河南工業(yè)大學(xué)傳感器考試提綱

1、第第1 1章章 | 1.1 1.1 某位移傳感器，在輸入量變化某位移傳感器，在輸入量變化5 mm5 mm時(shí)，輸出電壓變時(shí)，輸出電壓變 化為化為300 mV,300 mV,求其靈敏度。求其靈敏度。 解：解： | 1.2 1.2 某測(cè)量系統(tǒng)由傳感器、放大器和記錄儀組成，各環(huán)某測(cè)量系統(tǒng)由傳感器、放大器和記錄儀組成，各環(huán) 節(jié)的靈敏度為：節(jié)的靈敏度為：S S1 1=0.2mV/=0.2mV/、S S2 2=2.0V/mV=2.0V/mV、S S3 3=5.0mm/V=5.0mm/V， 求系統(tǒng)的總的靈敏度求系統(tǒng)的總的靈敏度。 解：解： 6 0 1 05 1 03 0 0 3 3 X U k CmmSSSS

2、/20 . 50 . 22 . 0 321 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) |1.3 1.3 測(cè)得某檢測(cè)裝置的一組輸入輸出數(shù)據(jù)如下：測(cè)得某檢測(cè)裝置的一組輸入輸出數(shù)據(jù)如下： a)a)試用最小二乘法擬合直線，求其線性度和靈敏度；試用最小二乘法擬合直線，求其線性度和靈敏度； b)b)用用C C語(yǔ)言編制程序在微機(jī)上實(shí)現(xiàn)。語(yǔ)言編制程序在微機(jī)上實(shí)現(xiàn)。 解：解： bkxy)(bkxy iii 2 2 )( ii iiii xxn yxyxn k 2 2 2 )( )( ii iiiii xxn yxxyx b 68. 0k25. 0b 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) x0.92.53.34.55.76.

3、7 y1.11.62.63.24.05.0 第第1 1章章 |1.31.3 擬合直線靈敏度擬合直線靈敏度 0.68,0.68,線性度線性度 7%7% 25. 068. 0 xy %7 5 35. 0 %100 max FS L y L 238. 0 1 35. 0 2 16. 0 3 11. 0 4 126. 0 5 194. 0 6 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第1 1章章 |1.4 1.4 某溫度傳感器為時(shí)間常數(shù)某溫度傳感器為時(shí)間常數(shù) T=3s T=3s 的一階系統(tǒng)，的一階系統(tǒng)， 當(dāng)傳感器受突變溫度作用后，試求傳感器指示出當(dāng)傳感器受突變溫度作用后，試求傳感器指示出 溫差的溫差的1/

4、31/3和和1/21/2所需的時(shí)間。所需的時(shí)間。 解：設(shè)溫差為解：設(shè)溫差為R,R,測(cè)此溫度傳感器受幅度為測(cè)此溫度傳感器受幅度為R R的階躍響應(yīng)的階躍響應(yīng) 為為( (動(dòng)態(tài)方程不考慮初態(tài)動(dòng)態(tài)方程不考慮初態(tài)) ) )1 ( 3/t eRty 當(dāng) 3 R ty時(shí)22. 1 3 2 ln3t 當(dāng) 2 R ty時(shí)08. 2 2 1 ln3t 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第1 1章章 |1.5 1.5 某傳感器為一階系統(tǒng)，當(dāng)受階躍函數(shù)作用時(shí)，在某傳感器為一階系統(tǒng)，當(dāng)受階躍函數(shù)作用時(shí)，在 t=0t=0時(shí)，輸出為時(shí)，輸出為10mV;t10mV;t時(shí)，輸出為時(shí)，輸出為100mV;100mV;在在t=5st

5、=5s時(shí)，時(shí)， 輸出為輸出為50mV,50mV,試求該傳感器的時(shí)間常數(shù)。試求該傳感器的時(shí)間常數(shù)。 解：此題與爐溫實(shí)驗(yàn)的測(cè)飛升曲線類(lèi)似解：此題與爐溫實(shí)驗(yàn)的測(cè)飛升曲線類(lèi)似: : )1 (9010 /Tt ety 由 505 y51. 8 9 5 ln 5 T 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第1 1章章 |1.8 1.8 什么是傳感器的靜特性？有哪些主要指標(biāo)？什么是傳感器的靜特性？有哪些主要指標(biāo)？ 答：靜特性是當(dāng)輸入量為常數(shù)或變化極慢時(shí)，傳感器的答：靜特性是當(dāng)輸入量為常數(shù)或變化極慢時(shí)，傳感器的 輸入輸出特性，其主要指標(biāo)有線性度、遲滯、重復(fù)性、輸入輸出特性，其主要指標(biāo)有線性度、遲滯、重復(fù)性、 分

6、辨力、穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、各種抗干擾穩(wěn)定性。分辨力、穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、各種抗干擾穩(wěn)定性。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第1 1章章 |1.11 1.11 試求下列一組數(shù)據(jù)的各種線性度：試求下列一組數(shù)據(jù)的各種線性度： 1)1)理論（絕對(duì)）線性度，給定方程為理論（絕對(duì)）線性度，給定方程為y=2.0 x;y=2.0 x; 2)2)端點(diǎn)線性度；端點(diǎn)線性度； 3)3)最小二乘線性度。最小二乘線性度。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回 x123456 y2.204.005.987.910.1012.05 圖庫(kù)圖庫(kù) 第第1 1章章 |1.111.11 解：解： 理論線性度：理論線性度： 端點(diǎn)線性度：端點(diǎn)線

7、性度： 由兩端點(diǎn)做擬和直線由兩端點(diǎn)做擬和直線 中間四點(diǎn)與擬合直線誤差：中間四點(diǎn)與擬合直線誤差：0.17 0.16 0.21 0.080.17 0.16 0.21 0.08 所以，所以， %4 . 0 05.12 6205.12 %100 max FS L y L 23. 097. 1xy 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) %74. 1 05.12 21. 0 %100 max FS L y L 第第1 1章章 |1.111.11 最小二乘線性度：最小二乘線性度： 所以，所以， 98. 1 105 41.208 2121916 23.422154.1826 )( 2 2 ii iiii xxn

8、yxyxn k 09. 0 105 59. 9 2121916 54.1822123.4291 )( )( 2 2 2 ii iiiii xxn yxxyx b 09. 098. 1xbkxy 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第1 1章章 13. 0 1 )(bkxy iii 07.0 1 05.0 2 05.0 3 11.0 4 11.0 5 08.0 6 %09.0 05.12 11.0 %100 max FS L y L )(bkxy iii 07.0 1 05.0 2 05.0 3 11.0 4 11.0 5 08.0 6 %09.0 05.12 11.0 %100 max FS

9、L y L |1.111.11 )(bk xy iii 0 7.0 1 0 5.0 2 0 5.0 3 1 1.0 4 1 1.0 5 0 8.0 6 %0 9.0 0 5.1 2 1 1.0 %1 0 0 ma x FS L y L 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) %08. 1 05.12 13. 0 %100 max FS L y L 第第2 2章章 |2.2 2.2 如圖如圖F1-1F1-1所示電路是電阻應(yīng)變儀中所用的不所示電路是電阻應(yīng)變儀中所用的不 平衡電橋的簡(jiǎn)化電路，圖中平衡電橋的簡(jiǎn)化電路，圖中R R2 2=R=R3 3=R=R是固定電阻，是固定電阻， R R1 1與與R R4 4

