感器＋通信技術b.傳感器＋微處理器c.傳感器＋多媒體技術d.傳感器＋計算機6、近年來，仿生傳感器的研究越來越熱，其主要就是模仿人的（d）的傳感器。a.視覺器官b.聽覺器官c.嗅覺器官d.感覺器官7、若將計算機比喻成人的大腦，那么傳感器則可以比喻為(b)。a．眼睛b.感覺器官c.手d.皮膚8、傳感器主要完成兩個方面的功能：檢測和（d）。a.測量b.感知c.信號調節(jié)d.轉換9、傳感技術與信息學科緊密相連，是（c）和自動轉換技術的總稱。a.自動調節(jié)b.自動測量c.自動檢測d.信息獲取10、以下傳感器中屬于按傳感器的工作原理命名的是（a）a．應變式傳感器b．速度傳感器c．化學型傳感器d．能量控制型傳感器二、多項選擇題1、傳感器在工作過程中，必須滿足一些基本的物理定律，其中包含（abcd）。a.能量守恒定律b.電磁場感應定律c.歐姆定律d.胡克定律2、傳感技術是一個集物理、化學、材料、器件、電子、生物工程等學科于一體的交叉學科，涉及（abc）等多方面的綜合技術。a.傳感檢測原理b.傳感器件設計c.傳感器的開發(fā)和應用d.傳感器的銷售和售后服務3、目前，傳感器以及傳感技術、自動檢測技術都得到了廣泛的應用，以下領域采用了傳感技術的有：（abcd）。a.工業(yè)領域b.海洋開發(fā)領域c.航天技術領域d.醫(yī)療診斷技術領域4、傳感器有多種基本構成類型，包含以下哪幾個（abc）？a.自源型b.帶激勵型c.外源型d.自組裝型5、下列屬于傳感器的分類方法的是：（abcd）a.按輸入量分b.按工作原理分c.按輸出量分d.按能量變換關系分6、下列屬于傳感器的分類方法的是：（abcd）a.按輸入量分b.按工作原理分c.按構成分d.按輸出量分7、下列屬于傳感器的分類方法的是：（abcd）a.按基本效應分b.按工作原理分c.按構成分d.按輸出量分8、傳感技術的作用主要體現(xiàn)在：(abcd)a．傳感技術是產品檢驗和質量控制的重要手段b.傳感技術在系統(tǒng)安全經濟運行監(jiān)測中得到廣泛應用c．傳感技術及裝置是自動化系統(tǒng)不可缺少的組成部分d.傳感技術的完善和發(fā)展推動著現(xiàn)代科學技術的進步9、傳感技術的研究內容主要包括：(abc)a．信息獲取b．信息轉換c．信息處理d．信息傳輸10、傳感技術的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下哪幾個方面：(abcd)a．提高與改善傳感器的技術性能b．開展基礎理論研究c．傳感器的集成化d．傳感器的智能化三、填空題1的總稱。2、傳感技術是以研究自動檢測系統(tǒng)中的的理論和技術為主要內容的一門技術性學科。3、傳感器要完成的兩個方面的功能是和。4、傳感器按構成原理，可分為5、傳感器一般由6、傳感器能感受并按照7、按輸入量分類，傳感器包括位移傳感器、等。8、傳感器的輸出量有和兩種。9、根據(jù)傳感技術涵蓋的基本效應，傳感器可分為、化學型和。10、傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照轉換成可用輸出信號的器件或裝置傳感器，通常由直接響應于被測量的敏感元件、產生可用信號輸出的轉換元件以及相應的信號調節(jié)轉換電路組成。11、傳感器是能并按照一定規(guī)律轉換成可用的器件或裝置。是實現(xiàn)感功能的基本器件。12、傳感器技術的共性，，將轉換成電量輸出。13、由傳感器的定義可知，傳感器要完成兩個方面的功能：和。因此傳感器通常由敏感元件和轉換元件組成。14、是人們?yōu)榱藢Ρ粶y對象所包含的信息進行定性了解和定量掌握所采取的一系列技術措施。15、根據(jù)傳感器的構成，可以將傳感器分為物性型和結構型。