传感器与检测技术课后习题答案资料.ppt

第第0 0章章|0.10.1答：传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即答：传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即检测与控制之首。传感器是感知、获取与检测信息检测与控制之首。传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作用与地位特别重要。与处理的电信号，其作用与地位特别重要。下页下页返回返回图库图库梁竞面身晌替诫懒卷漱烤情盘圾踞水患案唬衬噬扩抗陆升畦园冬速亭零龙传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第0 0章章|0.20.2答：答：敏感元件：指传感器中直接感受被测量的部分。敏感元件：指传感器中直接感受被测量的部分。传感器：能感受规定的被测量并按照一定规传感器：能感受规定的被测量并按照一定规 律转换成可用输出信号的器件或装置律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元通常由敏感元件和转换元件组成。件和转换元件组成。信号调理器：对于输入和输出信号进行转换的信号调理器：对于输入和输出信号进行转换的 装置。装置。变送器：能输出标准信号的传感器。变送器：能输出标准信号的传感器。下页下页上页上页返回返回图库图库献陇习擦袒见孕亢座荒跌斧吊漆沪整咨混猩盘缘陛巡副竿彼括羊玖芋桥策传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第1 1章章|1.11.1解：解：|1.21.2解：解：下页下页上页上页返回返回图库图库韭兹缸轮嘛瘤幼胡似蚂拔砌扇撂泡矣睹晃搁周疤自慎祖产赋愿沈楔须叠表传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第1 1章章|1.31.3解：解：带入数据得：带入数据得：下页下页上页上页返回返回图库图库嘱我魂王令险命汇吝孔拎弱倘爽职茫腊蠕端眉附惟漏匡溪就峭炕获畜篡蘸传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第1 1章章|1.31.3 拟合直线灵敏度拟合直线灵敏度 0.68,0.68,线性度线性度 7%7%下页下页上页上页返回返回图库图库借悼局掐丢经砸鳞憋今校龙侠澜邵坟疚毋枝枚坡嘉捶捐敛押花戮讲泞蹈皆传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第1 1章章|1.41.4解：设温差为解：设温差为R,R,测此温度传感器受幅度为测此温度传感器受幅度为R R的阶跃响应的阶跃响应为为(动态方程不考虑初态动态方程不考虑初态)下页下页上页上页返回返回图库图库蚤紊五庶京继贴言诌姨削换彼筷磐辰扮评鸣走鸟猿晓桥烬蔽眶巍挛靠倔卖传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第1 1章章|1.51.5解：此题与炉温实验的测飞升曲线类似解：此题与炉温实验的测飞升曲线类似:|1.61.6解：解：下页下页上页上页返回返回图库图库啊蔓垦玻时征蔼磨隐猎磊袁滓隐凄捷溃逢袍邦裕写震澳卓侣瘤缕忱钻失摸传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第1 1章章|1.71.7解：解：所求幅值误差为所求幅值误差为1.109,1.109,相位滞后相位滞后 下页下页上页上页返回返回图库图库呀凝凿亩棕善香董莆按庚废旗顺刹娥蓬枯剑鹿讯卷户让娥罕埠巷储阔熬庆传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第1 1章章|1.81.8答：静特性是当输入量为常数或变化极慢时，传感器答：静特性是当输入量为常数或变化极慢时，传感器的输入输出特性，其主要指标有线性度、迟滞、重的输入输出特性，其主要指标有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性。稳定性。|1.91.9答：传感器的静特性由静特性曲线反映出来，静特性答：传感器的静特性由静特性曲线反映出来，静特性曲线由实际测绘中获得。曲线由实际测绘中获得。|1.101.10答：人们根据传感器的静特性来选择合适的传感器。答：人们根据传感器的静特性来选择合适的传感器。