10、是電阻應(yīng)變片，工作時(shí)是電阻應(yīng)變片，工作時(shí)R R1 1受拉，受拉，R R4 4受壓，受壓， R表示應(yīng)變片發(fā)生應(yīng)變后，電阻值的變化量。表示應(yīng)變片發(fā)生應(yīng)變后，電阻值的變化量。 當(dāng)應(yīng)變片不受力，無(wú)應(yīng)變時(shí)當(dāng)應(yīng)變片不受力，無(wú)應(yīng)變時(shí)R=0，橋路處于平，橋路處于平 衡狀態(tài)，當(dāng)應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時(shí)，橋路失去了衡狀態(tài)，當(dāng)應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時(shí)，橋路失去了 平衡，這時(shí)，就用橋路輸出電壓平衡，這時(shí)，就用橋路輸出電壓Ucd表示應(yīng)變片表示應(yīng)變片 應(yīng)變后的電阻值的變化量。試證明應(yīng)變后的電阻值的變化量。試證明: U Ucd cd=-(E/2)(R/R) =-(E/2)(R/R) 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第2 2章章

11、 |2.22.2 證：證： 略去略去 的第二項(xiàng)，即可得的第二項(xiàng)，即可得 RRR 1 RRR 4 cd UUU dbcb E RRR R E RRR R E RR RR 22 4 2 R R RE Ucd 2 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第2 2章章 |2.32.3說(shuō)明電阻應(yīng)變片的組成和種類(lèi)。電阻應(yīng)變片說(shuō)明電阻應(yīng)變片的組成和種類(lèi)。電阻應(yīng)變片 有哪些主要特性參數(shù)？有哪些主要特性參數(shù)？ 答：答：金屬電阻應(yīng)變片由四部分組成：敏感柵、基底、金屬電阻應(yīng)變片由四部分組成：敏感柵、基底、 蓋層、粘結(jié)劑、引線。分為金屬絲式和箔式。蓋層、粘結(jié)劑、引線。分為金屬絲式和箔式。 其主要特性參數(shù)：靈敏系數(shù)、橫向效

12、應(yīng)、機(jī)械其主要特性參數(shù)：靈敏系數(shù)、橫向效應(yīng)、機(jī)械 滯后、零漂及蠕變、溫度效應(yīng)、應(yīng)變極限、疲勞壽滯后、零漂及蠕變、溫度效應(yīng)、應(yīng)變極限、疲勞壽 命、絕緣電阻、最大工作電流、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。命、絕緣電阻、最大工作電流、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第2 2章章 | 2.5 2.5 一個(gè)量程為一個(gè)量程為10kN10kN的應(yīng)變式測(cè)力傳感器，其彈的應(yīng)變式測(cè)力傳感器，其彈 性元件為薄壁圓筒軸向受力，外徑性元件為薄壁圓筒軸向受力，外徑20mm,20mm,內(nèi)徑內(nèi)徑18mm,18mm, 在其表面粘貼八各應(yīng)變片，四個(gè)沿周向粘貼，應(yīng)在其表面粘貼八各應(yīng)變片，四個(gè)沿周向粘貼，應(yīng) 變片的電阻值均為變片的

13、電阻值均為120120,靈敏度為靈敏度為2.0,2.0,波松比為波松比為 0.3,0.3,材料彈性模量材料彈性模量E=2.1E=2.1101011 11Pa Pa。要求：。要求： | 繪出彈性元件貼片位置及全橋電路；繪出彈性元件貼片位置及全橋電路； | 計(jì)算傳感器在滿(mǎn)量程時(shí)，各應(yīng)變片電阻變化；計(jì)算傳感器在滿(mǎn)量程時(shí)，各應(yīng)變片電阻變化； | 當(dāng)橋路的供電電壓為當(dāng)橋路的供電電壓為10V10V時(shí)，計(jì)算傳感器的輸出時(shí)，計(jì)算傳感器的輸出 電壓。電壓。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第2 2章章 |2.52.5 解：解： 圖2-32(c) 圓桶截面積 622 107.59 rRA 應(yīng)變片1,2,3,4

14、感受的是縱向應(yīng)變,有 x 4321 應(yīng)變片5,6,7,8感受的是縱向應(yīng)變,有 y 8765 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第2 2章章 |2.52.5 解：解： 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第2 2章章 |2.52.5 K U R RRRRU U 44 6251 6251 AE F K U K U K U xyx 1 2 1 22 其中 A 為圓桶的截面積, 為泊桑比,E 為彈性模量, F 為外加負(fù)載力,K 為靈敏系數(shù). 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第2 2章章 |2.52.5 滿(mǎn)量程時(shí)：滿(mǎn)量程時(shí)： 191. 0120 101 . 2107 .59 1010 0 . 2

15、116 3 4321 R AE F KRKRRRR x 057. 0191. 03 . 0 18765 RRRRR AE F K U U1 2 F F 6 46 10037. 1 101 . 2107 .59 3 . 010 . 2 2 10 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第2 2章章 |2.9 2.9 應(yīng)變片產(chǎn)生溫度誤差的原因及減小或補(bǔ)償應(yīng)變片產(chǎn)生溫度誤差的原因及減小或補(bǔ)償 溫度誤差的方法是什么？溫度誤差的方法是什么？ 答：答： 在外界溫度變化的條件下，由于敏感柵溫 度系數(shù) t 及柵絲與試件膨脹系數(shù)（ sg 與） 之差異性而產(chǎn)生虛假應(yīng)變輸出有時(shí)會(huì)產(chǎn)生與 真實(shí)應(yīng)變同數(shù)量級(jí)的誤差。 方法：

16、自補(bǔ)償法 線路補(bǔ)償法 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第2 2章章 | 2.10 2.10 今有一懸臂梁，在其中上部上、下兩面各貼兩片應(yīng)今有一懸臂梁，在其中上部上、下兩面各貼兩片應(yīng) 變片，組成全橋，如圖變片，組成全橋，如圖F1-5F1-5所示。該梁在其懸臂梁一端所示。該梁在其懸臂梁一端 受一向下力受一向下力F=0.5N,F=0.5N,試求此時(shí)這四個(gè)應(yīng)變片的電阻值。已試求此時(shí)這四個(gè)應(yīng)變片的電阻值。已 知：應(yīng)變片靈敏系數(shù)知：應(yīng)變片靈敏系數(shù)K=2.1;K=2.1;應(yīng)變片空載電阻應(yīng)變片空載電阻R R0 0=120=120。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回 cmW cml F WEt xl x 6 25

17、)(6 2 lx PaE mmt 2 1 1070 3 5 圖庫(kù)圖庫(kù) |2.102.10 解：解： 10. 0 )003. 0(107006. 0 5 . 0) 2 25. 0 25. 0(6 6 252 WEt Fxl x 2 .2510. 01201 . 2 0 x kRR 2 .1452 .25120 031 RRRR 8 .942 .25120 042 RRRR 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第3 3章章 |3.1 3.1 電感式傳感器有哪些種類(lèi)？它們的工作原理電感式傳感器有哪些種類(lèi)？它們的工作原理 是什么？是什么？ 答：答：種類(lèi)：自感式、渦流式、差動(dòng)式、變壓式、壓種類(lèi)：自感式、

