1、第第0 0章章|0.10.1答：傳感器處于研究對象與測試系統的接口位置，即答：傳感器處于研究對象與測試系統的接口位置，即檢測與控制之首。傳感器是感知、獲取與檢測信息檢測與控制之首。傳感器是感知、獲取與檢測信息的窗口，一切科學研究與自動化生產過程要獲取的的窗口，一切科學研究與自動化生產過程要獲取的信息都要通過傳感器獲取并通過它轉換成容易傳輸信息都要通過傳感器獲取并通過它轉換成容易傳輸與處理的電信號，其作用與地位特別重要。與處理的電信號，其作用與地位特別重要。下頁下頁返回返回圖庫圖庫第第0 0章章|0.20.2答：答：敏感元件：指傳感器中直接感受被測量的部分。敏感元件：指傳感器中直接感受被測量的部

2、分。 傳感器：能感受規定的被測量并按照一定規傳感器：能感受規定的被測量并按照一定規 律轉換成可用輸出信號的器件或裝置律轉換成可用輸出信號的器件或裝置, ,通常由敏感元通常由敏感元件和轉換元件組成。件和轉換元件組成。 信號調理器：對于輸入和輸出信號進行轉換的信號調理器：對于輸入和輸出信號進行轉換的 裝置。裝置。 變送器：能輸出標準信號的傳感器。變送器：能輸出標準信號的傳感器。下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第1 1章章|1.11.1解：解：|1.21.2解：解：601051030033XUkCmmSSSS/20 . 50 . 22 . 0321下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第1 1章章|1

3、.31.3解：解： 帶入數據得：帶入數據得：bkxy)(bkxyiii22)(iiiiiixxnyxyxnk222)()(iiiiiiixxnyxxyxb68. 0k25. 0b下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第1 1章章|1.31.3 擬合直線靈敏度擬合直線靈敏度 0.68,0.68,線性度線性度 7%7%25. 068. 0 xy%7535. 0%100maxFSLyL238. 0135. 0216. 0311. 04126. 05194. 06下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第1 1章章|1.41.4解：設溫差為解：設溫差為R,R,測此溫度傳感器受幅度為測此溫度傳感器受幅度為R R的

4、階躍響應的階躍響應為為( (動態方程不考慮初態動態方程不考慮初態) ) )1 (3/teRty當3Rty時22. 132ln3t當2Rty時08. 221ln3t下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第1 1章章|1.51.5解：此題與爐溫實驗的測飛升曲線類似解：此題與爐溫實驗的測飛升曲線類似: :|1.61.6解：解：)1 (9010/Ttety由 505 y51. 895ln5T5 . 0)1 (2025/TetyTt68. 71 y 36. 52 y下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第1 1章章|1.71.7解：解： 所求幅值誤差為所求幅值誤差為1.109,1.109,相位滯后相位滯后 nn

5、jsnnnjssjG21122222）（109. 110005005 . 02100050011211222222nnjG42331000500110005005 . 02122121tgtgnn4233下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第1 1章章|1.81.8答：靜特性是當輸入量為常數或變化極慢時，傳感器答：靜特性是當輸入量為常數或變化極慢時，傳感器的輸入輸出特性，其主要指標有線性度、遲滯、重的輸入輸出特性，其主要指標有線性度、遲滯、重復性、分辨力、穩定性、溫度穩定性、各種抗干擾復性、分辨力、穩定性、溫度穩定性、各種抗干擾穩定性。穩定性。|1.91.9答：傳感器的靜特性由靜特性曲線反映出來

6、，靜特性答：傳感器的靜特性由靜特性曲線反映出來，靜特性曲線由實際測繪中獲得。曲線由實際測繪中獲得。|1.101.10答：人們根據傳感器的靜特性來選擇合適的傳感器。答：人們根據傳感器的靜特性來選擇合適的傳感器。下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第1 1章章|1.111.11解：解： 理論線性度：理論線性度： 端點線性度：端點線性度： 由兩端點做擬和直線由兩端點做擬和直線 中間四點與擬合直線誤差：中間四點與擬合直線誤差：0.17 0.16 0.11 0.080.17 0.16 0.11 0.08 所以，所以，%4 . 005.126205.12%100maxFSLyL23. 097. 1xy%41