四、簡答題1、什么是傳感器？傳感器的共性是什么？2、解釋什么是傳感器？傳感器的基本組成包括哪兩大部分？這兩大部分各自起什么作用？3、請簡述傳感器技術的分類方法。4、請談談你對傳感技術的發(fā)展趨勢的一些看法。5、試述傳感器的定義、共性及組成。傳感器的特性習題一、單項選擇題1、衡量傳感器靜態(tài)特性的指標不包括（c）。a.線性度b.靈敏度c.頻域響應d.重復性2、下列指標屬于衡量傳感器動態(tài)特性的評價指標的是（a）。a.時域響應b.線性度c.零點漂移d.靈敏度3、一階傳感器輸出達到穩(wěn)態(tài)值的50%所需的時間是（a）。a.延遲時間b.上升時間c.峰值時間d.響應時間4、一階傳感器輸出達到穩(wěn)態(tài)值的90%所需的時間是（b）。a.延遲時間b.上升時間c.峰值時間d.響應時間5、傳感器的下列指標全部屬于靜態(tài)特性的是（c）a．線性度、靈敏度、阻尼系數(shù)b．幅頻特性、相頻特性、穩(wěn)態(tài)誤差c．遲滯、重復性、漂移d．精度、時間常數(shù)、重復性6、傳感器的下列指標全部屬于動態(tài)特性的是（b）a．遲滯、靈敏度、阻尼系數(shù)b．幅頻特性、相頻特性c．重復性、漂移d．精度、時間常數(shù)、重復性7、不屬于傳感器靜態(tài)特性指標的是（b）a．重復性b．固有頻率c．靈敏度d．漂移8、傳感器的靜態(tài)特性，是指當傳感器輸入、輸出不隨(a)變化時，其輸出-輸入的特性。aa.時間b.被測量c.環(huán)境d.地理位置9、非線性度是測量裝置的輸出和輸入是否保持(c)關系的一種度量。a.相等b.相似c.理想比例d.近似比例10、回程誤差表明的是在(c)期間輸出-輸入特性曲線不重合的程度。a.多次測量b.同次測量c.正反行程d.不同測量二、多項選擇題1．階躍輸入時表征傳感器動態(tài)特性的指標有哪些？（abc）a.上升時間b.響應時間c.超調量d.重復性2．動態(tài)響應可以采取多種方法來描述，以下屬于用來描述動態(tài)響應的方法是：（bcd）a.精度測試法b.頻率響應函數(shù)c.傳遞函數(shù)d.脈沖響應函數(shù)3.傳感器靜態(tài)特性包括許多因素，以下屬于靜態(tài)特性因素的有（abcd）。a．遲滯b.重復性c.線性度d.靈敏度4.傳感器靜態(tài)特性指標表征的重要指標有：（abcd）a.靈敏度b.非線性度c.回程誤差d.重復性5．一般而言，傳感器的線性度并不是很理想，這就要求使用一定的線性化方法，以下屬于線性化方法的有:abd）a.端點線性b.獨立線性c.自然樣條插值d.最小二乘線性三、填空題1、靈敏度是傳感器在穩(wěn)態(tài)下對2、系統(tǒng)靈敏度越，就越容易受到外界干擾的影響，系統(tǒng)的穩(wěn)定性就越3、是指傳感器在輸入量不變的情況下，輸出量隨時間變化的現(xiàn)象。4、傳感器的靈敏度是指。6、衡量傳感器的靜態(tài)特性的指標包含、、和漂移。7、一個高精度的傳感器必須有良好的轉換。9、階躍響應特性是指在輸入為時，傳感器的輸出隨的變化特性。常用響應曲線的上升時間、響應時間、超調量作為評定指標。11、某位移傳感器，當輸入量變化5mm時，輸出電壓變化300mv，其靈敏度為四、簡答題1、什么是傳感器的靜態(tài)特性？它有哪些性能指標？如何用公式表征這些性能指標？2、什么是傳感器的動態(tài)特性？其分析方法有哪幾種？3、什么是傳感器的靜特性？主要指標有哪些？有何實際意義？4、什么是傳感器的基本特性?傳感器的基本特性主要包括哪兩大類？解釋其定義并分別列出描述這兩大特性的主要指標。