傳感器原理及工程應(yīng)用第三版部分答案

PAGEPAGE71—1：測量的定義？答：測量是以確定被測量的值或獲取測量結(jié)果為目的的一系列操作。所以,測量也就是將被測量與同種性質(zhì)的標準量進行比較，確定被測量對標準量的倍數(shù)。1—2：什么是測量值的絕對誤差、相對誤差、引用誤差？答：絕對誤差是測量結(jié)果與真值之差,即:絕對誤差=測量值—真值相對誤差是絕對誤差與被測量真值之比,常用絕對誤差與測量值之比,以百分數(shù)表示,即:相對誤差=絕對誤差/測量值×100%引用誤差是絕對誤差與量程之比,以百分數(shù)表示,即:引用誤差=絕對誤差/量程×100%1—3什么是測量誤差？測量誤差有幾種表示方法？它們通常應(yīng)用在什么場合？答：測量誤差是測得值減去被測量的真值。測量誤差的表示方法：絕對誤差、實際相對誤差、引用誤差、基本誤差、附加誤差比較測量結(jié)果的準確度；引用誤差是儀表中通用的一種誤差表示方法，基本誤差、附加誤差適用于傳感器或儀表中。2－1：什么是傳感器？它由哪幾部分組成？它的作用及相互關(guān)系如何？答：傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。被測量的部分；轉(zhuǎn)換元件是指傳感器中能將敏感元件感受或響應(yīng)的被測量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測量的電信號部分。2—2：什么是傳感器的靜態(tài)特性？它有哪些性能指標？分別說明這些性能指標的含義？ΔyΔy的相應(yīng)輸入量增量Δx之（正行程）（反行程（）動態(tài)特性是指傳感器對隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性；；②tpσ復頻域傳遞函數(shù)

③上升時間tr; ④d頻率域特性頻率——通頻帶、工作頻帶、時間常數(shù)、固有頻率、相位誤差、跟隨角。第三章應(yīng)變式傳感器什么叫應(yīng)變效應(yīng)？利用應(yīng)變效應(yīng)解釋金屬電阻應(yīng)變片的工作原理。dR/R=kεK為材料的應(yīng)變靈敏系數(shù)，當K與金屬材料的軸向應(yīng)變ε成正比，因此，利用電阻應(yīng)變片，可以將被測物體的應(yīng)變ε轉(zhuǎn)換成與之成正比關(guān)系的電阻相對變化量，這就是金屬電阻應(yīng)變片的工作原理。試述應(yīng)變片溫度誤差的概念，產(chǎn)生原因和補償辦法。誤差。溫度自補償應(yīng)變片或雙金屬線柵應(yīng)變片來代替一般應(yīng)變片，使之兼顧溫度補償作用。3-3所示電路為電橋電路。若電橋電路的工作電源E為直流電源，則該電橋稱為直流電橋。按應(yīng)變所在電橋不同的工作橋臂，電橋可分為：⑴單臂電橋，R1為電阻應(yīng)變片，R2、R3、R4為電橋固定電阻。其輸出電壓為。⑵差動半橋電路，1R2為兩個所受應(yīng)變方向相反的3R4。⑶差動全橋電路，R1、R2、R3、R4均為電阻應(yīng)變片，且相鄰兩橋臂應(yīng)變片所受應(yīng)變方向相反。其輸出電壓為：。5.圖示為一直流應(yīng)變電橋。圖中E=4V，R1=R2=R3=R4=120Ω，試求：R1R1的增量為ΔR1=1.2ΩUo=?R1R2Uo題中，如果R1R2ΔR1=ΔR2=1.2，電橋輸出第四章電感式傳感器響？答：原因：（1）由于兩電感線圈的電氣參數(shù)及導磁體幾何尺寸不完全對稱，在兩電感線圈上的電壓幅值和相位不同，從而形成零點殘余電壓的基波分量。（2）由于傳感器（從而形成零點殘余電壓的高次諧波分量。為減小電感式傳感器的零點殘余電壓，可采取以下措施：應(yīng)力和改善磁性；兩線圈繞制要均勻，力求幾何尺寸與電氣特性保持一致。②在電路上進行補償。簡述相敏檢波電路的工作原理，保證其可靠工作的條件是什么?答：相敏檢波電路如圖4-18所示。圖中VD1