7、. 105.1217. 0%100maxFSLyL下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第1 1章章|1.111.11最小二乘線性度：最小二乘線性度：所以，所以，98. 110541.208212191623.422154.1826)(22iiiiiixxnyxyxnk09. 010559. 9212191654.1822123.4291)()(222iiiiiiixxnyxxyxb09. 098. 1xbkxy下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第1 1章章|1.111.11)(bkxyiii07. 0105. 0205. 0311. 0411. 0508. 06%09. 005.1211. 0%

8、100maxFSLyL下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第1 1章章|1.121.12解：解：%1005 . 0maxFSHyH5 . 11maxH3 . 12maxH8 . 13maxH%08. 01H%07. 02H%09. 03H%11. 0%1007 .9651 . 1%100maxFSRyR下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第1 1章章|1.131.13解：質量塊解：質量塊( (質量質量m),m),彈簧彈簧( (剛度剛度c),c),阻尼器阻尼器( (阻尼系數阻尼系數b)b) 根據達朗貝爾原理：根據達朗貝爾原理：0FFFFbcmFbvvdtcdtdvm下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第

9、第2 2章章|2.12.1解：解：|2.22.2證：證： 略去略去 的第二項，即可得的第二項，即可得mmy3 . 0,0004.10nR%01. 0/1%100%100mmRRyxySnnrRRR1RRR4cdUUUdbcbERRRRERRRRERRRR2242RRREUcd2下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第2 2章章|2.32.3答：答：金屬電阻應變片由四部分組成：敏感柵、基底、金屬電阻應變片由四部分組成：敏感柵、基底、蓋層、粘結劑、引線。分為金屬絲式和箔式。蓋層、粘結劑、引線。分為金屬絲式和箔式。 其主要特性參數：靈敏系數、橫向效應、機械其主要特性參數：靈敏系數、橫向效應、機械滯后、零

10、漂及蠕變、溫度效應、應變極限、疲勞壽滯后、零漂及蠕變、溫度效應、應變極限、疲勞壽命、絕緣電阻、最大工作電流、動態響應特性。命、絕緣電阻、最大工作電流、動態響應特性。|2.42.4答：答：LRRmmaxmax101 . 0RRmL211 . 0%1001111mLRRm4 . 04 . 0max下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第2 2章章|2.52.5解：解：圖 2-32(c)圓桶截面積622107 .59rRA應變片 1,2,3,4 感受的是縱向應變,有x4321應變片 5,6,7,8 感受的是縱向應變,有y8765下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第2 2章章|2.52.5KURRRRRU

11、U4462516251AEFKUKUKUxyx12122其中 A 為圓桶的截面積,為泊桑比,E 為彈性模量,F 為外加負載力,K 為靈敏系數.下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第2 2章章|2.52.5滿量程時：滿量程時：191. 0120101 . 2107 .5910100 . 211634321RAEFKRKRRRRx057. 0191. 03 . 018765RRRRRAEFKUU12FF64610037. 1101 . 2107 .593 . 010 . 2210下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第2 2章章|2.62.6解：解：當 50FR250100FPRRmPxnnRRr )1

12、 (1nnnnrmrrYNnn,10, 1 100,90,80,70,60,50,40,30,20,1010987654321xxxxxxxxxxRRRRRRRRRR0 . 19 . 08 . 07 . 06 . 05 . 04 . 0, 3 . 0, 2 . 0, 1 . 010987654321rrrrrrrrrr下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第2 2章章|2.62.6|2.7 2.7 略略1,5945,3320,7135,3715,31,3710,7115,335,59510987654321YYYYYYYYYY當500FR2 . 0500100FPRRm1,509450,12910

13、0,521350,13175,2110,13150,521150,12925,509510987654321YYYYYYYYYY下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第2 2章章|2.82.8解：解：3130001000FPRRmPxnnRRr )1 (1nnnnrmrrYNnn,10, 1 1000,900,800,700,600,500,400,300,200,10010987654321xxxxxxxxxxRRRRRRRRRR0 . 19 . 08 . 07 . 06 . 05 . 04 . 0, 3 . 0, 2 . 0, 1 . 010987654321rrrrrrrrrr1,10390