(要求每種特性至少列出2種常用指標)五、計算題1、試求下列一組數(shù)據(jù)的端點線性度：2、試計算某壓力傳感器的遲滯誤差和重復性誤差（一組測試數(shù)據(jù)如下表示）。電阻式傳感器習題一、單項選擇題1、為減小或消除非線性誤差的方法可采用（b）。a.提高供電電壓b.提高橋臂比c.提高橋臂電阻值d.提高電壓靈敏度2、全橋差動電路的電壓靈敏度是單臂工作時的（c）。a.不變b.2倍c.4倍d.6倍3、通常用應變式傳感器測量(c)。a.溫度b．密度c．加速度d．電阻4、影響金屬導電材料應變靈敏系數(shù)k的主要因素是（a）。a．導電材料電阻率的變化b．導電材料幾何尺寸的變化c．導電材料物理性質的變化d．導電材料化學性質的變化5、產生應變片溫度誤差的主要原因有（a）。a．電阻絲有溫度系數(shù)b．試件與電阻絲的線膨脹系數(shù)相同c．電阻絲承受應力方向不同d．電阻絲與試件材料不同6、電阻應變片的線路溫度補償方法有（b）。a．差動電橋補償法b．補償塊粘貼補償應變片電橋補償法c．補償線圈補償法d．恒流源溫度補償電路法7、利用相鄰雙臂橋檢測的應變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差?。╟）。a．兩個橋臂都應當用大電阻值工作應變片b．兩個橋臂都應當用兩個工作應變片串聯(lián)c．兩個橋臂應當分別用應變量變化相反的工作應變片8、關于電阻應變片，下列說法中正確的是（d）a．應變片的軸向應變小于徑向應變b．金屬電阻應變片以壓阻效應為主c．半導體應變片以應變效應為主d．金屬應變片的靈敏度主要取決于受力后材料幾何尺寸的變化9、金屬絲的電阻隨著它所受的機械變形(拉伸或壓縮)的大小而發(fā)生相應的變化的現(xiàn)象稱為金屬的（b）。a.電阻形變效應b.電阻應變效應c.壓電效應d.壓阻效應10、（d）是采用真空蒸發(fā)或真空沉積等方法，將電阻材料在基底上制成一層各種形式敏感柵而形成應變片。這種應變片靈敏系數(shù)高，易實現(xiàn)工業(yè)化生產，是一種很有前途的新型應變片。a.箔式應變片b.半導體應變片c.沉積膜應變片d.薄膜應變片11、由(a)和應變片．以及一些附件(補償元件、保護罩等)組成的裝置稱為應變式傳感器。a.彈性元件b.調理電路c.信號采集電路d.敏感元件12、直流電橋平衡的條件是（a）。b相對兩臂電阻的比值相等c相臨兩臂電阻的比值不相等d所有電阻都相等13、直流電橋的平衡條件為（b）a．相鄰橋臂阻值乘積相等b．相對橋臂阻值乘積相等c．相對橋臂阻值比值相等d．相鄰橋臂阻值之和相等二、填空題1、單位應變引起的電阻值變化量稱為電阻絲的靈敏度系數(shù)。2、產生電阻應變片溫度誤差的主要因素有的影響和膨脹系數(shù)的影響。3、直流電橋平衡條件是4、直流電橋的電壓靈敏度與電橋的供電電壓的關系是5、電阻應變片的溫度補償中，若采用電橋補償法測量應變時，工作應變片粘貼在被測試件表面上，補償應變片粘貼在與被測試件完全相同的補償塊上，且補償應變片不承受應變。6、半導體應變片工作原理是基于7、電阻應變片的配用測量電路采用差動電橋時，不僅可以消除同時還能起到【篇三：13傳感器技術與應用答案】xt>習題1l.1檢測系統(tǒng)由哪幾部分組成?說明各部分的作用。答：檢測系統(tǒng)是由被測對象、傳感器、數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)、數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)和數(shù)據(jù)顯示環(huán)節(jié)構成。傳感器是把被測量轉換成電學量的裝置，顯然，傳感器是檢測系統(tǒng)與被測對象直接發(fā)生聯(lián)系的部件，是檢測系統(tǒng)最重要的環(huán)節(jié)，檢測系統(tǒng)獲取信息的質量往往是由傳感器的性能確定的。