、V D2

、VD3

為四個性能相同的二極管，以同一方向串聯(lián)接成一個閉合回路，形成環(huán)形電橋。輸入信號u2

(差動變壓器式傳感器輸出的調(diào)幅波電壓)通過變壓器T1

加到環(huán)形電橋的一個對角線上。參考信號us

通過變壓Tu2

TT1

的中心抽頭引出。圖中平衡電阻R起限流作用，以避免二極管導通時變壓器T2

的次級電流過大。R為負L載電阻。us

的幅值要遠大于輸入信號u2

的幅值，以便有效控制四個二極管的導通狀態(tài)，且u和差動變壓器式傳感器激磁電壓us 1

由同一振蕩器供電，保證二者同頻同相（或反相）。何謂渦流效應(yīng)？怎樣利用渦流效應(yīng)進行位移測量？與原磁場方向相反的一種物理現(xiàn)象。第五章電容式傳感器么場合？答：根據(jù)電容式傳感器的工作原理，電容式傳感器有三種基本類型，即變極距(d)型（又稱變間隙型(A)型和變介電常數(shù)(ε非線性。如何改善單極式變極距型傳感器的非線性？答：采用差動式結(jié)構(gòu)，可以使非線性誤差減小一個數(shù)量級。第六章壓電式傳感器什么叫正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)？什么叫縱向壓電效應(yīng)和橫向壓電效應(yīng)？x方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為“縱向壓電效應(yīng)”，而把沿機械軸y方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為“橫向壓電壓電式加速度傳感器的工作原理？成正比。第七章磁電式傳感器1.什么是霍爾效應(yīng)？霍爾電勢與哪些因素有關(guān)？電動勢，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。霍爾電動勢的大小正比于激勵電流I與磁感應(yīng)強度BIBIB的方向同時改變時霍爾電動勢極性不變。第八章光電式傳感器光電效應(yīng)有哪幾種類型？與之對應(yīng)的光電元件各有哪些？一定波長范圍的光照時，它的阻值（亮電阻）急劇減小，電路中電流迅速增大。一般希望暗電阻越大越好，亮電阻越小越好，此時光敏電阻的靈敏度高。光敏電阻沒有極性，純粹是一個電阻器件，使用時既可加直流電壓，也可以加交流電壓。PNPNPN近產(chǎn)生光生電子和光生空穴對，它們在PN結(jié)處的內(nèi)電場作用下作定向運動，形成光電流。于導通狀態(tài)。時，集電結(jié)就是反向偏壓，當光照射在集電結(jié)時，就會在結(jié)附近產(chǎn)生電子—空穴對，光生電β光電池的工作原理是基于“光生伏特效應(yīng)”。它實際上是一個大面積的PN結(jié)，當光照射到PN結(jié)的一個面，例如P型面時，若光子能量大于半導體材料的禁帶寬度，那么P型區(qū)每吸收一個光子就產(chǎn)生一對自由電子和空穴，電子-空穴對從表面向內(nèi)迅速擴散，在結(jié)電場的作用下，最后建立一個與光照強度有關(guān)的電動勢。光電耦合器分為那兩類？各有什么用途？答：光電耦合器可分為兩類:一類是光電隔離器，另一類是光電開關(guān)。答：光電耦合器可分為兩類:一類是光電隔離器，另一類是光電開關(guān)。光電隔離器有時可替代繼電器、變壓器、斬波器等，廣泛應(yīng)用于電路隔離、電平轉(zhuǎn)換、噪聲第十三章數(shù)字式傳感器1.光柵的莫爾條紋有哪幾個特性？莫爾條紋是怎么產(chǎn)生的？(2)對應(yīng)關(guān)系，兩塊光柵沿柵線垂直方向作相對移動時，莫爾條紋通過光柵外狹縫板S（光電元件安裝點(3)