传感器与测试技术作业参考答案

1、第一次作业答案123×4×5×6×7×89101、敏感元件、转换元件2、电容式3、被测构件4、线性度5、高6、输出、输入7、传感器的分辨率、分辨率8、高精度9、电压、电流10、直流电桥和交流电桥三、1.模拟信号和数字信号，模拟信号的如电阻式传感器、电容式传感器等，数字信号的如光电式编码器2.p41页，常用的分类方法有按选频作用进行分类（低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器）、根据构成滤波器的元器件类型进行分类（CR、LC或晶体谐振滤波器）、根据构成滤波器的电路性质进行分类（有源滤波器、无源滤波器）、根据滤波器所处理信号的性质进行分类（

2、模拟滤波器和数字滤波器）3. 电阻应变片的工作原理是基于应变电阻效应制作的，即导体或半导体材料在外力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化，这种现象称为应变电阻效应。电阻应变片的工作原理是基于应变效应。电阻应变片的测量原理为：金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外，还与金属丝的长度，横截面积有关。将金属丝粘贴在构件上，当构件受力变形时，金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化，进而发生电阻变化。 dR/R=Ks* 其中，Ks为材料的灵敏系数，其物理意义是单位应变的电阻变化率，标志着该类丝材电阻应变片效应显着与否。为测点处应变，为无量纲的量，但习惯上仍给以单位微应变，常用符号表示。 由此

3、可知，金属丝在产生应变效应时，应变与电阻变化率dR/R成线性关系，这就是利用金属应变片来测量构件应变的理论基础。4.课本74页5.课本71页6.当金属线材受到单位拉力时，由于整根金属线的每段都受到同样大小的拉力，其应变也是相同的，故线材总电阻的增加值为各微段电阻增加之和。但整根金属线材弯折成栅状，制成应变片后，在应变片的灵敏轴向施以拉力，则直线段部分的电阻丝仍产生沿轴向的拉伸应变，其电阻式增加的，而各圆弧段，除了有沿轴向产生的应变外，还有在与轴向垂直的方向上产生的压缩应变，使得圆弧段截面积增大，电阻值减小。虽然金属丝敏感栅的电阻总的变现为增加，但是，由于各圆弧段电阻减小的影响，使得应变片的灵敏

4、系数要比同样长度单纯受轴向力的金属丝的灵敏系数小，这种由弯折处应变的变化使灵敏系数减小的现象称为应变片的横向效应。7.和8.课本23页.两相对桥壁的阻抗的乘积相等9.金属丝的灵敏系数Ks是发生金属丝单位应变所引起的电阻值得相应变化。课本72页10.课本第80页第二次作业答案×4课本116页输出阻抗×56电动势式传感器×7×8×91热电效应2热电效应3汤姆逊电动势4弱、高5电源U、电容器Ca6电荷发生器7逆压电效应8压电效应9超声波换能器10.开磁路、角速度三、1.并联和串连，并联的特点为：输出电容为单片电容的两倍，输出电压等于单片电压。极板上的

5、电荷为单片电压的两倍。串连接法的特点：输出电荷等于单片电荷，输出电压为单片电压的两倍，总电容为单片电容的一半。2.根据压电式传感器的等效电路，其输出可以是电压，也可以是电荷。其前置放大器也有两种形式：电压放大器和电荷放大器3输出电荷与输入压强成正比关系（课本120）4在由A、B两种导体组成的热电偶回路中，将冷端断开，接入第三体或更多种导体，只要保证接入端的温度相同，则回路的总电动势不变，又被称为第三导体定律。5有标准电极定律可知，镍铬合金与考铜热电偶的热电动势应等于镍铬合金与纯铂热电偶及其纯铂与考铜热电偶的热电动势之和，即镍铬合金与考铜组合而成的热电偶所产生的热电动势为1.8+3.1=4.9m

6、V6和78、135页查K型热电偶分度表得eAB（30,0）=1.203mV可得eAB（T,0）= eAB（T,T0）+ eAB（T0,0）=24.124+1.203=25.327 Mv由K型热电偶分度表反查得T=610oC9热电偶电动势的大小是热端温度和冷端温度的函数差，为保证输出热电动势是被测温度的单值函数，必须使冷端温度保持恒定；热电偶分度表给出的热电势是以冷端温度0摄氏度为依据的，否则会产生误差。10课本138页第三作业答案1234×56×说的不全面，共有三种，电离室，闪烁探测器和G-M计数管7、×温度8、9、10、11、×是伽马射线12、13、&

7、#215;光电效应14、×精度高15、×球心做阳极二、1、金属探伤、密度2、红外辐射量、电量3、光电效应4、外光电效应5、CCD图像传感器6、半导体的光电效应7、中红外区和近红外区8、光栅栅距、移动方向和位移量课本159页9、P193页三种，分别为电离室、闪烁探测器和G-M计数管10、P181页，交变，交变11、P159页，移动方向和位移量12、P186页弱、强13、P186页高、短、不明显、好14、P147页光敏电阻、15、P148页光电池16、P151页光纤传感器17、P155页光电编码器18、P155页数字信号、计算机和显示装置、19、P158页标尺光栅、光路系统20

8、、P158页莫尔条纹现象三、1、P151页光纤传感器是近几年来迅速发展起来的一种新型传感器，他具有抗电磁干扰、电绝缘性好。灵敏度高等一系列优点，而且还有广泛的应用前景。2、P168电荷耦合元件也可以成为CCD图像传感器。CCD是一种半导体器件，能够将光学影像转化成数字信号，CCD上植入的微小光敏物质成为像素，一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率越高。CCD的作用好比胶片，但它将图像像素转换为数字信号。3、P1484、P146一是先将非电量的变化装换成光电量的变化；二是通过光电器件的作用，将光量的变化转化成电量的变化。这样就实现了将非电量的变化转化成电量的变化的目的。5、P1466、

9、A PZT热电元件 B FET管（场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用场效应管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用晶体管。 ） C 滤光器7、P181页第四次作业一、1×2P205页，这种出现较晚，3、P207页4、×P209页5、×P211页加速度传感器6、P212 7、×P234页电信号8、P248页9、P250 10、×P250开发时间少二、1、CCD课本P234页2、检测和识别 课本P236页3、课本P239页 冷热和软硬 4、气敏传感器阵列和分析处理器 课本的P240 5、金属氧化物半导体传感器 课本P240页6、种类和浓度 课本P241 7、味觉传感P242 8、硬件、软件平台 课本P248 9、模糊传感器、网络传感器10、声波 、电信号 课本P244页三、1、课本P245页2、包括数值型、布尔型 、字符串型、枚举型、动态数据类型；数值型数据类型用于表示各种不同类型的数字，3、信号发生和信号的调理课本P267页4、信号调理的目的是尽量减少干扰信号的影响，提高信号的信噪比，他会直接影响分析结果。因此，一般来说，信号调理是信号分析前需要的必要步骤。常用的信号调理方法有滤波、放