數(shù)據(jù)傳輸、處理環(huán)節(jié)，又稱之為測量電路，它的作用是將傳感器的輸出信號轉換成易于測量的電壓或電流信號。數(shù)據(jù)顯示記錄環(huán)節(jié)是檢測人員和檢測系統(tǒng)聯(lián)系的主要環(huán)節(jié)，主要作用是使人們了解被測量的大小或變化的過程。常用的有模擬顯示、數(shù)字顯示和圖像顯示三種。1.2傳感器的型號有幾部分組成？各部分有何意義?答：傳感器是由敏感元件、轉換元件和測量電路組成，敏感元件：直接感受被測量的變化，并輸出與被測量成確定關系的某一物理量的元件，它是傳感器的核心。轉換元件：將敏感元件輸出的物理量轉換成適于傳輸或測量電信號的元件。測量電路：將轉換元件輸出的電信號進行進一步轉換和處理的部分，如放大、濾波、線性化、補償?shù)?，以獲得更好的品質特性，便于后續(xù)電路實現(xiàn)顯示、記錄、處理及控制等功能。1.3測量穩(wěn)壓電源輸出電壓隨負載變化的情況時，應當采用何種測量方法?如何進行?答：直接測量。使用電壓表進行測量，對儀表讀數(shù)不需要經過任何運算，直接表示測量所需要的結果。1.4某線性位移測量儀，當被測位移由4.5mm變到5.0mm時，位移測量儀的輸出電壓由3.5v減至2.5v，試求該儀器的靈敏度。解:靈敏度s=(3.5-2.5)v/(5.0-4.5)mm=2v/mm1.5有三臺測溫儀表，量程均為0~800℃，精度等級分別為2.5級、2.0級和1.5級，現(xiàn)要測量500℃的溫度，要求相對誤差不超過2.5％，選那臺儀表合理?答：2.5級時的最大絕對誤差值為20℃，測量500℃時的相對誤差為4％；2.0級時的最大絕對誤差值為16℃，測量500℃時的相對誤差為3.2％；1.5級時的最大絕對誤差值為12℃，測量500℃時的相對誤差為2.4％。因此，應該選用1.5級的測溫儀器1.6什么是系統(tǒng)誤差和隨機誤差?準確度和精密度的含義是什么?它們各反映何種誤差?答：系統(tǒng)誤差(簡稱系差)：在一定的條件下，對同一被測量進行多次重復測量，如果誤差按照一定的規(guī)律變化，則把這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差決定了測量的準確度。系統(tǒng)誤差是有規(guī)律性的，因此可以通過實驗或引入修正值的方法一次修正給以消除。隨機誤差(簡稱隨差，又稱偶然誤差)：由大量偶然因素的影響而引起的測量誤差稱為隨機誤差。對同一被測量進行多次重復測量時，隨機誤差的絕對值和符號將不可預知地隨機變化，但總體上服從一定的統(tǒng)計規(guī)律。隨機誤差決定了測量的精密度。隨機誤差不能用簡單的修正值法來修正，只能通過概率和數(shù)理統(tǒng)計的方法去估計它出現(xiàn)的可能性。系統(tǒng)誤差越小，測量結果準確度越高；隨機誤差越小，測量結果精密度越高。如果一個測量數(shù)據(jù)的準確度和精密度都很高，就稱此測量的精確度很高。精密度：要求所加工的零件的尺寸達到的準確程度,也就是容許誤差的大小,容許誤差大的精密度低,容許誤差小的精密度高;簡稱“精度”正確度：是表示測量結果中系統(tǒng)誤差大小的程度。統(tǒng)計學上，正確度能成功估計一數(shù)量的正確值。有時和精確度定義相同。1.7等精度測量某電阻10次，得到的測量列如下：試求10次測量的算術平均值。解：求10次測量的算術平均值：r1?r2???rn10i?1167.95?167.45?167.60?167.60?167.87?167.88?168.00?167.85?167.82?167.608?10?167.763???10習題22.1試簡述金屬電阻應變片與半導體材料的電阻應變效的區(qū)別。