18、渦流式、差動(dòng)式、變壓式、壓 磁式、感應(yīng)同步器磁式、感應(yīng)同步器 原理：自感、互感、渦流、壓磁原理：自感、互感、渦流、壓磁 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) |3.2 3.2 推導(dǎo)差動(dòng)自感式傳感器的靈敏度，并與單極推導(dǎo)差動(dòng)自感式傳感器的靈敏度，并與單極 式相比較。式相比較。 答：答： 差動(dòng)式靈敏度：差動(dòng)式靈敏度： 0 00 2 0 2l SW L 1 22)( 2 0 0 0 00 2 0 00 2 0 00 2 0 ll l l SW l SW ll SW LLL .1 2 2 000 0 l l l l l L S 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 單極式傳感器靈敏度：?jiǎn)螛O式傳感器靈敏度： 比

19、較后可見(jiàn)靈敏度提高一倍，非線性大大減少。比較后可見(jiàn)靈敏度提高一倍，非線性大大減少。 .1 2 000 0 l l l l l L S |3.2 3.2 推導(dǎo)差動(dòng)自感式傳感器的靈敏度，并與單極推導(dǎo)差動(dòng)自感式傳感器的靈敏度，并與單極 式相比較。式相比較。 答：答： 0 00 2 0 2l SW L 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) )( 1 1 0 0 00 1 l l l l ll l L L , l 0 2 0 0 0 2 0 0 01 2)(2l WS ll WS LLL 1 20 0 0 2 0 0 ll l l WS ll l L 0 0 lll0 對(duì)上式作線性處理，對(duì)上式作線性處理，

20、忽略高次項(xiàng)忽略高次項(xiàng) l l L L 0 0 1 0 0 l L l L S . 3 0 2 000 1 l l l l l l L L 時(shí)，當(dāng)1 0 l l 泰勒級(jí)數(shù)： 忽略高次項(xiàng)忽略高次項(xiàng), 單極式傳感器靈敏度：?jiǎn)螛O式傳感器靈敏度： .1 2 000 0 l l l l l L S v 差動(dòng)式原理：差動(dòng)式原理： 差動(dòng)變隙式由兩個(gè)相差動(dòng)變隙式由兩個(gè)相 同的線圈和磁路組成。同的線圈和磁路組成。 當(dāng)被測(cè)量通過(guò)導(dǎo)桿使當(dāng)被測(cè)量通過(guò)導(dǎo)桿使 銜鐵上下位移時(shí)，兩個(gè)回銜鐵上下位移時(shí)，兩個(gè)回 路中磁阻發(fā)生大小相等、路中磁阻發(fā)生大小相等、 方向相反的變化，形成差方向相反的變化，形成差 動(dòng)形式。動(dòng)形式。 .1 3

21、 0 2 00 01 l l l l l l LL .1 3 0 2 00 02 l l l l l l LL )(20 2 0 0 1 ll WS L )(20 2 0 0 2 ll WS L 0 02 l L S .2 5 0 3 00 012 l l l l l l LLLL 第第3 3章章 |3.4 3.4 分析分析變間隙式變間隙式電感傳感器出現(xiàn)非線性的原因，電感傳感器出現(xiàn)非線性的原因， 并說(shuō)明如何改善？并說(shuō)明如何改善？ 答：答： 從上式可知從上式可知L與與之間是非線性關(guān)系之間是非線性關(guān)系,銜鐵位移引起銜鐵位移引起 的氣隙變化的氣隙變化,原因是改變了空氣隙長(zhǎng)度原因是改變了空氣隙長(zhǎng)度 變

22、間隙式電感傳感器的測(cè)量范圍變間隙式電感傳感器的測(cè)量范圍L0與靈敏度與靈敏度S及線及線 性度相矛盾性度相矛盾, 為了減小非線性誤差為了減小非線性誤差, 實(shí)際測(cè)量中廣實(shí)際測(cè)量中廣 泛采用差動(dòng)變隙式電感傳感器。泛采用差動(dòng)變隙式電感傳感器。改善方法是讓初始改善方法是讓初始 空氣隙距離盡量小，同時(shí)靈敏度的非線性也將增加，空氣隙距離盡量小，同時(shí)靈敏度的非線性也將增加， 這樣的話(huà)最好使用差動(dòng)式傳感器，其靈敏度增加非線這樣的話(huà)最好使用差動(dòng)式傳感器，其靈敏度增加非線 性減少。性減少。 .1 2 2 000 0 l l l l l L S 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) l sw R w L m 2 00 22

23、 第第3 3章章 |3.5 3.5 圖圖F1-7F1-7所示一簡(jiǎn)單電感式傳感器。尺寸已示所示一簡(jiǎn)單電感式傳感器。尺寸已示 于圖中。磁路取為中心磁路，不記漏磁，設(shè)鐵心于圖中。磁路取為中心磁路，不記漏磁，設(shè)鐵心 及銜鐵的相對(duì)磁導(dǎo)率為及銜鐵的相對(duì)磁導(dǎo)率為10104 4，空氣的相對(duì)磁導(dǎo)率，空氣的相對(duì)磁導(dǎo)率 為為1 1，真空的磁導(dǎo)率為，真空的磁導(dǎo)率為4 41010-7 -7H H m m-1 -1, ,試計(jì)算氣 試計(jì)算氣 隙長(zhǎng)度為零及為隙長(zhǎng)度為零及為2mm2mm時(shí)的電感量。圖中所注尺寸時(shí)的電感量。圖中所注尺寸 單位均為單位均為mm.mm. 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第3 3章章 |3.53.5

24、 解：解： m R IW ， m R W I W I L 2 又 n i ii i m RR S l S l R 1 0 00 0 2 256. 1 003. 0010. 010 045. 0 003. 0015. 010 016. 0 003. 0002. 010 045. 0 444 1 n i ii i S l R 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第3 3章章 |3.53.5 07. 7 1530104 002. 0 22 7 00 0 0 S l R H R W L 4 2 2 102 . 3 256. 1 200 H RR W L 3 2 0 2 108 . 4 07. 7256

25、. 1 200 空氣氣隙為零時(shí)： 空氣氣隙為2mm時(shí)： 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第3 3章章 |3.7 3.7 簡(jiǎn)述電渦流效應(yīng)及構(gòu)成電渦流傳感器的可能簡(jiǎn)述電渦流效應(yīng)及構(gòu)成電渦流傳感器的可能 的應(yīng)用場(chǎng)合。的應(yīng)用場(chǎng)合。 |答：答：電渦流效應(yīng)電渦流效應(yīng)P62P62，有有高頻反射式、低頻透射式高頻反射式、低頻透射式 電渦流傳感器兩種電渦流傳感器兩種，應(yīng)用場(chǎng)合：利用高頻反射測(cè)量，應(yīng)用場(chǎng)合：利用高頻反射測(cè)量 金屬物體的位移、振動(dòng)等參數(shù)的測(cè)量；金屬物體的位移、振動(dòng)等參數(shù)的測(cè)量；有低頻透射渦流有低頻透射渦流 測(cè)厚儀，探傷，描述轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)軌跡軌跡儀。測(cè)厚儀，探傷，描述轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)軌跡軌跡儀。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)

