《傳感器原理及應(yīng)用》課后答案

1、1第1章傳感器基礎(chǔ)理論傳感器基礎(chǔ)理論思考題與習(xí)題答案思考題與習(xí)題答案1.1什么是傳感器？（傳感器定義）解：能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路組成。1.2傳感器特性在檢測系統(tǒng)中起到什么作用？解：傳感器的特性是指傳感器的輸入量和輸出量之間的對應(yīng)關(guān)系，所以它在檢測系統(tǒng)中的作用非常重要。通常把傳感器的特性分為兩種：靜態(tài)特性和動態(tài)特性。靜態(tài)特性是指輸入不隨時間而變化的特性，它表

2、示傳感器在被測量各個值處于穩(wěn)定狀態(tài)下輸入輸出的關(guān)系。動態(tài)特性是指輸入隨時間而變化的特性，它表示傳感器對隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性。1.3傳感器由哪幾部分組成？說明各部分的作用。解：傳感器通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路三部分組成。其中，敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應(yīng)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)換成電信號的部分，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路是指將非適合電量進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成適合電量的部分，如書中圖1.1所示。

3、1.4傳感器的性能參數(shù)反映了傳感器的什么關(guān)系？靜態(tài)參數(shù)有哪些？各種參數(shù)代表什么意義？動態(tài)參數(shù)有那些？應(yīng)如何選擇？解：在生產(chǎn)過程和科學(xué)實驗中，要對各種各樣的參數(shù)進(jìn)行檢測和控制，就要求傳感器能感受被測非電量的變化并將其不失真地變換成相應(yīng)的電量，這取決于傳感器的基本特性，即輸出—輸入特性。衡量靜態(tài)特性的重要指標(biāo)是線性度、靈敏度，遲滯和重復(fù)性等。意義略（見書中）。動態(tài)參數(shù)有最大超調(diào)量、延遲時間、上升時間、響應(yīng)時間等，應(yīng)根據(jù)被測非電量的測量要求進(jìn)

4、行選擇。1.5某位移傳感器，在輸入量變化5mm時，輸出電壓變化為300mV，求其靈敏度。解：其靈敏度333001060510UkX?????????3解：設(shè)溫差為A，測此溫度傳感器受幅度為A的階躍響應(yīng)為(動態(tài)方程不考慮初態(tài)))e1()(?tAty???當(dāng)時，Aty31)(?s22.132ln3???t當(dāng)時，Aty21)(?s08.221ln3???t1.11某傳感器為一階系統(tǒng)，當(dāng)受階躍函數(shù)作用時，在t=0時，輸出為10mV；t→∞時，輸

5、出為100mV；在t=5s時，輸出為50mV，試求該傳感器的時間常數(shù)。解：由題意知：)e1(10010)(?tty????)e1(10010505?????)e1(10010505?????s79.953ln5????第2章應(yīng)變式傳感器應(yīng)變式傳感器思考題與習(xí)題答案思考題與習(xí)題答案2.1試述金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)有什么不同答：金屬電阻的應(yīng)變效應(yīng)主要是由于其幾何形狀的變化而產(chǎn)生的，半導(dǎo)體材料的應(yīng)變效應(yīng)則主要取決于材料的電

6、阻率隨應(yīng)變所引起的變化產(chǎn)生的。2.2試述金屬電阻應(yīng)變片直流測量電橋和交流測量電橋有什么區(qū)別答：它們的區(qū)別主要是直流電橋用直流電源，只適用于直流元件，交流電橋用交流電源，適用于所有電路元件。2.3采用阻值為120Ω靈敏度系數(shù)K=2.0的金屬電阻應(yīng)變片和阻值為120Ω的固定電阻組成電橋，供橋電壓為4V，并假定負(fù)載電阻無窮大。當(dāng)應(yīng)變片上的應(yīng)變分別為1με和1000με時，試求單臂、雙臂和全橋工作時的輸出電壓，并比較三種情況下的靈敏度。解：單臂