答：都是基于壓阻效應，也就是受到壓力時其電阻值會發(fā)生變化，但半導體應變片的靈敏系數(shù)比金屬應變片要大很多，用于大信號輸出的場合，但是機械強度低，受溫度影響大。金屬應變片機械強度高，靈敏度低，成本也低。解：由于不知是何種工作方式，可設為n，故可得：k?u2?10?10?3u0???10mvnn得n要小于2，故應采用全橋工作方式。2.3試簡述直流測量電橋和交流測量電橋的區(qū)別。答：直流電橋是得出的為靜態(tài)點數(shù)據(jù)，交流電橋得出的為動態(tài)點數(shù)據(jù)，不過交流電橋得動態(tài)點數(shù)據(jù)為靜態(tài)點數(shù)據(jù)的積分——范圍在靜態(tài)點數(shù)據(jù)線上波動而已。2.4.試簡述電位器式位移傳感器的工作原理。答：電位器是人們常用到的一種電子元件，它作為傳感器可以將機械位移或其他能轉換為其有一定函數(shù)關系的電阻值的變化，從而引起輸出電壓的變化。所以它是一個機電傳感元件。k?u4?2?10?3k?u??2?10?3v；雙臂時u0?變?yōu)?000時應為u0?，所以應變?yōu)?421k?u4?2?10?6??4?10?6v，應變?yōu)闀ru0?221000時應為k?u4?2?10?3u0???4?10?3v；全橋時u0?k?u，所以應變?yōu)?時22u0?8?10?6/v，應變?yōu)?000時應為u0?8?10?3v。從上面的計算可知：單臂時靈敏度最低，雙臂時為其兩倍，全橋時最高，為單臂的四倍。2.7試簡述電阻應變片式測力傳感器的工作原理。答：電阻應變式傳感器是基于這樣一個原理：彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應變片（轉換元件）也隨同產生變形，電阻應變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減?。俳浵鄳臏y量電路把這一電阻變化轉換為電信號（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號的過程。2.10試簡述電阻應變片實現(xiàn)溫度補償?shù)姆椒?。答：電阻應變片由于溫度效應引起的誤差為溫度誤差。產生溫度誤差的原因有電阻絲的電阻率隨溫度發(fā)生變化；電阻絲和試件的線膨脹系數(shù)不同使其產生附加形變。溫度誤差給測量結果的精確度產生很大的影響，在實際測量中要采取措施進行溫度補償：自補償法和線路補償法。2.11試簡述壓阻式壓力、加速度傳感器的工作原理。答：壓阻式壓力傳感器中晶體是各向異性的，非晶體是各向同性的。某些晶體介質，當沿著一定方向受到機械力作用發(fā)生變形時，就產生了極化效應；當機械力撤掉之后，又會重新回到不帶電的狀態(tài)，也就是受到壓力的時候，某些晶體可能產生出電的效應。壓阻式加速度傳感器，它采用硅懸臂梁結構。在硅懸臂梁的自由端裝有敏感質量塊，在梁的根部，擴散四個性能一致的電阻，當懸臂梁自由端的質量塊受到外界加速度作用時，將感受到的加速度轉變?yōu)閼T性力，使懸臂梁受到彎矩作用，產生應力。這時硅梁上四個電阻條的阻值發(fā)生變化，使電橋產生不平衡，從而輸出與外界的加速度成正比的電壓值。習題33.1試簡述變氣隙電感式壓力傳感器及差動式變氣隙電感壓力傳感器的工作原理。答：變氣隙電感式壓力傳感器的工作原理：置于一金屬膜片兩側的兩個電感器件與膜片保持一定間隙,并與膜片組成兩壓力腔,當介質壓力或壓差進入兩側的壓力腔體中,膜片將向一側偏移(壓力小的一側),使膜片與兩電感器件之間