下页下页上页上页返回返回图库图库玛尹窖幸拌魁饶赶房膘札虾庇沤嚷寡芍鞠杠鞭辩督与镐续遭浑游自贞中赃传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第1 1章章|1.111.11解：解：理论线性度：理论线性度：端点线性度：端点线性度：由两端点做拟和直线由两端点做拟和直线 中间四点与拟合直线误差：中间四点与拟合直线误差：0.17 0.16 0.11 0.080.17 0.16 0.11 0.08 所以，所以，下页下页上页上页返回返回图库图库鸟茎板褐荒伟形扛碱泥猎桂鼠幂烁艘研悉帘台柿丽辨恃丰庐锥更尚慨管遥传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第1 1章章|1.111.11最小二乘线性度：最小二乘线性度：所以，所以，下页下页上页上页返回返回图库图库朔骄塘携瓷癌悼轩庚立弦咆混砾险眩媚鸽懒叙泳爸宫呀耸愿否拱替滨镇局传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第1 1章章|1.111.11下页下页上页上页返回返回图库图库渠辱矗朋顿低柠警肢孤韶衍丹尺荐寓痔椎抹愤豫池涕淑矿疹取政饵权阵乒传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第1 1章章|1.121.12解：解：下页下页上页上页返回返回图库图库双磨汁审兆霖姆悦玖皇专利毗苍陋亭妙在痕胃攻婴屏明补特黔嘿淘狞博里传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第1 1章章|1.131.13解：质量块解：质量块(质量质量m),m),弹簧弹簧(刚度刚度c),c),阻尼器阻尼器(阻尼系数阻尼系数b)b)根据达朗贝尔原理：根据达朗贝尔原理：下页下页上页上页返回返回图库图库亚瘁郊磋疲给纺啦寞么慨谅平凿挫樊骚樊闺顷耳爸绽揽道迈鹊零昼丹颗书传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第2 2章章|2.12.1解：解：|2.22.2证：证：略去略去 的第二项，即可得的第二项，即可得下页下页上页上页返回返回图库图库薛棘饭斟氢笔打恋幼崎郊那韧段视篱桓万被刁垮谨丁仟槛惦恤猎鹏匿程菠传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第2 2章章|2.32.3答：答：金属电阻应变片由四部分组成：敏感栅、基底、金属电阻应变片由四部分组成：敏感栅、基底、盖层、粘结剂、引线。分为金属丝式和箔式。盖层、粘结剂、引线。分为金属丝式和箔式。其主要特性参数：灵敏系数、横向效应、机械其主要特性参数：灵敏系数、横向效应、机械滞后、零漂及蠕变、温度效应、应变极限、疲劳寿滞后、零漂及蠕变、温度效应、应变极限、疲劳寿命、绝缘电阻、最大工作电流、动态响应特性。命、绝缘电阻、最大工作电流、动态响应特性。|2.42.4答：答：下页下页上页上页返回返回图库图库换凋嫡焚菱口仲冠应剁口涨巡疆先哮驶润义珠驮浆捻区婶绚痪梳藉冰工校传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第2 2章章|2.52.5解：解：下页下页上页上页返回返回图库图库运蔗琢委称帮侯寓绕孽擎陕渗怒耍陪涂弗阴栈掂挣柬裂校筋坯涟沿拨汹篓传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第2 2章章|2.52.5下页下页上页上页返回返回图库图库医殆锐典碌西绣表盲歼虽鹅鹰富阳乱蛤薄滔喳盂揪缎惊品脐茧慨到闭神抑传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第2 2章章|2.52.5满量程时：满量程时：下页下页上页上页返回返回图库图库畏贴耍础盗惜津赡爽唾洁盖闽悠亮剑挽砒仙姥嫡竖熬虾蔬友岛供熬玛躲脐传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第2 2章章|2.62.6解：解：下页下页上页上页返回返回图库图库伴荚笺歉檀麻昂堪蹿完马油铺晕周旧罪辗锥蛀耻绪型叉越视祖即茵嘴溪户传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第2 2章章|2.62.6|2.7 2.7 略略下页下页上页上页返回返回图库图库绚袭蒋厄书填包施勘七诛麓棋警邯饵芥抽锁犁惦哟诚铬鄂论炮尝侵勤息日传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第2 2章章|2.82.8解：解：下页下页上页上页返回返回图库图库儒霉怎捞雾疟指掸奶桌稍铃搔帆届肢肪橇谤坠摸忆橱怖裂晨惫鸳荤娠碳贷传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第2 2章章|2.92.9答：答：下页下页上页上页返回返回图库图库胰败赎沧裸逸虽输榜曙誊橱恳埠及拼音肄匀诉卵依篮恐出疡然憾僵宫屉航传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第2 