傳感器與檢測(cè)技術(shù)課后答案重點(diǎn)習(xí)題

1、第二章 4、解：是r/r=2（l/l）。因?yàn)殡娮枳兓适莚/r=0.001，所以l/l（應(yīng)變）=0.0005= 因5解： （1），解：（2）設(shè)橋臂比，分母中可忽略，并考慮到平衡條件，則上式可寫(xiě)為：6、單臂電橋存在非線性誤差，試說(shuō)明解決方法。解：為了減小和克服非線性誤差，常采用差動(dòng)電橋在試件上安裝兩個(gè)工作應(yīng)變片，一個(gè)受拉應(yīng)變，一個(gè)受壓應(yīng)變，接入電橋相鄰橋臂，稱(chēng)為半橋差動(dòng)電路，由教材中的式（2-42）可知，uo與r1/r1呈線性關(guān)系，差動(dòng)電橋無(wú)非線性誤差，而且電橋電壓靈敏度kv=e/2，比單臂工作時(shí)提高一倍，同時(shí)還具有溫度補(bǔ)償作用。1 為什么電感式傳感器一般都采用差動(dòng)形式? 解：差動(dòng)式結(jié)構(gòu)，除了可

2、以改善非線性，提高靈敏度外，對(duì)電源電壓、頻率的波動(dòng)及溫度變化等外界影響也有補(bǔ)償作用；作用在銜鐵上的電磁力，是兩個(gè)線圈磁力之差，所以對(duì)電磁力有一定的補(bǔ)償作用，從而提高了測(cè)量的準(zhǔn)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(wèn)：（1）如果極板間距離變化量，電容的變化量是多少？（2）如果測(cè)量電路的靈敏度，讀數(shù)儀表的靈敏度（格mv）在時(shí)，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(jiǎn)述電容式傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)。解：優(yōu)點(diǎn)：(1) 溫度穩(wěn)定

3、性好(2) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單(3) 動(dòng)態(tài)響應(yīng)好（4）可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，具有平均效應(yīng)缺點(diǎn)：（1）輸出阻抗高，負(fù)載能力差（2）寄生電容影響大4電容式傳感器測(cè)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(cè)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(guān)系的電壓、電流或者頻率。電容轉(zhuǎn)換電路有調(diào)頻電路、運(yùn)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(cè)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(cè)

4、量誤差較小，它的測(cè)量電路通常需要接入一個(gè)高輸入阻抗的前置放大器，所以不能用來(lái)測(cè)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(chǎng)，傳感器的靈敏度系數(shù)為，試求其輸出霍爾電勢(shì)及載流子濃度。 （） 解：，式中kh=rh/d稱(chēng)為霍爾片的靈敏度所以輸出的霍爾電勢(shì)為，因?yàn)椋街辛顁h=-1/（ne），稱(chēng)之為霍爾常數(shù)，其大小取決于導(dǎo)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(guò)磁電作用將被測(cè)量（如振動(dòng)、位移、轉(zhuǎn)速等）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種傳感器。磁電感應(yīng)式傳感器也稱(chēng)為電動(dòng)式傳感器或感應(yīng)式傳感器。磁電感應(yīng)式傳感器是利用導(dǎo)體和磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電動(dòng)式的

5、，它不需要輔助電源就能把被測(cè)對(duì)象的機(jī)械量轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的電信號(hào)，是有源傳感器。電感式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理將被測(cè)非電量如位移、壓力、流量、重量、振動(dòng)等轉(zhuǎn)換成線圈自感量l或互感量m的變化，再由測(cè)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(duì)的熱電勢(shì)，材料b與鉑配對(duì)的熱電勢(shì)，試求出此條件下材料a與材料b配對(duì)后的熱電勢(shì)。解：根據(jù)熱電偶基本定律中的參考電極定律可知，當(dāng)結(jié)點(diǎn)溫度為t，t0時(shí)，用導(dǎo)體a，b組成的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)等于ac熱電偶和cb熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)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(cè)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(cè)量?jī)x表之間連接導(dǎo)線的電阻因環(huán)境溫度變化所引起的測(cè)量誤差。四線制可以完全消除引線電阻對(duì)測(cè)量的影響，用于高精度溫度檢測(cè)。工業(yè)用鉑電阻測(cè)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(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的原理進(jìn)行測(cè)溫的。熱電阻傳感器的測(cè)量精度高；有較大的測(cè)量范圍，它可測(cè)量200500的溫度；易于使用在自動(dòng)測(cè)量和遠(yuǎn)距離測(cè)量中。熱電阻由電阻體、保護(hù)套和接線盒等部件組成。其結(jié)構(gòu)形式可根據(jù)實(shí)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?zé)Y(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(diǎn)：電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；電阻率高，熱慣性小；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(yīng)和外光電效應(yīng)的光電器件。解：外光電效應(yīng)，如光電管、光電倍增管等。內(nèi)光電效應(yīng)，如光敏電阻、光電池和光敏晶體管等十一章1 解：絕對(duì)誤差：=142-140=2相對(duì)誤差=標(biāo)稱(chēng)相對(duì)誤差即=引用誤差=3壓力傳感器測(cè)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(biāo)準(zhǔn)量值的不準(zhǔn)確及儀表刻度的不準(zhǔn)確而引起的誤差。對(duì)于系統(tǒng)誤差應(yīng)通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(cè)量系統(tǒng)中含有粗大誤差？解：明顯偏離測(cè)量結(jié)果的誤差稱(chēng)為粗大誤差，又稱(chēng)疏忽誤差。這類(lèi)誤差是由于測(cè)量者疏忽大意或環(huán)境條件的突然變化而引起的。對(duì)于粗大誤差，首先應(yīng)設(shè)法判斷是否存在，然后將其剔除。6測(cè)得某檢測(cè)裝置的一組輸入輸出數(shù)據(jù)如題表11-