26、上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第3 3章章 |3.8 3.8 簡(jiǎn)述壓磁效應(yīng)，并與應(yīng)變效應(yīng)進(jìn)行比較。簡(jiǎn)述壓磁效應(yīng)，并與應(yīng)變效應(yīng)進(jìn)行比較。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 答：答：壓磁效應(yīng)：某些鐵磁物質(zhì)在外界機(jī)械力的作壓磁效應(yīng)：某些鐵磁物質(zhì)在外界機(jī)械力的作 用下，其內(nèi)部產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，從而引起磁導(dǎo)率的改用下，其內(nèi)部產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，從而引起磁導(dǎo)率的改 變的現(xiàn)象。只有在一定條件下壓磁效應(yīng)才有單位特變的現(xiàn)象。只有在一定條件下壓磁效應(yīng)才有單位特 性，但不是線性關(guān)系。性，但不是線性關(guān)系。 應(yīng)變效應(yīng)：導(dǎo)體產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，它的電阻值應(yīng)變效應(yīng)：導(dǎo)體產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，它的電阻值 相應(yīng)發(fā)生變化。在電阻絲拉伸比例極限內(nèi)，電阻的相

27、應(yīng)發(fā)生變化。在電阻絲拉伸比例極限內(nèi)，電阻的 相對(duì)變化與應(yīng)變成正比。相對(duì)變化與應(yīng)變成正比。 第第4 4章章 | 4.1 4.1 推導(dǎo)差動(dòng)式電容傳感器的靈敏度，并與單極式電容傳推導(dǎo)差動(dòng)式電容傳感器的靈敏度，并與單極式電容傳 感器相比較。感器相比較。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) |解：差動(dòng)式電容傳感器的靈敏度解：差動(dòng)式電容傳感器的靈敏度: : 單極式電容傳感器：?jiǎn)螛O式電容傳感器： 可見(jiàn)差動(dòng)式電容傳感器的靈敏度比單極式提高一倍，可見(jiàn)差動(dòng)式電容傳感器的靈敏度比單極式提高一倍， 而且非線性也大為減小。而且非線性也大為減小。 4 0 2 0 0 0 4 0 2 0 2 0 5 0 3 00 3 0 2

28、 0 3 0 2 00 0 0 0 0 00 1 2 1 2 2 11 11 d d d d d c d d d d d s d c k d d d d d d d s d d d d d d d d d d d d d s d d d s d d d s dd s dd s CCC e 4 0 2 00 0 1 d d d d d c d c ke 第第4 4章章 |4.2 4.2 根據(jù)電容傳感器的工作原理說(shuō)明它的分類(lèi)，根據(jù)電容傳感器的工作原理說(shuō)明它的分類(lèi)， 電容傳感器能夠測(cè)量哪些物理參量？電容傳感器能夠測(cè)量哪些物理參量？ 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 答：原理：由物理學(xué)知，兩個(gè)平行金屬

29、極板組成的電容器。答：原理：由物理學(xué)知，兩個(gè)平行金屬極板組成的電容器。 如果不考慮其邊緣效應(yīng)，其電容為如果不考慮其邊緣效應(yīng)，其電容為C=S/d 式中式中為兩個(gè)極為兩個(gè)極 板間介質(zhì)的介電常數(shù)，板間介質(zhì)的介電常數(shù)，S為兩個(gè)極板對(duì)有效面積，為兩個(gè)極板對(duì)有效面積，d為兩為兩 個(gè)極板間的距離。個(gè)極板間的距離。 由此式知，改變電容由此式知，改變電容C的方法有三：的方法有三： 其一為改變介質(zhì)的介電常數(shù)；其二為改變形成電容的有其一為改變介質(zhì)的介電常數(shù)；其二為改變形成電容的有 效面積；其三為改變各極板間的距離，而得到的電參數(shù)的效面積；其三為改變各極板間的距離，而得到的電參數(shù)的 輸出為電容值的增量輸出為電容值的增

30、量 這就組成了電容式傳感器。這就組成了電容式傳感器。 第第4 4章章 |4.24.2 類(lèi)型：變極距型電容傳感器、變面積型電容傳感類(lèi)型：變極距型電容傳感器、變面積型電容傳感 器、變介電常數(shù)型電容傳感器。器、變介電常數(shù)型電容傳感器。 電容傳感器可用來(lái)測(cè)量直線位移、角位移、振動(dòng)電容傳感器可用來(lái)測(cè)量直線位移、角位移、振動(dòng) 振幅。尤其適合測(cè)溫、高頻振動(dòng)振幅、精密軸系回振幅。尤其適合測(cè)溫、高頻振動(dòng)振幅、精密軸系回 轉(zhuǎn)精度、加速度等機(jī)械量。還可用來(lái)測(cè)量壓力、差轉(zhuǎn)精度、加速度等機(jī)械量。還可用來(lái)測(cè)量壓力、差 壓力、液位、料面、糧食中的水分含量、非金屬材壓力、液位、料面、糧食中的水分含量、非金屬材 料的涂層、油膜

31、厚度、測(cè)量電介質(zhì)的濕度、密度、料的涂層、油膜厚度、測(cè)量電介質(zhì)的濕度、密度、 厚度等厚度等 C 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第4 4章章 |4.4 4.4 總結(jié)電容式傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)，主要應(yīng)用場(chǎng)合總結(jié)電容式傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)，主要應(yīng)用場(chǎng)合 以及使用中應(yīng)注意的問(wèn)題。以及使用中應(yīng)注意的問(wèn)題。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 4.4 答：答：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：a溫度穩(wěn)定性好溫度穩(wěn)定性好 b結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng) c動(dòng)響應(yīng)好動(dòng)響應(yīng)好 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：a可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，具有平均效應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，具有平均效應(yīng) b輸出阻抗高、負(fù)載能力差輸出阻抗高、負(fù)載能力差 c寄生電容影響大寄生電容影響大

32、第第4 4章章 |4.44.4 輸出特性非線性：輸出特性非線性： 電容傳感器作為頻響寬、應(yīng)用廣、非接觸測(cè)量的電容傳感器作為頻響寬、應(yīng)用廣、非接觸測(cè)量的 一種傳感器，在位移、壓力、厚度、物位、濕度、一種傳感器，在位移、壓力、厚度、物位、濕度、 振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、流量及成分分析的測(cè)量等方面得到了振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、流量及成分分析的測(cè)量等方面得到了 廣泛的應(yīng)用。廣泛的應(yīng)用。 使用時(shí)要注意保護(hù)絕緣材料的的絕緣性能；消除使用時(shí)要注意保護(hù)絕緣材料的的絕緣性能；消除 和減小邊緣效應(yīng)；消除和減小寄生電容的影響；防和減小邊緣效應(yīng)；消除和減小寄生電容的影響；防 止和減小外界的干擾。止和減小外界的干擾。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)下頁(yè)

33、上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) |4.5 4.5 試推導(dǎo)圖試推導(dǎo)圖F1-8F1-8所示變電介質(zhì)電容式位移傳感所示變電介質(zhì)電容式位移傳感 器的特性方程器的特性方程C=f(x)C=f(x)。設(shè)真空的介電系數(shù)為。設(shè)真空的介電系數(shù)為0 0, , 2 21 1 ，以及極板寬度為，以及極板寬度為W W。其他參數(shù)如圖。其他參數(shù)如圖 F1-8F1-8所示。所示。 解：（自己推到）解：（自己推到） 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) xw dd wxl C 10 2010 21 2 0 解：如圖（解：如圖（1）所示的變介電質(zhì)電容式傳感器的結(jié)構(gòu)可等效）所示的變介電質(zhì)電容式傳感器的結(jié)構(gòu)可等效 為圖（為圖（2）。）。 此變介