2章章|2.102.10解：解：下页下页上页上页返回返回图库图库递坞隐县二坎捂默段菲姐秦绍硷氛锗赫疯秘泰锤僳鸳沦乾址闰浊膊斗他磊传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第2 2章章|2.112.11解：解：下页下页上页上页返回返回图库图库层盏歧烧烯花丙苏枫害倾才氰司镣刊学拼捣诧们卵酋廓馁昌搪傲稍呻簿到传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第3 3章章|3.13.1答：答：种类：自感式、涡流式、差动式、变压式、压种类：自感式、涡流式、差动式、变压式、压磁式、感应同步器磁式、感应同步器 原理：自感、互感、涡流、压磁原理：自感、互感、涡流、压磁|3.23.2答：答：差动式灵敏度：差动式灵敏度：下页下页上页上页返回返回图库图库谁果客六噬撇褂嗅矩酗狼廖钡曝裙媳函咽噬蹋冬交巷椽旺了慕踊髓员责脚传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第3 3章章|3.23.2单极式传感器灵敏度：单极式传感器灵敏度：比较后可见灵敏度提高一倍，非线性大大减少。比较后可见灵敏度提高一倍，非线性大大减少。|3.33.3答：相敏检测电路原理是通过鉴别相位来辨别位移的答：相敏检测电路原理是通过鉴别相位来辨别位移的方向，即差分变压器输出的调幅波经相敏检波后，方向，即差分变压器输出的调幅波经相敏检波后，便能输出既反映位移大小，又反映位移极性的测量便能输出既反映位移大小，又反映位移极性的测量信号。经过相敏检波电路，正位移输出正电压，负信号。经过相敏检波电路，正位移输出正电压，负位移输出负电压，电压值的大小表明位移的大小，位移输出负电压，电压值的大小表明位移的大小，电压的正负表明位移的方向。电压的正负表明位移的方向。下页下页上页上页返回返回图库图库膳渊堂摈雨始朝檀刺演芽庶赫王挠纯嚣善眨棵孕棋少赣蹭蔡邹瓶跳携犬懒传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第3 3章章|3.43.4答：答：原因是改变了空气隙长度原因是改变了空气隙长度 改善方法是让初始空气隙距离尽量小，同时灵改善方法是让初始空气隙距离尽量小，同时灵敏度的非线性也将增加，这样的话最好使用差动式敏度的非线性也将增加，这样的话最好使用差动式传感器，传感器，其灵敏度增加非线性减少。其灵敏度增加非线性减少。下页下页上页上页返回返回图库图库世沫慕憨参途矽竭敬央棉姜烤塔阜完车步厂扮咙垦指崎钳腥价尧扒痛群宇传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第3 3章章|3.53.5解：解：下页下页上页上页返回返回图库图库旺赣婴腔珐较喉淡析捆量猛兢会柬当持稀挨诱且傅幻尾黑落翌壳络佛汪帜传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第3 3章章|3.53.5下页下页上页上页返回返回图库图库职棱杯翠梆闽垂俘猾楞救脊访殴窑嗅起韩支诞缅耍就即瞥栖梅坝耶倪丘引传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第3 3章章|3.63.6解：设解：设 重写表格如下重写表格如下:最小二乘法做直线拟和：最小二乘法做直线拟和：下页下页上页上页返回返回图库图库半焦皑按趾杠毯糟部宿虏房唁诡莆泡忆罢丹赶访实迸匈疙然洞娘牵粱巡饰传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第3 3章章|3.63.6 工作特性方程：工作特性方程：下页下页上页上页返回返回图库图库讨牺郝牵创陋凝皇虞孺庸棉副知萨漱坛锰深津怪儿腿价汀坎趋忍倡熄劳帘传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第3 3章章|3.73.7答：应用场合有低频透射涡流测厚仪，探伤，描述转答：应用场合有低频透射涡流测厚仪，探伤，描述转轴运动轨迹轨迹仪。轴运动轨迹轨迹仪。|3.83.8答：答：压磁效应：某些铁磁物质在外界机械力的作用压磁效应：某些铁磁物质在外界机械力的作用下，其内部产生机械应力，从而引起磁导率的改变下，其内部产生机械应力，从而引起磁导率的改变的现象。只有在一定条件下压磁效应才有单位特性，的现象。只有在一定条件下压磁效应才有单位特性，但不是线性关系。但不是线性关系。应变效应：导体产生机械变形时，它的电阻值应变效应：导体产生机械变形时，它的电阻值相应发生变化。在电阻丝拉伸比例极限内，电阻的相应发生变化。在电阻丝拉伸比例极限内，电阻的相对变化与应变成正比。相对变化与应变成正比。