传感器原理及工程应用第三版部分答案

1、 PAGE PAGE 7Xm41 1：测量的定义？答：测量是以确定被测量的值或获取测量结果为目的的一系列操作。 所以, 测量也就是将被测量与同种性质的标准量进行比较， 确定被测量对标准量的倍数。12：什么是测量值的绝对误差、相对误差、引用误差？答：绝对误差是测量结果与真值之差, 即: 绝对误差=测量值真值100%引用误差是绝对误差与量程之比,以百分数表示, 即: 引用误差=绝对误差/量程 100%13 什么是测量误差？测量误差有几种表示方法？它们通常应用在什么场合？ 答： 测量误差是测得值减去被测量的真值。测量误差的表示方法：绝对误差、 实际相对误差、引用误差、基本误差、附加误差比较测量结果的

2、准确度；引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法，基本误差、附加误差适用于传感器或仪表中。 21：什么是传感器？它由哪几部分组成？它的作用及相互关系如何？答：传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。 或测量的电信号部分。 22：什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？分别说明这些性能指标的含义？ 点漂移、温漂。灵敏度定义是输出量增量y与引起输出量增量y的相应输入量增量x之及输入量由大到小（反行 程1）动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性；（2）分析方法：时域分析法 时间常数； 延迟时间 t 上升时间 tr;d 峰值时间tp 超调量 衰减比d复频域传

3、递函数频率域特性频率通频带、工作频带、时间常数、 固有频率、相位误差、跟随角。第三章应变式传感器什么叫应变效应？利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。答：在外力作用下，导体或半导体材料产生机械变形，从而引起材料电阻值发生相应变化的现象，称为应变效应。其表达式为dR/R=k，式中 K 为材料的应变灵敏系数，当应变材料为金属或合金时K 为常数 转换成与之成正比关系的电阻相对变化量，这就是金属电阻应变片的工作原理。试述应变片温度误差的概念，产生原因和补偿办法。误差。3-3作电源E 为直流电源，则该电桥称为直流电桥。按应变所在电桥不同的工作桥臂，电桥可分为： 单臂电桥，12R 、R 4为电桥固定电

4、阻。其输出电压为。 差动半桥电路， R 2为两个所受应变方向相反的 3R 4。差动全桥电路，R1、R2、R3、R4 均为电阻应变片，且相邻两桥臂应变片所受应变方向相反。其输出电压为：。5.E=4V，R1=R2=R3=R4=120，试求：R1R1R1 = 12Uo=?R1R2电桥输出电压Uo题2）中，如果R1与R2R1= R2 = 12Uo=第四章 电感式传感器1.差动变压器式传感器的零点残余电压产生的原因是什么？怎样减小和消除它的影第四章 电感式传感器1.差动变压器式传感器的零点残余电压产生的原因是什么？怎样减小和消除它的影答：原因：（1）由于两电感线圈的电气参数及导磁体几何尺寸不完全对称，在

5、两电感 线圈上的电压幅值和相位不同，从而形成零点残余电压的基波分量。由于传感器 （从而形成零点残余电压的高次谐波分量。为减小电感式传感器的零点残余电压，可采取以下措施：在设计和工艺上，力求做到磁路对称，铁芯材料均匀；要经过热处理以除去机械在电路上进行补偿。答：相敏检波电路如图4-18所示。图中VD1、 VD2VD3VD4 为四个性能相同的二极管， T1 us通过变压器 T2加到环形电桥的另一个对角线上。输出信号uo 从变压器T1 T2 的中心抽头引出。图RT2 RL为负载us 的幅值要远大于输入信号u2 且 u 和差动变压器式传感器激磁电压u 由同一振荡器供电， 保证二者同频同相（或反s1相）

6、。何谓涡流效应？怎样利用涡流效应进行位移测量？与原磁场方向相反的一种物理现象。第五章 电容式传感器么场合？(d)型（又称 变间隙型(A)如何改善单极式变极距型传感器的非线性？答：采用差动式结构，可以使非线性误差减小一个数量级。第六章 压电式传感器什么叫正压电效应和逆压电效应？什么叫纵向压电效应和横向压电效应？x 方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向压电效应”， 而把沿机械轴y 方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“横向压电效应压电式加速度传感器的工作原理？成正比。第七章 磁电式传感器1.什么是霍尔效应？霍尔电势与哪些因素有关？电动势，这种物理现象称为霍尔效应。霍尔电动势的大小正比于激励电

7、流I 与磁感应强度B ，且当I或B 的方向改变时，霍尔电动势的方向也随着改变，但当I和B 的方向同时改变时霍尔电动势极性不变。第八章 光电式传感器光电效应有哪几种类型？与之对应的光电元件各有哪些？要是光电池。一定波长范围的光照时，它的阻值（亮电阻）急剧减小，电路中电流迅速增大。 一般希望暗电阻越大越好，亮电阻越小越好， 此时光敏电阻的灵敏度高。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。PN 结上，光子打在PN 结附近，使PN近产生光生电子和光生空穴对，它们在PN光电池的工作原理是基于“光生伏特效应”。 它实际上是一个大面积的PN照射到PN 结的一个面，例如P 型面时， 若光子能量大于半导体材料的禁带宽度，那么P 型区每吸收一个光子就产生一对自由电子和空穴， 电子-空穴对从表面向内迅速扩散， 在结电场的作用下，最后建立一个与光照强度有关的电动势。光电耦合器分为那两类？各有什么用途？答：光电耦合器可分为两类:一类是光电隔离器，另一类是光电开关。答：光电耦合器可分为两类:一类是光电隔离器，另一类是光电开关。第十三章 数字式传感器1. 光栅的莫尔条纹有哪几个特性？莫尔条纹是怎么产生的？(2)S（光电元件安装点(3) 平均效应，通过莫尔条纹所获得的精度可以比光栅