34、電質(zhì)電容式傳感器的電容此變介電質(zhì)電容式傳感器的電容C可看作左半部分電容和可看作左半部分電容和 右半部分電容并聯(lián)，而左半部分電容介電質(zhì)為，極板間距右半部分電容并聯(lián)，而左半部分電容介電質(zhì)為，極板間距 為，電容量記為為，電容量記為C1，右半部分又可看作電介質(zhì)為，極板間，右半部分又可看作電介質(zhì)為，極板間 距為的電容距為的電容C2和介電質(zhì)為，極板間距為的電容和介電質(zhì)為，極板間距為的電容C3相串聯(lián)。相串聯(lián)。 所以有所以有: 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 3 1 2 1 1 1 CC CC 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) xw dd wxl C 10 2010 21 2 0 xw C 10 1 d w

35、xl C )( 2 10 d wxl C )( 3 20 整理得整理得 3 1 2 1 1 1 CC CC 將將C1、C2、C3代入：代入： 第第4 4章章 |4.7 4.7 簡(jiǎn)述電容式傳感器用差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路的工簡(jiǎn)述電容式傳感器用差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路的工 作原理及特點(diǎn)。作原理及特點(diǎn)。并繪制并繪制C、D及低通濾波器的輸出及低通濾波器的輸出 電壓波形電壓波形 。 |（P90P90） 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 答：工作原理：假設(shè)傳感器處于初始狀態(tài)，即答：工作原理：假設(shè)傳感器處于初始狀態(tài)，即 Cx1=Cx2=C0且且A點(diǎn)為高電平，即點(diǎn)為高電平，即UA=U,UB=

36、0。 此時(shí)此時(shí)UA經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)Rl對(duì)對(duì)Cx1充電，使電容兩極板間的電壓按指充電，使電容兩極板間的電壓按指 數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)UcE時(shí)，比較器時(shí)，比較器A1翻轉(zhuǎn)，輸出端呈負(fù)翻轉(zhuǎn)，輸出端呈負(fù) 電平，觸發(fā)器也跟著翻轉(zhuǎn)，電平，觸發(fā)器也跟著翻轉(zhuǎn)，Q端端(即即A點(diǎn)點(diǎn))由高電平降為低由高電平降為低 電平，同時(shí)電平，同時(shí)B點(diǎn)電壓點(diǎn)電壓(即即)由低電平升為高電平；此時(shí)，由低電平升為高電平；此時(shí)， Cx1上充有電荷將經(jīng)二極管上充有電荷將經(jīng)二極管D1迅速放電。由于放電時(shí)間迅速放電。由于放電時(shí)間 常數(shù)極小，常數(shù)極小，Uc迅速降為零，這又導(dǎo)致比較器迅速降為零，這又導(dǎo)致比較器A1再翻轉(zhuǎn)成再翻轉(zhuǎn)成 輸出為正。輸出為正

37、。 從觸發(fā)器輸出端升為高電平開(kāi)始，從觸發(fā)器輸出端升為高電平開(kāi)始，UB即經(jīng)過(guò)即經(jīng)過(guò)R2按指數(shù)規(guī)按指數(shù)規(guī) 律對(duì)律對(duì)Cx2充電，充電，D點(diǎn)電位開(kāi)始上升，當(dāng)點(diǎn)電位開(kāi)始上升，當(dāng)UDE時(shí)，比較器時(shí)，比較器 A1翻轉(zhuǎn)，其輸出端由正變?yōu)樨?fù)，使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，其輸出端由正變?yōu)樨?fù)，使觸發(fā)器FF又一次翻轉(zhuǎn)，又一次翻轉(zhuǎn)， 使端為低電平，使端為低電平，Q端為高電平于是充在端為高電平于是充在Cx2上的電荷經(jīng)上的電荷經(jīng) D2放電，放電， D點(diǎn)電壓迅速降為零，點(diǎn)電壓迅速降為零，A2復(fù)原，同時(shí)復(fù)原，同時(shí)A點(diǎn)的高點(diǎn)的高 電位開(kāi)始經(jīng)電位開(kāi)始經(jīng)Dl對(duì)對(duì)Cx1充電，又重復(fù)上述過(guò)程。充電，又重復(fù)上述過(guò)程。 波形如右圖所示：波形如右圖所示：

38、第第5 5章章 |5.1 5.1 答：磁電式傳感器是通過(guò)磁電作用將被測(cè)量轉(zhuǎn)答：磁電式傳感器是通過(guò)磁電作用將被測(cè)量轉(zhuǎn) 換為電信號(hào)的一種傳感器。換為電信號(hào)的一種傳感器。 電感式傳感器是利用線圈自感或互感的變化來(lái)測(cè)電感式傳感器是利用線圈自感或互感的變化來(lái)測(cè) 量的一種裝置。量的一種裝置。 磁電式傳感器具有頻響寬、動(dòng)態(tài)范圍大的特點(diǎn)。磁電式傳感器具有頻響寬、動(dòng)態(tài)范圍大的特點(diǎn)。 而電感式傳感器存在交流零位信號(hào)，不宜于高頻動(dòng)而電感式傳感器存在交流零位信號(hào)，不宜于高頻動(dòng) 態(tài)信號(hào)檢測(cè)；其響應(yīng)速度較慢，也不宜做快速動(dòng)態(tài)態(tài)信號(hào)檢測(cè)；其響應(yīng)速度較慢，也不宜做快速動(dòng)態(tài) 測(cè)量。測(cè)量。 磁電式傳感器測(cè)量的物理參數(shù)有：磁場(chǎng)、電

39、流、磁電式傳感器測(cè)量的物理參數(shù)有：磁場(chǎng)、電流、 位移、壓力、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速。位移、壓力、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 5.1 磁電式傳感器與電感式傳感器有哪些不同？磁電式傳感磁電式傳感器與電感式傳感器有哪些不同？磁電式傳感 器主要用于測(cè)量哪些物理參數(shù)？器主要用于測(cè)量哪些物理參數(shù)？ |5.25.2 答：霍爾組件可測(cè)量磁場(chǎng)、電流、位移、壓力、振動(dòng)、答：霍爾組件可測(cè)量磁場(chǎng)、電流、位移、壓力、振動(dòng)、 轉(zhuǎn)速等。轉(zhuǎn)速等。 霍爾組件的不等位電勢(shì)是霍爾組件在額定控制電霍爾組件的不等位電勢(shì)是霍爾組件在額定控制電 流作用下，在無(wú)外加磁場(chǎng)時(shí)，兩輸出電極之間的空流作用下，在無(wú)外加磁場(chǎng)時(shí)，兩輸出電極之間的

40、空 載電勢(shì)，可用輸出的電壓表示。載電勢(shì)，可用輸出的電壓表示。 溫度補(bǔ)償方法：溫度補(bǔ)償方法： a a分流電阻法：分流電阻法： 適用于恒流源供給控制電流的情況。適用于恒流源供給控制電流的情況。 b b電橋補(bǔ)償法電橋補(bǔ)償法 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 5.2 霍爾元件能夠測(cè)量哪些物理參數(shù)？霍爾元件的不等霍爾元件能夠測(cè)量哪些物理參數(shù)？霍爾元件的不等 位電勢(shì)的概念是什么？溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N？位電勢(shì)的概念是什么？溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N？ |5.35.3 答：一塊長(zhǎng)為答：一塊長(zhǎng)為l l、寬為、寬為d d的半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度的半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度 為磁場(chǎng)（磁場(chǎng)方向垂直于薄片）中，當(dāng)有電流為