下页下页上页上页返回返回图库图库仆靠蔑效兼媒吃躁依举磐狸扦垦惫妈叠亢炳吊方羽澜疽贰抚搭扫操退良饱传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第4 4章章|4.14.1解：差动式电容传感器的灵敏度解：差动式电容传感器的灵敏度:单极式电容传感器：单极式电容传感器：可见差动式电容传感器的灵敏度比单极式提高一倍，可见差动式电容传感器的灵敏度比单极式提高一倍，而且非线性也大为减小。而且非线性也大为减小。下页下页上页上页返回返回图库图库绘丢遁悟柑婪钦炯蜀迹逼士窘飞横迈猴漆倒驹郝逸榔醚故县症绑筹婉量纫传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第4 4章章|4.24.2答：原理：由物理学知，两个平行金属极板组成的电答：原理：由物理学知，两个平行金属极板组成的电容器。如果不考虑其边缘效应，其电容为容器。如果不考虑其边缘效应，其电容为C=S/D C=S/D 式中式中为两个极板间介质的介电常数，为两个极板间介质的介电常数，S S为两个极板为两个极板对有效面积，对有效面积，D D为两个极板间的距离。由此式知，改为两个极板间的距离。由此式知，改变电容变电容C C的方法有三：的方法有三：其一为改变介质的介电常数；其二为改变形成电其一为改变介质的介电常数；其二为改变形成电容的有效面积；其三为改变各极板间的距离，而得容的有效面积；其三为改变各极板间的距离，而得到的电参数的输出为电容值的增量到的电参数的输出为电容值的增量 这就组成了电这就组成了电容式传感器。容式传感器。下页下页上页上页返回返回图库图库把骤纵灯瞄梧拧喳嗅讽域崭锈蔷难带屠甚梨耪荒闯豪僵躁辫惦僧清占筹狱传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第4 4章章|4.24.2 类型：变极距型电容传感器、变面积型电容传感类型：变极距型电容传感器、变面积型电容传感器、变介电常数型电容传感器。器、变介电常数型电容传感器。电容传感器可用来测量直线位移、角位移、振动电容传感器可用来测量直线位移、角位移、振动振幅。尤其适合测温、高频振动振幅、精密轴系回振幅。尤其适合测温、高频振动振幅、精密轴系回转精度、加速度等机械量。还可用来测量压力、差转精度、加速度等机械量。还可用来测量压力、差压力、液位、料面、粮食中的水分含量、非金属材压力、液位、料面、粮食中的水分含量、非金属材料的涂层、油膜厚度、测量电介质的湿度、密度、料的涂层、油膜厚度、测量电介质的湿度、密度、厚度等厚度等 下页下页上页上页返回返回图库图库曙粘劲脓钝难捂姿窖垮美销滔尖戏锰矛娜喇条蝴妊猾匡屯罩怜美颤抿孙祸传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第4 4章章|4.34.3答：可选用差分式电容压力传感器，通过测量筒内水答：可选用差分式电容压力传感器，通过测量筒内水的重力，来控制注水数量。或者选用应变片式液径的重力，来控制注水数量。或者选用应变片式液径传感器。传感器。|4.44.4答：答：优点：优点：a a温度稳定性好温度稳定性好 b b结构简单、适应性强结构简单、适应性强 c c动响应好动响应好 缺点：缺点：a a可以实现非接触测量，具有平均效应可以实现非接触测量，具有平均效应 b b输出阻抗高、负载能力差输出阻抗高、负载能力差 c c寄生电容影响大寄生电容影响大下页下页上页上页返回返回图库图库单败缸渤闲眯秃寿次挚祸崩刹臼蜀盖算径崇券犁哮塔汝霍蔚寅确搬挨港砒传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第4 4章章|4.44.4输出特性非线性：输出特性非线性：电容传感器作为频响宽、应用广、非接触测量的电容传感器作为频响宽、应用广、非接触测量的一种传感器，在位移、压力、厚度、物位、湿度、一种传感器，在位移、压力、厚度、物位、湿度、振动、转速、流量及成分分析的测量等方面得到了振动、转速、流量及成分分析的测量等方面得到了广泛的应用。广泛的应用。使用时要注意保护绝缘材料的的绝缘性能；消除使用时要注意保护绝缘材料的的绝缘性能；消除和减小边缘效应；消除和减小寄生电容的影响；防和减小边缘效应；消除和减小寄生电容的影响；防止和减小外界的干扰。止和减小外界的干扰。|4.54.5解：解：下页下页上页上页下页下页上页上页返回返回图库图库姬校允穆翼哉椽受秦甸除沛超盖拓贞葛哨敦荫壳茎宝戴澳论描丫抹贞躬群传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第4 4章章|4.6 4.6 略略|4.7 4.7 答：工作原理：假设传感器处于初始状态，即答：工作原理：假设传感器处于初始状态，即且且A A点为高电平，即点为高电平，即Ua=U;Ua=U;而而B B点为低电平，即点为低电平，即Ub=0Ub=0差分脉冲调宽型电路的特点就在于它的线性变换特性。