14、,7960,10770,95,136,2710,10930,7915,1031010987654321YYYYYYYYYY下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第2 2章章|2.92.9答：答：在外界溫度變化的條件下，由于敏感柵溫度系數t及柵絲與試件膨脹系數（sg與）之差異性而產生虛假應變輸出有時會產生與真實應變同數量級的誤差。方法：自補償法 線路補償法下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第2 2章章|2.102.10解：解：10. 0)003. 0(107006. 05 . 0)225. 025. 0(66252WEtFxlx2 .2510. 01201 . 20 xkRR2 .1452 .251

15、20031RRRR8 .942 .25120042RRRR下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第2 2章章|2.112.11解：解：63. 05 .1262WEtFxl3 . 035063. 05 .12201 . 2kRRVmAU6 . 3120302，VU2 . 7VRRUU5 .1712013 . 035042 . 74下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第3 3章章|3.13.1答：答：種類：自感式、渦流式、差動式、變壓式、壓種類：自感式、渦流式、差動式、變壓式、壓磁式、感應同步器磁式、感應同步器 原理：自感、互感、渦流、壓磁原理：自感、互感、渦流、壓磁|3.23.2答：答： 差動式靈敏度

16、：差動式靈敏度：000202lSWL122)( 2000002000200020llllSWlSWllSWLLL .1220000lllllLS下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第3 3章章|3.23.2單極式傳感器靈敏度：單極式傳感器靈敏度：比較后可見靈敏度提高一倍，非線性大大減少。比較后可見靈敏度提高一倍，非線性大大減少。|3.33.3答：相敏檢測電路原理是通過鑒別相位來辨別位移的答：相敏檢測電路原理是通過鑒別相位來辨別位移的方向，即差分變壓器輸出的調幅波經相敏檢波后，方向，即差分變壓器輸出的調幅波經相敏檢波后，便能輸出既反映位移大小，又反映位移極性的測量便能輸出既反映位移大小，又反映位移

17、極性的測量信號。經過相敏檢波電路，正位移輸出正電壓，負信號。經過相敏檢波電路，正位移輸出正電壓，負位移輸出負電壓，電壓值的大小表明位移的大小，位移輸出負電壓，電壓值的大小表明位移的大小，電壓的正負表明位移的方向。電壓的正負表明位移的方向。 .120000lllllLS下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第3 3章章|3.43.4答：答：原因是改變了空氣隙長度原因是改變了空氣隙長度 改善方法是讓初始空氣隙距離盡量小，同時靈改善方法是讓初始空氣隙距離盡量小，同時靈敏度的非線性也將增加，這樣的話最好使用差動式敏度的非線性也將增加，這樣的話最好使用差動式傳感器，傳感器， 其靈敏度增加非線性減少。其靈敏度

18、增加非線性減少。 .1220000lllllLS下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第3 3章章|3.53.5解：解：mRIW，mRWIWIL2又niiiimRRSlSlR100002256. 1003. 0010. 010045. 0003. 0015. 010016. 0003. 0002. 010045. 04441niiiiSlR下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第3 3章章|3.53.507. 71530104002. 02270000SlRHRWL422102 . 3256. 1200HRRWL3202108 . 407. 7256. 1200空氣氣隙為零時：空氣氣隙為2mm時：下頁

19、下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第3 3章章|3.63.6解：設解：設 重寫表格如下重寫表格如下: : 最小二乘法做直線擬和：最小二乘法做直線擬和：abxy又有333. 2,ffefbaxx0.30.51.01.52.03.04.05.06.0f2.5232.5022.4612.4322.4102.3802.3622.3512.343y-1.66-1.78-2.06-2.31-2.56-3.06-3.54-4.02-4.6151. 089.54259.9396 .253 .23)133.83(9)(22iiiiiixxnyxyxnak53. 189.54259.939133.833 .236 .

20、2559.93)()(222iiiiiiixxnyxxyxb下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第3 3章章|3.63.6 工作特性方程：工作特性方程：53. 151. 0 xbaxy)(bkxyiii023. 01005. 0202. 03015. 0401. 0500. 0603. 0706. 0802. 09%02. 095. 206. 0%100maxFSLyL333. 253. 151. 0 xef下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第3 3章章|3.73.7答：應用場合有低頻透射渦流測厚儀，探傷，描述轉答：應用場合有低頻透射渦流測厚儀，探傷，描述轉軸運動軌跡軌跡儀。軸運動軌跡軌跡儀。|