41、磁場(chǎng)（磁場(chǎng)方向垂直于薄片）中，當(dāng)有電流I I流過(guò)流過(guò) 時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)U Uh h。 這種現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)?；魻柦M件多用這種現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)?；魻柦M件多用N N型半導(dǎo)體材型半導(dǎo)體材 料，且比較薄。料，且比較薄。 霍爾式傳感器轉(zhuǎn)換效率較低，受溫度影響大，但霍爾式傳感器轉(zhuǎn)換效率較低，受溫度影響大，但 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、堅(jiān)固、頻率響應(yīng)寬、動(dòng)態(tài)范其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、堅(jiān)固、頻率響應(yīng)寬、動(dòng)態(tài)范 圍（輸出電勢(shì)變化）大、無(wú)觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)、可圍（輸出電勢(shì)變化）大、無(wú)觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)、可 靠性高、易微型化和集成電路化，因此在測(cè)量技術(shù)、靠性高、

42、易微型化和集成電路化，因此在測(cè)量技術(shù)、 自動(dòng)控制、電磁測(cè)量、計(jì)算裝置以及現(xiàn)代軍事技術(shù)自動(dòng)控制、電磁測(cè)量、計(jì)算裝置以及現(xiàn)代軍事技術(shù) 等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 5.3 簡(jiǎn)述霍爾效應(yīng)及構(gòu)成以及霍爾傳感器可能的應(yīng)用簡(jiǎn)述霍爾效應(yīng)及構(gòu)成以及霍爾傳感器可能的應(yīng)用 場(chǎng)合。場(chǎng)合。 |6.16.1 答：某些電介質(zhì)在沿一定的方向受到外力的作用變形時(shí)，答：某些電介質(zhì)在沿一定的方向受到外力的作用變形時(shí)， 由于內(nèi)部電極化現(xiàn)象同時(shí)在兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的由于內(nèi)部電極化現(xiàn)象同時(shí)在兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的 電荷，當(dāng)外力去掉后，恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；而當(dāng)作用電荷，當(dāng)外力去掉后

43、，恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；而當(dāng)作用 力方向改變時(shí)，電荷的極性隨著改變。晶體受力所產(chǎn)生力方向改變時(shí)，電荷的極性隨著改變。晶體受力所產(chǎn)生 的電荷量與外力的大小成正比。這種現(xiàn)象稱(chēng)為正壓電效的電荷量與外力的大小成正比。這種現(xiàn)象稱(chēng)為正壓電效 應(yīng)。反之，如對(duì)晶體施加一定變電場(chǎng)，晶體本身將產(chǎn)生應(yīng)。反之，如對(duì)晶體施加一定變電場(chǎng)，晶體本身將產(chǎn)生 機(jī)械變形，外電場(chǎng)撤離，變形也隨之消失，稱(chēng)為逆壓電機(jī)械變形，外電場(chǎng)撤離，變形也隨之消失，稱(chēng)為逆壓電 效應(yīng)。效應(yīng)。 壓電材料有：石英晶體、一系列單晶硅、多晶陶瓷、壓電材料有：石英晶體、一系列單晶硅、多晶陶瓷、 有機(jī)高分子聚合材料有機(jī)高分子聚合材料 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖

44、庫(kù) |6.1 6.1 什么是壓電效應(yīng)？壓電效應(yīng)有哪些種類(lèi)？壓什么是壓電效應(yīng)？壓電效應(yīng)有哪些種類(lèi)？壓 電傳感器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)是什么？能否用壓電電傳感器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)是什么？能否用壓電 傳感器測(cè)量靜態(tài)壓力？傳感器測(cè)量靜態(tài)壓力？ 第第6 6章章 |6.16.1 結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)： 在壓電式傳感器中，為了提高靈敏度，往往采用在壓電式傳感器中，為了提高靈敏度，往往采用 多片壓電芯片構(gòu)成一個(gè)壓電組件。其中最常用的是多片壓電芯片構(gòu)成一個(gè)壓電組件。其中最常用的是 兩片結(jié)構(gòu)；根據(jù)兩片壓電芯片的連接關(guān)系，可分為兩片結(jié)構(gòu)；根據(jù)兩片壓電芯片的連接關(guān)系，可分為 串聯(lián)和并聯(lián)連接，常用的是并聯(lián)連接，可以增

45、大輸串聯(lián)和并聯(lián)連接，常用的是并聯(lián)連接，可以增大輸 出電荷，提高靈敏度。出電荷，提高靈敏度。 使用時(shí)，兩片壓電芯片上必須有一定的預(yù)緊力，使用時(shí)，兩片壓電芯片上必須有一定的預(yù)緊力， 以保證壓電組件在工作中始終受到壓力作用，同時(shí)以保證壓電組件在工作中始終受到壓力作用，同時(shí) 可消除兩片壓電芯片因接觸不良而引起的非線性誤可消除兩片壓電芯片因接觸不良而引起的非線性誤 差，保證輸出信號(hào)與輸入作用力間的線性關(guān)系差，保證輸出信號(hào)與輸入作用力間的線性關(guān)系 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第6 6章章 |6.16.1 因此需要測(cè)量電路具有無(wú)限大的輸入阻抗。但實(shí)因此需要測(cè)量電路具有無(wú)限大的輸入阻抗。但實(shí) 際上這是

46、不可能的，所以壓電傳感器不宜作靜態(tài)測(cè)際上這是不可能的，所以壓電傳感器不宜作靜態(tài)測(cè) 量，只能在其上加交變力，電荷才能不斷得到補(bǔ)充，量，只能在其上加交變力，電荷才能不斷得到補(bǔ)充， 并給測(cè)量電路一定的電流。故壓電傳感器只能作動(dòng)并給測(cè)量電路一定的電流。故壓電傳感器只能作動(dòng) 態(tài)測(cè)量。態(tài)測(cè)量。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第6 6章章 |6.2 6.2 為什么壓電傳感器通常都用來(lái)測(cè)量動(dòng)態(tài)或瞬為什么壓電傳感器通常都用來(lái)測(cè)量動(dòng)態(tài)或瞬 態(tài)參量？態(tài)參量？ |6.26.2 答：如作用在壓電組件上的力是靜態(tài)力，則電荷會(huì)泄答：如作用在壓電組件上的力是靜態(tài)力，則電荷會(huì)泄 露，無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。所以壓電傳感器通常都用來(lái)

47、測(cè)露，無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。所以壓電傳感器通常都用來(lái)測(cè) 量動(dòng)態(tài)或瞬態(tài)參量。量動(dòng)態(tài)或瞬態(tài)參量。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第7 7章章 |7.17.1 答：當(dāng)用光照射物體時(shí)，物體受到一連串具有能量的答：當(dāng)用光照射物體時(shí)，物體受到一連串具有能量的 光子的轟擊，于是物體材料中的電子吸收光子能量光子的轟擊，于是物體材料中的電子吸收光子能量 而發(fā)生相應(yīng)的電效應(yīng)（如電阻率變化、發(fā)射電子或而發(fā)生相應(yīng)的電效應(yīng)（如電阻率變化、發(fā)射電子或 產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)等）。這種現(xiàn)象稱(chēng)為光電效應(yīng)。產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)等）。這種現(xiàn)象稱(chēng)為光電效應(yīng)。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) |7.1 什么是光電效應(yīng)？什么是光電效應(yīng)？ 第第8 8章章 |