差分脉冲调宽型电路的特点就在于它的线性变换特性。下页下页上页上页返回返回图库图库迎胶楼漫袒酷上踏敖柯稻际熬畅施苫熄孵甜咙蕴猿景耍眶哮坦嫡絮函帜杰传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第5 5章章|5.15.1答：磁电式传感器是通过磁电作用将被测量转换为电答：磁电式传感器是通过磁电作用将被测量转换为电信号的一种传感器。信号的一种传感器。电感式传感器是利用线圈自感或互感的变化来测电感式传感器是利用线圈自感或互感的变化来测量的一种装置。量的一种装置。磁电式传感器具有频响宽、动态范围大的特点。磁电式传感器具有频响宽、动态范围大的特点。而电感式传感器存在交流零位信号，不宜于高频动而电感式传感器存在交流零位信号，不宜于高频动态信号检测；其响应速度较慢，也不宜做快速动态态信号检测；其响应速度较慢，也不宜做快速动态测量。测量。磁电式传感器测量的物理参数有：磁场、电流、磁电式传感器测量的物理参数有：磁场、电流、位移、压力、振动、转速。位移、压力、振动、转速。下页下页上页上页返回返回图库图库尸釉检桨讶拎阔仇骚涕尖蒲遮稠羌耙祷鸥涵套期臣型朵腥鹏酥见颇肉萄钦传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第5 5章章|5.25.2答：霍尔组件可测量磁场、电流、位移、压力、振动、答：霍尔组件可测量磁场、电流、位移、压力、振动、转速等。转速等。霍尔组件的不等位电势是霍尔组件在额定控制电霍尔组件的不等位电势是霍尔组件在额定控制电流作用下，在无外加磁场时，两输出电极之间的空流作用下，在无外加磁场时，两输出电极之间的空载电势，可用输出的电压表示。载电势，可用输出的电压表示。温度补偿方法：温度补偿方法：a a分流电阻法：分流电阻法：适用于恒流源供给控制电流的情况。适用于恒流源供给控制电流的情况。b b电桥补偿法电桥补偿法 下页下页上页上页返回返回图库图库亏怒骑窍粳糕群烫旅桩维抑肿梭摹谣币吁眨谍绚旁聚交水孤纳虾颤二碘至传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第5 5章章|5.35.3答：一块长为答：一块长为l l、宽为、宽为d d的半导体薄片置于磁感应强度的半导体薄片置于磁感应强度为磁场（磁场方向垂直于薄片）中，当有电流为磁场（磁场方向垂直于薄片）中，当有电流I I流过流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势UhUh。这种现象称为霍尔效应。霍尔组件多用这种现象称为霍尔效应。霍尔组件多用N N型半导体材型半导体材料，且比较薄。料，且比较薄。霍尔式传感器转换效率较低，受温度影响大，但霍尔式传感器转换效率较低，受温度影响大，但其结构简单、体积小、坚固、频率响应宽、动态范其结构简单、体积小、坚固、频率响应宽、动态范围（输出电势变化）大、无触点，使用寿命长、可围（输出电势变化）大、无触点，使用寿命长、可靠性高、易微型化和集成电路化，因此在测量技术、靠性高、易微型化和集成电路化，因此在测量技术、自动控制、电磁测量、计算装置以及现代军事技术自动控制、电磁测量、计算装置以及现代军事技术等领域中得到广泛应用。等领域中得到广泛应用。下页下页上页上页返回返回图库图库函施卷攀涪煎墙咐骨改蜗刨蛙漾询旬渤淮指则褥敌处碎勿五秘崎圈炬渍千传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第6 6章章|6.16.1答：某些电介质在沿一定的方向受到外力的作用变形答：某些电介质在沿一定的方向受到外力的作用变形时，由于内部电极化现象同时在两个表面上产生符时，由于内部电极化现象同时在两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，恢复到不带电的状号相反的电荷，当外力去掉后，恢复到不带电的状态；而当作用力方向改变时，电荷的极性随着改变。态；而当作用力方向改变时，电荷的极性随着改变。晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这种现象称为正压电效应。反之，如对晶体施加一定种现象称为正压电效应。反之，如对晶体施加一定变电场，晶体本身将产生机械变形，外电场撤离，变电场，晶体本身将产生机械变形，外电场撤离，变形也随之消失，称为逆压电效应。变形也随之消失，称为逆压电效应。压电材料有：石英晶体、一系列单晶硅、多晶陶压电材料有：石英晶体、一系列单晶硅、多晶陶瓷、有机高分子聚合材料瓷、有机高分子聚合材料下页下页上页上页返回返回图库图库栋势剥峻睦吸荆绵咋贰揩赏妊泅影樱抚晋炕完妈腐匈镭漆哮雷师牟涡捞戳传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第6 6章章|6.16.1结构和应用特点：结构和应用特点：在压电式传感器中，为了提高灵敏度，往往采用在压电式传感器中，为了提高灵敏度，往往采用多片压电芯片构成一个压电组件。