21、3.83.8答：答：壓磁效應：某些鐵磁物質在外界機械力的作用壓磁效應：某些鐵磁物質在外界機械力的作用下，其內部產生機械應力，從而引起磁導率的改變下，其內部產生機械應力，從而引起磁導率的改變的現象。只有在一定條件下壓磁效應才有單位特性，的現象。只有在一定條件下壓磁效應才有單位特性，但不是線性關系。但不是線性關系。 應變效應：導體產生機械變形時，它的電阻值應變效應：導體產生機械變形時，它的電阻值相應發生變化。在電阻絲拉伸比例極限內，電阻的相應發生變化。在電阻絲拉伸比例極限內，電阻的相對變化與應變成正比。相對變化與應變成正比。 下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第4 4章章|4.14.1解：差動式電

22、容傳感器的靈敏度解：差動式電容傳感器的靈敏度: : 單極式電容傳感器：單極式電容傳感器： 可見差動式電容傳感器的靈敏度比單極式提高一倍，可見差動式電容傳感器的靈敏度比單極式提高一倍，而且非線性也大為減小。而且非線性也大為減小。 40200040202050300302030200000000121221111dddddcdddddsdckdddddddsdddddddddddddsdddsdddsddsddsCCCe 4020001dddddcdcke下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第4 4章章|4.24.2答：原理：由物理學知，兩個平行金屬極板組成的電答：原理：由物理學知，兩個平行金屬極板

23、組成的電容器。如果不考慮其邊緣效應，其電容為容器。如果不考慮其邊緣效應，其電容為C=S/D C=S/D 式中式中為兩個極板間介質的介電常數，為兩個極板間介質的介電常數，S S為兩個極板為兩個極板對有效面積，對有效面積，D D為兩個極板間的距離。由此式知，改為兩個極板間的距離。由此式知，改變電容變電容C C的方法有三：的方法有三： 其一為改變介質的介電常數；其二為改變形成電其一為改變介質的介電常數；其二為改變形成電容的有效面積；其三為改變各極板間的距離，而得容的有效面積；其三為改變各極板間的距離，而得到的電參數的輸出為電容值的增量到的電參數的輸出為電容值的增量 這就組成了電這就組成了電容式傳感器

24、。容式傳感器。 下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第4 4章章|4.24.2 類型：變極距型電容傳感器、變面積型電容傳感類型：變極距型電容傳感器、變面積型電容傳感器、變介電常數型電容傳感器。器、變介電常數型電容傳感器。 電容傳感器可用來測量直線位移、角位移、振動電容傳感器可用來測量直線位移、角位移、振動振幅。尤其適合測溫、高頻振動振幅、精密軸系回振幅。尤其適合測溫、高頻振動振幅、精密軸系回轉精度、加速度等機械量。還可用來測量壓力、差轉精度、加速度等機械量。還可用來測量壓力、差壓力、液位、料面、糧食中的水分含量、非金屬材壓力、液位、料面、糧食中的水分含量、非金屬材料的涂層、油膜厚度、測量電介質的

25、濕度、密度、料的涂層、油膜厚度、測量電介質的濕度、密度、厚度等厚度等 C下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第4 4章章|4.34.3答：可選用差分式電容壓力傳感器，通過測量筒內水答：可選用差分式電容壓力傳感器，通過測量筒內水的重力，來控制注水數量。或者選用應變片式液徑的重力，來控制注水數量。或者選用應變片式液徑傳感器。傳感器。|4.44.4答：答：優點：優點：a a溫度穩定性好溫度穩定性好 b b結構簡單、適應性強結構簡單、適應性強 c c動響應好動響應好 缺點：缺點：a a可以實現非接觸測量，具有平均效應可以實現非接觸測量，具有平均效應 b b輸出阻抗高、負載能力差輸出阻抗高、負載能力差 c

26、 c寄生電容影響大寄生電容影響大下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第4 4章章|4.44.4輸出特性非線性：輸出特性非線性： 電容傳感器作為頻響寬、應用廣、非接觸測量的電容傳感器作為頻響寬、應用廣、非接觸測量的一種傳感器，在位移、壓力、厚度、物位、濕度、一種傳感器，在位移、壓力、厚度、物位、濕度、振動、轉速、流量及成分分析的測量等方面得到了振動、轉速、流量及成分分析的測量等方面得到了廣泛的應用。廣泛的應用。 使用時要注意保護絕緣材料的的絕緣性能；消除使用時要注意保護絕緣材料的的絕緣性能；消除和減小邊緣效應；消除和減小寄生電容的影響；防和減小邊緣效應；消除和減小寄生電容的影響；防止和減小外界的干