48、8.18.1答：熱電阻傳感器分為以下幾種類(lèi)型：答：熱電阻傳感器分為以下幾種類(lèi)型： 鉑電阻傳感器：特點(diǎn)是精度高、穩(wěn)定性好、性鉑電阻傳感器：特點(diǎn)是精度高、穩(wěn)定性好、性 能可靠。主要作為標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度計(jì)使用，也常被用能可靠。主要作為標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度計(jì)使用，也常被用 在工業(yè)測(cè)量中。此外，還被廣泛地應(yīng)用于溫度的基在工業(yè)測(cè)量中。此外，還被廣泛地應(yīng)用于溫度的基 準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)的傳遞，是目前測(cè)溫復(fù)現(xiàn)性最好的一種。準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)的傳遞，是目前測(cè)溫復(fù)現(xiàn)性最好的一種。 銅電阻傳感器：價(jià)錢(qián)較鉑金屬便宜。在測(cè)溫范銅電阻傳感器：價(jià)錢(qián)較鉑金屬便宜。在測(cè)溫范 圍比較小的情況下，有很好的穩(wěn)定性。溫度系數(shù)比圍比較小的情況下，有很好的穩(wěn)定性。溫度系

49、數(shù)比 較大，電阻值與溫度之間接近線性關(guān)系。材料容易較大，電阻值與溫度之間接近線性關(guān)系。材料容易 提純，價(jià)格便宜。不足之處是測(cè)量精度較鉑電阻稍提純，價(jià)格便宜。不足之處是測(cè)量精度較鉑電阻稍 低、電阻率小。低、電阻率小。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 8.1 熱電阻傳感器主要分為幾種類(lèi)型？它們應(yīng)用熱電阻傳感器主要分為幾種類(lèi)型？它們應(yīng)用 在什么不同場(chǎng)合？在什么不同場(chǎng)合？ 第第8 8章章 |8.18.1 鐵電阻和鎳電阻：鐵和鎳兩種金屬的電阻溫度鐵電阻和鎳電阻：鐵和鎳兩種金屬的電阻溫度 系數(shù)較高、電阻率較大，故可作成體積小、靈敏度系數(shù)較高、電阻率較大，故可作成體積小、靈敏度 高的電阻溫度計(jì)，其缺點(diǎn)是容

50、易氧化，化學(xué)穩(wěn)定性高的電阻溫度計(jì)，其缺點(diǎn)是容易氧化，化學(xué)穩(wěn)定性 差，不易提純，復(fù)制性差，而且電阻值與溫度的線差，不易提純，復(fù)制性差，而且電阻值與溫度的線 性關(guān)系差。目前應(yīng)用不多性關(guān)系差。目前應(yīng)用不多 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) |8.28.2 答：答：熱電動(dòng)勢(shì)：兩種不同材料的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）熱電動(dòng)勢(shì)：兩種不同材料的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）A A、B B 串接成一個(gè)閉合回路，并使兩個(gè)結(jié)點(diǎn)處于不同的溫度下，串接成一個(gè)閉合回路，并使兩個(gè)結(jié)點(diǎn)處于不同的溫度下， 那么回路中就會(huì)存在熱電勢(shì)。有電流產(chǎn)生相應(yīng)的熱電勢(shì)那么回路中就會(huì)存在熱電勢(shì)。有電流產(chǎn)生相應(yīng)的熱電勢(shì) 稱(chēng)為溫差電勢(shì)或塞貝克電勢(shì)，通稱(chēng)熱電勢(shì)。稱(chēng)為溫差

51、電勢(shì)或塞貝克電勢(shì)，通稱(chēng)熱電勢(shì)。 接觸電動(dòng)勢(shì)：接觸電勢(shì)是由兩種不同導(dǎo)體的自由電接觸電動(dòng)勢(shì)：接觸電勢(shì)是由兩種不同導(dǎo)體的自由電 子，其密度不同而在接觸處形成的熱電勢(shì)。它的大小取子，其密度不同而在接觸處形成的熱電勢(shì)。它的大小取 決于兩導(dǎo)體的性質(zhì)及接觸點(diǎn)的溫度，而與導(dǎo)體的形狀和決于兩導(dǎo)體的性質(zhì)及接觸點(diǎn)的溫度，而與導(dǎo)體的形狀和 尺寸無(wú)關(guān)。尺寸無(wú)關(guān)。 溫差電動(dòng)勢(shì)：是在同一根導(dǎo)體中，由于兩端溫度不溫差電動(dòng)勢(shì)：是在同一根導(dǎo)體中，由于兩端溫度不 同而產(chǎn)生的一種電勢(shì)。同而產(chǎn)生的一種電勢(shì)。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) |8.2 什么叫熱電動(dòng)勢(shì)、接觸電動(dòng)勢(shì)和溫差電動(dòng)勢(shì)？說(shuō)明熱電什么叫熱電動(dòng)勢(shì)、接觸電動(dòng)勢(shì)和溫差電動(dòng)

52、勢(shì)？說(shuō)明熱電 偶測(cè)溫原理及其工作定律的應(yīng)用。分析熱電偶測(cè)溫的誤差因偶測(cè)溫原理及其工作定律的應(yīng)用。分析熱電偶測(cè)溫的誤差因 素，并說(shuō)明減小誤差的方法素，并說(shuō)明減小誤差的方法。 第第8 8章章 |8.28.2 熱電偶測(cè)溫原理：熱電偶的測(cè)溫原理基于物理的熱電偶測(cè)溫原理：熱電偶的測(cè)溫原理基于物理的 熱電效應(yīng)熱電效應(yīng) 。所謂熱電效應(yīng)，就是當(dāng)不同材料的導(dǎo)體組。所謂熱電效應(yīng)，就是當(dāng)不同材料的導(dǎo)體組 成一個(gè)閉合回路時(shí)，若兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫度不同，那么在成一個(gè)閉合回路時(shí)，若兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫度不同，那么在 回路中將會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。回路中將會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。 兩點(diǎn)間的溫差越大，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)就越大。引入適兩點(diǎn)間的溫差越大，

53、產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)就越大。引入適 當(dāng)?shù)臏y(cè)量電路測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的大小，就可測(cè)得溫度的大當(dāng)?shù)臏y(cè)量電路測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的大小，就可測(cè)得溫度的大 小。小。 熱電偶三定律：熱電偶三定律： a a 中間導(dǎo)體定律：中間導(dǎo)體定律： 熱電偶測(cè)溫時(shí)，若在回路中插入中間導(dǎo)體，只要中熱電偶測(cè)溫時(shí)，若在回路中插入中間導(dǎo)體，只要中 間導(dǎo)體兩端的溫度相同，則對(duì)熱電偶回路總的熱電勢(shì)間導(dǎo)體兩端的溫度相同，則對(duì)熱電偶回路總的熱電勢(shì) 不產(chǎn)生影響。在用熱電偶測(cè)溫時(shí)，連接導(dǎo)線及顯示一不產(chǎn)生影響。在用熱電偶測(cè)溫時(shí)，連接導(dǎo)線及顯示一 起等均可看成中間導(dǎo)體。起等均可看成中間導(dǎo)體。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第8 8章章 |8.28.2 b b 中