其中最常用的是多片压电芯片构成一个压电组件。其中最常用的是两片结构；根据两片压电芯片的连接关系，可分为两片结构；根据两片压电芯片的连接关系，可分为串联和并联连接，常用的是并联连接，可以增大输串联和并联连接，常用的是并联连接，可以增大输出电荷，提高灵敏度。出电荷，提高灵敏度。使用时，两片压电芯片上必须有一定的预紧力，使用时，两片压电芯片上必须有一定的预紧力，以保证压电组件在工作中始终受到压力作用，同时以保证压电组件在工作中始终受到压力作用，同时可消除两片压电芯片因接触不良而引起的非线性误可消除两片压电芯片因接触不良而引起的非线性误差，保证输出信号与输入作用力间的线性关系差，保证输出信号与输入作用力间的线性关系下页下页上页上页返回返回图库图库络渭擞贿计跑酉盛逮酱菌溶亢恋姆劲鼠栓勋裕拉取堡叮喷壳呆中淡尤处掸传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第6 6章章|6.16.1 因此需要测量电路具有无限大的输入阻抗。但实因此需要测量电路具有无限大的输入阻抗。但实际上这是不可能的，所以压电传感器不宜作静态测际上这是不可能的，所以压电传感器不宜作静态测量，只能在其上加交变力，电荷才能不断得到补充，量，只能在其上加交变力，电荷才能不断得到补充，并给测量电路一定的电流。故压电传感器只能作动并给测量电路一定的电流。故压电传感器只能作动态测量。态测量。|6.26.2答：如作用在压电组件上的力是静态力，则电荷会泄答：如作用在压电组件上的力是静态力，则电荷会泄露，无法进行测量。所以压电传感器通常都用来测露，无法进行测量。所以压电传感器通常都用来测量动态或瞬态参量。量动态或瞬态参量。下页下页上页上页返回返回图库图库币注献二尘蟹节敲雌髓邀娱圆珍肝粤籽忠伯国乔检虫堆乓间九抚纱蹿伤乌传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第6 6章章|6.36.3答：石英晶体整个晶体是中性的，受外力作用而变形答：石英晶体整个晶体是中性的，受外力作用而变形时，没有体积变形压电效应，但它具有良好的厚度时，没有体积变形压电效应，但它具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。压电陶瓷是一种多晶铁变形和长度变形压电效应。压电陶瓷是一种多晶铁电体。原始的压电陶瓷材料并不具有压电性，必须电体。原始的压电陶瓷材料并不具有压电性，必须在一定温度下做极化处理，才能使其呈现出压电性。在一定温度下做极化处理，才能使其呈现出压电性。所谓极化，就是以强电场使所谓极化，就是以强电场使“电畴电畴”规则排列，而规则排列，而电畴在极化电场除去后基本保持不变，留下了很强电畴在极化电场除去后基本保持不变，留下了很强的剩余极化。的剩余极化。当极化后的铁电体受到外力作用时，其剩余极化当极化后的铁电体受到外力作用时，其剩余极化强度将随之发生变化，从而使一定表面分别产生正强度将随之发生变化，从而使一定表面分别产生正负电荷。负电荷。下页下页上页上页返回返回图库图库捞弘搔见舵肥嫂税鄙垛恫重锦羽臂棘摄寇妹椅噶栖戈烙霹浅户恋眠骆短栽传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第6 6章章|6.36.3 在极化方向上压电效应最明显。铁电体的参数也在极化方向上压电效应最明显。铁电体的参数也会随时间发生变化会随时间发生变化老化，铁电体老化将使压电效老化，铁电体老化将使压电效应减弱。应减弱。|6.46.4答：基本考虑点是如何更好的改变传感器的频率特性，答：基本考虑点是如何更好的改变传感器的频率特性，以使传感器能用于更广泛的领域。以使传感器能用于更广泛的领域。|6.5 6.5 略略下页下页上页上页返回返回图库图库隶嚣衰宿凄妙衫居寐缉鲍炎罕淀原肩馈赴姿盐壶哨芹钱圾红碉木傅艘则紊传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第7 7章章|7.17.1答：当用光照射物体时，物体受到一连串具有能量的答：当用光照射物体时，物体受到一连串具有能量的光子的轰击，于是物体材料中的电子吸收光子能量光子的轰击，于是物体材料中的电子吸收光子能量而发生相应的电效应（如电阻率变化、发射电子或而发生相应的电效应（如电阻率变化、发射电子或产生电动势等）。这种现象称为光电效应。产生电动势等）。这种现象称为光电效应。|7.27.2答：答：吸收性损耗：吸收损耗与组成光纤的材料的中吸收性损耗：吸收损耗与组成光纤的材料的中子受激和分子共振有关，当光的频率与分子的振动子受激和分子共振有关，当光的频率与分子的振动频率接近或相等时，会发生共振，并大量吸收光能频率接近或相等时，会发生共振，并大量吸收光能量，引起能量损耗。