27、擾。止和減小外界的干擾。|4.54.5解：解：下頁下頁上頁上頁xwddwxl C1020102120下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第4 4章章|4.6 4.6 略略|4.7 4.7 答：工作原理：假設傳感器處于初始狀態，即答：工作原理：假設傳感器處于初始狀態，即且且A A點為高電平，即點為高電平，即UaUa=U; =U; 而而B B點為低電平，即點為低電平，即UbUb=0=0差分脈沖調寬型電路的特點就在于它的線性變換特性。差分脈沖調寬型電路的特點就在于它的線性變換特性。021CCCxx下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第5 5章章|5.15.1答：磁電式傳感器是通過磁電作用將被測量轉換為電

28、答：磁電式傳感器是通過磁電作用將被測量轉換為電信號的一種傳感器。信號的一種傳感器。 電感式傳感器是利用線圈自感或互感的變化來測電感式傳感器是利用線圈自感或互感的變化來測量的一種裝置。量的一種裝置。 磁電式傳感器具有頻響寬、動態范圍大的特點。磁電式傳感器具有頻響寬、動態范圍大的特點。而電感式傳感器存在交流零位信號，不宜于高頻動而電感式傳感器存在交流零位信號，不宜于高頻動態信號檢測；其響應速度較慢，也不宜做快速動態態信號檢測；其響應速度較慢，也不宜做快速動態測量。測量。 磁電式傳感器測量的物理參數有：磁場、電流、磁電式傳感器測量的物理參數有：磁場、電流、位移、壓力、振動、轉速。位移、壓力、振動、轉

29、速。下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第5 5章章|5.25.2答：霍爾組件可測量磁場、電流、位移、壓力、振動、答：霍爾組件可測量磁場、電流、位移、壓力、振動、轉速等。轉速等。 霍爾組件的不等位電勢是霍爾組件在額定控制電霍爾組件的不等位電勢是霍爾組件在額定控制電流作用下，在無外加磁場時，兩輸出電極之間的空流作用下，在無外加磁場時，兩輸出電極之間的空載電勢，可用輸出的電壓表示。載電勢，可用輸出的電壓表示。 溫度補償方法：溫度補償方法： a a分流電阻法：分流電阻法： 適用于恒流源供給控制電流的情況。適用于恒流源供給控制電流的情況。 b b電橋補償法電橋補償法 下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第

30、5 5章章|5.35.3答：一塊長為答：一塊長為l l、寬為、寬為d d的半導體薄片置于磁感應強度的半導體薄片置于磁感應強度為磁場（磁場方向垂直于薄片）中，當有電流為磁場（磁場方向垂直于薄片）中，當有電流I I流過流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產生電動勢時，在垂直于電流和磁場的方向上將產生電動勢UhUh。這種現象稱為霍爾效應?；魻柦M件多用這種現象稱為霍爾效應?；魻柦M件多用N N型半導體材型半導體材料，且比較薄。料，且比較薄。 霍爾式傳感器轉換效率較低，受溫度影響大，但霍爾式傳感器轉換效率較低，受溫度影響大，但其結構簡單、體積小、堅固、頻率響應寬、動態范其結構簡單、體積小、堅固、頻率響應寬

31、、動態范圍（輸出電勢變化）大、無觸點，使用壽命長、可圍（輸出電勢變化）大、無觸點，使用壽命長、可靠性高、易微型化和集成電路化，因此在測量技術、靠性高、易微型化和集成電路化，因此在測量技術、自動控制、電磁測量、計算裝置以及現代軍事技術自動控制、電磁測量、計算裝置以及現代軍事技術等領域中得到廣泛應用。等領域中得到廣泛應用。 下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第6 6章章|6.16.1答：某些電介質在沿一定的方向受到外力的作用變形答：某些電介質在沿一定的方向受到外力的作用變形時，由于內部電極化現象同時在兩個表面上產生符時，由于內部電極化現象同時在兩個表面上產生符號相反的電荷，當外力去掉后，恢復到不帶