54、間溫度定律：中間溫度定律： 任何兩種均勻材料組成的熱電偶，熱端為任何兩種均勻材料組成的熱電偶，熱端為T(mén) T，冷端，冷端 為為T(mén) T 時(shí)的熱電勢(shì)等于該熱電偶熱端為時(shí)的熱電勢(shì)等于該熱電偶熱端為T(mén) T冷端為冷端為T(mén)nTn時(shí)的時(shí)的 熱電勢(shì)與同一熱電偶熱端為熱電勢(shì)與同一熱電偶熱端為T(mén)nTn，冷端為，冷端為T(mén) T0 0 時(shí)熱電勢(shì)時(shí)熱電勢(shì) 的代數(shù)和。的代數(shù)和。 應(yīng)用：對(duì)熱電偶冷端不為應(yīng)用：對(duì)熱電偶冷端不為0 0度時(shí)，可用中間溫度定度時(shí)，可用中間溫度定 律加以修正。熱電偶的長(zhǎng)度不夠時(shí)，可根據(jù)中間溫律加以修正。熱電偶的長(zhǎng)度不夠時(shí)，可根據(jù)中間溫 度定律選用適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償線路。度定律選用適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償線路。 c c參考電極

55、定律：參考電極定律： 如果如果A A、B B兩種導(dǎo)體（熱電極）分別與第三種導(dǎo)體兩種導(dǎo)體（熱電極）分別與第三種導(dǎo)體C C 0 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第8 8章章 |8.28.2 （參考電極）組成的熱電偶在結(jié)點(diǎn)溫度為（參考電極）組成的熱電偶在結(jié)點(diǎn)溫度為（T T，T T0 0 ） 時(shí)分別為時(shí)分別為 和和 ，那么受相同溫，那么受相同溫 度下，又度下，又A A、B B兩熱電極配對(duì)后的熱電勢(shì)為兩熱電極配對(duì)后的熱電勢(shì)為 實(shí)用價(jià)值：可大大簡(jiǎn)化熱電偶的選配工作。在實(shí)實(shí)用價(jià)值：可大大簡(jiǎn)化熱電偶的選配工作。在實(shí) 際工作中，只要獲得有關(guān)熱電極與標(biāo)準(zhǔn)鉑電極配對(duì)際工作中，只要獲得有關(guān)熱電極與標(biāo)準(zhǔn)鉑電極配對(duì)

56、的熱電勢(shì)，那么由這兩種熱電極配對(duì)組成熱電偶的的熱電勢(shì)，那么由這兩種熱電極配對(duì)組成熱電偶的 熱電勢(shì)便可由上式求得，而不需逐個(gè)進(jìn)行測(cè)定。熱電勢(shì)便可由上式求得，而不需逐個(gè)進(jìn)行測(cè)定。 誤差因素：參考端溫度受周?chē)h(huán)境的影響誤差因素：參考端溫度受周?chē)h(huán)境的影響 0 ,T TEAC 0 ,TTEBC 000 ,TTETTETT E BCACAB 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第8 8章章 |8.28.2 減小誤差的措施有：減小誤差的措施有： a 0a 0o oC C恒溫法恒溫法 b b 計(jì)算修正法（冷端溫度修正法）計(jì)算修正法（冷端溫度修正法） c c 儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法 d d 熱電

57、偶補(bǔ)償法熱電偶補(bǔ)償法 e e 電橋補(bǔ)償法電橋補(bǔ)償法 f f 冷端延長(zhǎng)線法冷端延長(zhǎng)線法 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第8 8章章 |8.3 8.3 試述熱電偶測(cè)溫的基本原理和基本定理。試述熱電偶測(cè)溫的基本原理和基本定理。 |答：答： 8.3 8.3 見(jiàn)見(jiàn)8.28.2 或（或（P171P171）。）。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 第第8 8章章 |8.48.4 答：電阻溫度計(jì)利用電阻隨溫度變化的特性來(lái)測(cè)量溫答：電阻溫度計(jì)利用電阻隨溫度變化的特性來(lái)測(cè)量溫 度。熱電偶溫度計(jì)是根據(jù)熱電效應(yīng)原理設(shè)計(jì)而成的。度。熱電偶溫度計(jì)是根據(jù)熱電效應(yīng)原理設(shè)計(jì)而成的。 前者將溫度轉(zhuǎn)換為電阻值的大小，后者將溫

58、度轉(zhuǎn)換前者將溫度轉(zhuǎn)換為電阻值的大小，后者將溫度轉(zhuǎn)換 為電勢(shì)大小。為電勢(shì)大小。 相同點(diǎn)：都是測(cè)溫傳感器，精度及性能都與傳感相同點(diǎn)：都是測(cè)溫傳感器，精度及性能都與傳感 器材料特性有關(guān)。器材料特性有關(guān)。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 8.4 試比較電阻溫度計(jì)與熱電偶溫度計(jì)的異同點(diǎn)。試比較電阻溫度計(jì)與熱電偶溫度計(jì)的異同點(diǎn)。 第第1313章章 |13.113.1 答：測(cè)量原理是指用什么樣的原理去測(cè)量被測(cè)量。答：測(cè)量原理是指用什么樣的原理去測(cè)量被測(cè)量。 測(cè)量方法：測(cè)量方法： 按測(cè)量手段分類(lèi)：直接測(cè)量、間接測(cè)量和聯(lián)立按測(cè)量手段分類(lèi)：直接測(cè)量、間接測(cè)量和聯(lián)立 測(cè)量測(cè)量 按測(cè)量方式分類(lèi)：偏差式測(cè)量、零位式測(cè)

59、量和按測(cè)量方式分類(lèi)：偏差式測(cè)量、零位式測(cè)量和 微差式測(cè)量。微差式測(cè)量。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) 13.1 什么是測(cè)量原理？測(cè)量方法有哪幾種什么是測(cè)量原理？測(cè)量方法有哪幾種？ |13.213.2 答：當(dāng)我們對(duì)同一物理量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，如果答：當(dāng)我們對(duì)同一物理量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，如果 誤差按照一定的規(guī)律性出現(xiàn)，則把這種誤差稱(chēng)為系誤差按照一定的規(guī)律性出現(xiàn)，則把這種誤差稱(chēng)為系 統(tǒng)誤差。統(tǒng)誤差。 系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的原因有：系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的原因有： 工具誤差：指由于測(cè)量?jī)x表或儀表組成組件本工具誤差：指由于測(cè)量?jī)x表或儀表組成組件本 身不完善所引起的誤差。身不完善所引起的誤差。 方法誤差：指由于對(duì)測(cè)

60、量方法研究不夠而引起方法誤差：指由于對(duì)測(cè)量方法研究不夠而引起 的誤差。的誤差。 定義誤差：是由于對(duì)被測(cè)量的定義不夠明確而定義誤差：是由于對(duì)被測(cè)量的定義不夠明確而 形成的誤差。形成的誤差。 理論誤差：是由于測(cè)量理論本身不夠完善而只理論誤差：是由于測(cè)量理論本身不夠完善而只 能進(jìn)行近似的測(cè)量所引起的誤差。能進(jìn)行近似的測(cè)量所引起的誤差。 下頁(yè)下頁(yè)上頁(yè)上頁(yè)返回返回圖庫(kù)圖庫(kù) |13.2 什么是系統(tǒng)誤差？系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因是什么？什么是系統(tǒng)誤差？系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因是什么？ 如何減小系統(tǒng)誤差？如何減小系統(tǒng)誤差？ 第第1313章章 |13.213.2 環(huán)境誤差：是由于測(cè)量?jī)x表工作的環(huán)境（溫度、環(huán)境誤差：是由于測(cè)