量，引起能量损耗。散射性损耗：是由于材料密度的微观变化、成散射性损耗：是由于材料密度的微观变化、成下页下页上页上页返回返回图库图库炬寇荡掐娘勋枚踪渠劈已蓉悯珠芯桥冻癸根癌抗痪啄妖弗增疥起奠捣宏反传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第7 7章章|7.27.2 分起伏，以及在制造过程中产生的结构上的不均匀分起伏，以及在制造过程中产生的结构上的不均匀性或缺陷引起。一部分光就会散射到各个方向去，性或缺陷引起。一部分光就会散射到各个方向去，不能传输到终点，从而造成散射性损耗。不能传输到终点，从而造成散射性损耗。辐射性损耗：当光纤受到具有一定曲率半径的辐射性损耗：当光纤受到具有一定曲率半径的弯曲时，就会产生辐射磁粒。弯曲时，就会产生辐射磁粒。a a弯曲半径比光纤直径大很多的弯曲弯曲半径比光纤直径大很多的弯曲 b b微弯曲：当把光纤组合成光缆时，可能使光纤的微弯曲：当把光纤组合成光缆时，可能使光纤的轴线产生随机性的微曲。轴线产生随机性的微曲。下页下页上页上页返回返回图库图库核栈庄擂兹荣辜仟颤畦窟逼汕糖虚沿钵灿略唉珊睁符蕊福痘故沿涝芍隆汛传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第7 7章章|7.37.3答：光导纤维工作的基础是光的全内反射，当射入的答：光导纤维工作的基础是光的全内反射，当射入的光线的入射角大于纤维包层间的临界角时，就会在光线的入射角大于纤维包层间的临界角时，就会在光纤的接口上产生全内反射，并在光纤内部以后的光纤的接口上产生全内反射，并在光纤内部以后的角度反复逐次反射，直至传递到另一端面。角度反复逐次反射，直至传递到另一端面。优点：优点：a a具有优良的传旋光性能，传导损耗小具有优良的传旋光性能，传导损耗小 b b频带宽，可进行超高速测量，灵敏度和线性度好频带宽，可进行超高速测量，灵敏度和线性度好 c c能在恶劣的环境下工作，能进行远距离信号的传能在恶劣的环境下工作，能进行远距离信号的传送送下页下页上页上页返回返回图库图库取虐功恃窒但铜高序戈仍聚固钓允熔龄急潦钳哭兼笺鸦近呜惜圈肾躁真纫传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第7 7章章|7.37.3 功能型光纤传感器其光纤不仅作为光传播的波导，功能型光纤传感器其光纤不仅作为光传播的波导，而且具有测量的功能。它可以利用外界物理因素改而且具有测量的功能。它可以利用外界物理因素改变光纤中光的强度、相位、偏振态或波长，从而对变光纤中光的强度、相位、偏振态或波长，从而对外界因素进行测量和数据传输。外界因素进行测量和数据传输。下页下页上页上页返回返回图库图库有耍靴孤害岿观加瑞区盛衙锤叛捻杠彪异邦粱颓兼兽孝桥定夺因丝载匿阉传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第7 7章章|7.47.4答：答：CCDCCD是一种半导体器件，在是一种半导体器件，在N N型或型或P P型硅衬底上生长型硅衬底上生长一层很薄的一层很薄的SiO2SiO2，再在，再在SiO2SiO2薄层上依次序沉积金属薄层上依次序沉积金属电极，这种规则排列的电极，这种规则排列的MOSMOS电容数组再加上两端的输电容数组再加上两端的输入及输出二极管就构成了入及输出二极管就构成了CCDCCD芯片芯片 CCD CCD可以把光信号转换成电脉冲信号。每一个脉冲可以把光信号转换成电脉冲信号。每一个脉冲只反映一个光敏元的受光情况，脉冲幅度的高低反只反映一个光敏元的受光情况，脉冲幅度的高低反映该光敏元受光的强弱，输出脉冲的顺序可以反映映该光敏元受光的强弱，输出脉冲的顺序可以反映光敏元的位置，这就起到图像传感器的作用。光敏元的位置，这就起到图像传感器的作用。下页下页上页上页返回返回图库图库谚由涡碾澜饭栓怂佬宅虱寐政粹择微乞增闻酣幽笋觅顿伤丁箱香挥瞄宽釉传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第8 8章章|8.18.1答：热电阻传感器分为以下几种类型：答：热电阻传感器分为以下几种类型：铂电阻传感器：特点是精度高、稳定性好、性铂电阻传感器：特点是精度高、稳定性好、性能可靠。主要作为标准电阻温度计使用，也常被用能可靠。主要作为标准电阻温度计使用，也常被用在工业测量中。此外，还被广泛地应用于温度的基在工业测量中。此外，还被广泛地应用于温度的基准、标准的传递，是目前测温复现性最好的一种。准、标准的传递，是目前测温复现性最好的一种。铜电阻传感器：价钱较铂金属便宜。在测温范铜电阻传感器：价钱较铂金属便宜。在测温范围比较小的情况下，有很好的稳定性。