32、電的狀號相反的電荷，當外力去掉后，恢復到不帶電的狀態；而當作用力方向改變時，電荷的極性隨著改變。態；而當作用力方向改變時，電荷的極性隨著改變。晶體受力所產生的電荷量與外力的大小成正比。這晶體受力所產生的電荷量與外力的大小成正比。這種現象稱為正壓電效應。反之，如對晶體施加一定種現象稱為正壓電效應。反之，如對晶體施加一定變電場，晶體本身將產生機械變形，外電場撤離，變電場，晶體本身將產生機械變形，外電場撤離，變形也隨之消失，稱為逆壓電效應。變形也隨之消失，稱為逆壓電效應。 壓電材料有：石英晶體、一系列單晶硅、多晶陶壓電材料有：石英晶體、一系列單晶硅、多晶陶瓷、有機高分子聚合材料瓷、有機高分子聚合材料

33、下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第6 6章章|6.16.1結構和應用特點：結構和應用特點： 在壓電式傳感器中，為了提高靈敏度，往往采用在壓電式傳感器中，為了提高靈敏度，往往采用多片壓電芯片構成一個壓電組件。其中最常用的是多片壓電芯片構成一個壓電組件。其中最常用的是兩片結構；根據兩片壓電芯片的連接關系，可分為兩片結構；根據兩片壓電芯片的連接關系，可分為串聯和并聯連接，常用的是并聯連接，可以增大輸串聯和并聯連接，常用的是并聯連接，可以增大輸出電荷，提高靈敏度。出電荷，提高靈敏度。 使用時，兩片壓電芯片上必須有一定的預緊力，使用時，兩片壓電芯片上必須有一定的預緊力，以保證壓電組件在工作中始終受到壓

34、力作用，同時以保證壓電組件在工作中始終受到壓力作用，同時可消除兩片壓電芯片因接觸不良而引起的非線性誤可消除兩片壓電芯片因接觸不良而引起的非線性誤差，保證輸出信號與輸入作用力間的線性關系差，保證輸出信號與輸入作用力間的線性關系下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第6 6章章|6.16.1 因此需要測量電路具有無限大的輸入阻抗。但實因此需要測量電路具有無限大的輸入阻抗。但實際上這是不可能的，所以壓電傳感器不宜作靜態測際上這是不可能的，所以壓電傳感器不宜作靜態測量，只能在其上加交變力，電荷才能不斷得到補充，量，只能在其上加交變力，電荷才能不斷得到補充，并給測量電路一定的電流。故壓電傳感器只能作動并給測

35、量電路一定的電流。故壓電傳感器只能作動態測量。態測量。|6.26.2答：如作用在壓電組件上的力是靜態力，則電荷會泄答：如作用在壓電組件上的力是靜態力，則電荷會泄露，無法進行測量。所以壓電傳感器通常都用來測露，無法進行測量。所以壓電傳感器通常都用來測量動態或瞬態參量。量動態或瞬態參量。下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第6 6章章|6.36.3答：石英晶體整個晶體是中性的，受外力作用而變形答：石英晶體整個晶體是中性的，受外力作用而變形時，沒有體積變形壓電效應，但它具有良好的厚度時，沒有體積變形壓電效應，但它具有良好的厚度變形和長度變形壓電效應。壓電陶瓷是一種多晶鐵變形和長度變形壓電效應。壓電陶瓷

36、是一種多晶鐵電體。原始的壓電陶瓷材料并不具有壓電性，必須電體。原始的壓電陶瓷材料并不具有壓電性，必須在一定溫度下做極化處理，才能使其呈現出壓電性。在一定溫度下做極化處理，才能使其呈現出壓電性。所謂極化，就是以強電場使所謂極化，就是以強電場使“電疇電疇”規則排列，而規則排列，而電疇在極化電場除去后基本保持不變，留下了很強電疇在極化電場除去后基本保持不變，留下了很強的剩余極化。的剩余極化。 當極化后的鐵電體受到外力作用時，其剩余極化當極化后的鐵電體受到外力作用時，其剩余極化強度將隨之發生變化，從而使一定表面分別產生正強度將隨之發生變化，從而使一定表面分別產生正負電荷。負電荷。下頁下頁上頁上頁返回返

