《傳感器原理及應用》課后答案

1、1第1章傳感器基礎理論傳感器基礎理論思考題與習題答案思考題與習題答案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)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件、轉換元件和調(diào)節(jié)轉換電路組成。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關系，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、轉換元件和調(diào)節(jié)轉換電路三部分組成。其中，敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應被測量的部分，轉換元件是指傳感器中能將敏感元件感受或響應的被測量轉換成電信號的部分，調(diào)節(jié)轉換電路是指將非適合電量進一步轉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？應如何選擇？解：在生產(chǎn)過程和科學實驗中，要對各種各樣的參數(shù)進行檢測和控制，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)特性的重要指標是線性度、靈敏度，遲滯和重復性等。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、響應時間等，應根據(jù)被測非電量的測量要求進

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：設溫差為A，測此溫度傳感器受幅度為A的階躍響應為(動態(tài)方程不考慮初態(tài)))e1()(?tAty???當時，Aty31)(?s22.132ln3???t當時，Aty21)(?s08.221ln3???t1.11某傳感器為一階系統(tǒng)，當受階躍函數(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章應變式傳感器應變式傳感器思考題與習題答案思考題與習題答案2.1試述金屬電阻應變片與半導體電阻應變片的應變效應有什么不同答：金屬電阻的應變效應主要是由于其幾何形狀的變化而產(chǎn)生的，半導體材料的應變效應則主要取決于材料的電

6、阻率隨應變所引起的變化產(chǎn)生的。2.2試述金屬電阻應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，并假定負載電阻無窮大。當應變片上的應變分別為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