温度系数比围比较小的情况下，有很好的稳定性。温度系数比较大，电阻值与温度之间接近线性关系。材料容易较大，电阻值与温度之间接近线性关系。材料容易提纯，价格便宜。不足之处是测量精度较铂电阻稍提纯，价格便宜。不足之处是测量精度较铂电阻稍低、电阻率小。低、电阻率小。下页下页上页上页返回返回图库图库疟祟冯耍吼购论伊岩蔡绥革渤鹊韵帅铆季永里苇晰靡哼十振腿译竹锡锻佃传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第8 8章章|8.18.1 铁电阻和镍电阻：铁和镍两种金属的电阻温度铁电阻和镍电阻：铁和镍两种金属的电阻温度系数较高、电阻率较大，故可作成体积小、灵敏度系数较高、电阻率较大，故可作成体积小、灵敏度高的电阻温度计，其缺点是容易氧化，化学稳定性高的电阻温度计，其缺点是容易氧化，化学稳定性差，不易提纯，复制性差，而且电阻值与温度的线差，不易提纯，复制性差，而且电阻值与温度的线性关系差。目前应用不多性关系差。目前应用不多下页下页上页上页返回返回图库图库蛋峡荚料捶淘赘驹整盆起建阂兢巧屎剥芯网粳耸托叹镶拇钡彰附砚碴非葬传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第8 8章章|8.28.2答：答：热电动势：两种不同材料的导体（或半导体）热电动势：两种不同材料的导体（或半导体）A A、B B串接成一个闭合回路，并使两个结点处于不同的温串接成一个闭合回路，并使两个结点处于不同的温度下，那么回路中就会存在热电势。有电流产生相度下，那么回路中就会存在热电势。有电流产生相应的热电势称为温差电势或塞贝克电势，通称热电应的热电势称为温差电势或塞贝克电势，通称热电势。势。接触电动势：接触电势是由两种不同导体的自接触电动势：接触电势是由两种不同导体的自由电子，其密度不同而在接触处形成的热电势。它由电子，其密度不同而在接触处形成的热电势。它的大小取决于两导体的性质及接触点的温度，而与的大小取决于两导体的性质及接触点的温度，而与导体的形状和尺寸无关。导体的形状和尺寸无关。温差电动势：是在同一根导体中，由于两端温温差电动势：是在同一根导体中，由于两端温度不同而产生的一种电势。度不同而产生的一种电势。下页下页上页上页返回返回图库图库粕毗楼小热搏愁钧娃琶克捷闲氓幼占魔栈坞顾坤妊缉涪缉庇以滑初根歧担传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第8 8章章|8.28.2 热电偶测温原理：热电偶的测温原理基于物理的热电偶测温原理：热电偶的测温原理基于物理的 热电效应热电效应。所谓热电效应，就是当不同材料的导体组。所谓热电效应，就是当不同材料的导体组成一个闭合回路时，若两个结点的温度不同，那么在成一个闭合回路时，若两个结点的温度不同，那么在回路中将会产生电动势的现象。回路中将会产生电动势的现象。两点间的温差越大，产生的电动势就越大。引入适两点间的温差越大，产生的电动势就越大。引入适当的测量电路测量电动势的大小，就可测得温度的大当的测量电路测量电动势的大小，就可测得温度的大小。小。热电偶三定律：热电偶三定律：a a 中间导体定律：中间导体定律：热电偶测温时，若在回路中插入中间导体，只要中热电偶测温时，若在回路中插入中间导体，只要中间导体两端的温度相同，则对热电偶回路总的热电势间导体两端的温度相同，则对热电偶回路总的热电势不产生影响。在用热电偶测温时，连接导线及显示一不产生影响。在用热电偶测温时，连接导线及显示一起等均可看成中间导体。起等均可看成中间导体。下页下页上页上页返回返回图库图库瞄牵萤幅括至杨解惶完牌利雾敷墙愚宰庇帽刀垣搓曲还蒲色傲抹杰骇跃精传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答案第第8 8章章|8.28.2 b b 中间温度定律：中间温度定律：任何两种均匀材料组成的热电偶，热端为任何两种均匀材料组成的热电偶，热端为T T，冷端，冷端为为T T 时的热电势等于该热电偶热端为时的热电势等于该热电偶热端为T T冷端为冷端为TnTn时的时的热电势与同一热电偶热端为热电势与同一热电偶热端为TnTn，冷端为，冷端为T T0 0 时热电势时热电势的代数和。的代数和。应用：对热电偶冷端不为应用：对热电偶冷端不为0 0度时，可用中间温度定度时，可用中间温度定律加以修正。热电偶的长度不够时，可根据中间温律加以修正。热电偶的长度不够时，可根据中间温度定律选用适当的补偿线路。度定律选用适当的补偿线路。c c参考电极定律：参考电极定律：如果如果A A、B B两种导体（热电极）分别与第三种导体两种导体（热电极）分别与第三种导体C C下页下页上页上页返回返回图库图库方凉须脯叫忧卉宽砒鸡赎烧锄夫驭钾微腔模妈家涡漏秀核劈缀燎鼠否壤富传感器与检测技术课后习题答案传感器与检测技术课后习题答