传感器与检测技术+(陈杰)+课后习题答案.pdf

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1、第0章1、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与处理的电信号，其作用与地位特别重要。2、答：①敏感元件：指传感器中直接感受被测量的部分。②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,通常由敏感元件和转换元件组成。③信号调理器：对于输入和输出信号进行转换的装置。④变送器：能输出标准信号的传感器。第1章1.1、解：1.2、解：1.3、解：带入数据得：1.3拟合直线灵敏度0.68,线性度±7%1.4解：

2、设温差为R,测此温度传感器受幅度为R的阶跃响应为(动态方程不考虑初态)1.5、解：此题与炉温实验的测飞升曲线类似:1.6、解：1.7、解：所求幅值误差为1.109,相位滞后1.8、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、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性。1.9、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。1.10、答：人们根据传感器的静特性来选择合适的传感器。1.11、解：①理论线性度：②端点线性度：由两端点做拟和直线中间四点与拟合直线误差：0.170.160.110.08

3、所以，③最小二乘线性度：所以，1.12、解：1.13、解：质量块(质量m),弹簧(刚度c),阻尼器(阻尼系数b)根据达朗贝尔原理：2.1、解：2.2、证：略去的第二项，即可得2.3、答：①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。②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、疲劳寿命、绝缘电阻、最大工作电流、动态响应特性。2.4、答：2.5、解：2.5、满量程时：2.6、解：2.8、解：2.10、解：2.11、解：3.1、答：①种类：自感式、涡流式、差动式、变压式、压磁式、感应同步器②原理：

4、自感、互感、涡流、压磁3.2、答：3.2、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。3.3、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，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。3.4、答：①原因是改变了空气隙长度②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传感器，其灵敏度增加非线性减少。3.5、解：3.63.7、答：应用场合有低频透射涡流测厚

5、仪，探伤，描述转轴运动轨迹轨迹仪。3.8、答：①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。②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，电阻的相对变化与应变成正比。4.1、解：差动式电容传感器的灵敏度: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，而且非线性也大为减小。4.2、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ε式中ε为两个极板间介质的介电常数，S为两个极板对有效

6、面积，D为两个极板间的距离。由此式知，改变电容C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这就组成了电容式传感器。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。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、非金属材料的涂层、油膜厚度、测量电介质的湿度、密度、厚度等4.3、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

7、。或者选用应变片式液径传感器。4.4、答：①优点：a温度稳定性好b结构简单、适应性强c动响应好②缺点：a可以实现非接触测量，具有平均效应b输出阻抗高、负载能力差c寄生电容影响大③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。4.5、解：4.6略4.7、答：工作原理：假设传感器处于初始状态，即且A点为高电平，即;而B点为低电平，即0差分脉冲调宽型电路的

8、特点就在于