37、回圖庫圖庫第第6 6章章|6.36.3 在極化方向上壓電效應最明顯。鐵電體的參數也在極化方向上壓電效應最明顯。鐵電體的參數也會隨時間發生變化會隨時間發生變化老化，鐵電體老化將使壓電效老化，鐵電體老化將使壓電效應減弱。應減弱。 |6.46.4答：基本考慮點是如何更好的改變傳感器的頻率特性，答：基本考慮點是如何更好的改變傳感器的頻率特性，以使傳感器能用于更廣泛的領域。以使傳感器能用于更廣泛的領域。|6.5 6.5 略略下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第7 7章章|7.17.1答：當用光照射物體時，物體受到一連串具有能量的答：當用光照射物體時，物體受到一連串具有能量的光子的轟擊，于是物體材料中的電

38、子吸收光子能量光子的轟擊，于是物體材料中的電子吸收光子能量而發生相應的電效應（如電阻率變化、發射電子或而發生相應的電效應（如電阻率變化、發射電子或產生電動勢等）。這種現象稱為光電效應。產生電動勢等）。這種現象稱為光電效應。|7.27.2答：答：吸收性損耗：吸收損耗與組成光纖的材料的中吸收性損耗：吸收損耗與組成光纖的材料的中子受激和分子共振有關，當光的頻率與分子的振動子受激和分子共振有關，當光的頻率與分子的振動頻率接近或相等時，會發生共振，并大量吸收光能頻率接近或相等時，會發生共振，并大量吸收光能量，引起能量損耗。量，引起能量損耗。 散射性損耗：是由于材料密度的微觀變化、成散射性損耗：是由于材料

39、密度的微觀變化、成下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第7 7章章|7.27.2 分起伏，以及在制造過程中產生的結構上的不均勻分起伏，以及在制造過程中產生的結構上的不均勻性或缺陷引起。一部分光就會散射到各個方向去，性或缺陷引起。一部分光就會散射到各個方向去，不能傳輸到終點，從而造成散射性損耗。不能傳輸到終點，從而造成散射性損耗。 輻射性損耗：當光纖受到具有一定曲率半徑的輻射性損耗：當光纖受到具有一定曲率半徑的彎曲時，就會產生輻射磁粒。彎曲時，就會產生輻射磁粒。 a a彎曲半徑比光纖直徑大很多的彎曲彎曲半徑比光纖直徑大很多的彎曲 b b微彎曲：當把光纖組合成光纜時，可能使光纖的微彎曲：當把光纖組合

40、成光纜時，可能使光纖的軸線產生隨機性的微曲。軸線產生隨機性的微曲。下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第7 7章章|7.37.3答：光導纖維工作的基礎是光的全內反射，當射入的答：光導纖維工作的基礎是光的全內反射，當射入的光線的入射角大于纖維包層間的臨界角時，就會在光線的入射角大于纖維包層間的臨界角時，就會在光纖的接口上產生全內反射，并在光纖內部以后的光纖的接口上產生全內反射，并在光纖內部以后的角度反復逐次反射，直至傳遞到另一端面。角度反復逐次反射，直至傳遞到另一端面。優點：優點： a a具有優良的傳旋光性能，傳導損耗小具有優良的傳旋光性能，傳導損耗小 b b頻帶寬，可進行超高速測量，靈敏度和線性

41、度好頻帶寬，可進行超高速測量，靈敏度和線性度好 c c能在惡劣的環境下工作，能進行遠距離信號的傳能在惡劣的環境下工作，能進行遠距離信號的傳送送下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第7 7章章|7.37.3 功能型光纖傳感器其光纖不僅作為光傳播的波導，功能型光纖傳感器其光纖不僅作為光傳播的波導，而且具有測量的功能。它可以利用外界物理因素改而且具有測量的功能。它可以利用外界物理因素改變光纖中光的強度、相位、偏振態或波長，從而對變光纖中光的強度、相位、偏振態或波長，從而對外界因素進行測量和數據傳輸。外界因素進行測量和數據傳輸。下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第7 7章章|7.47.4答：答：CCDC

42、CD是一種半導體器件，在是一種半導體器件，在N N型或型或P P型硅襯底上生長型硅襯底上生長一層很薄的一層很薄的SiO2SiO2，再在，再在SiO2SiO2薄層上依次序沉積金屬薄層上依次序沉積金屬電極，這種規則排列的電極，這種規則排列的MOSMOS電容數組再加上兩端的輸電容數組再加上兩端的輸入及輸出二極管就構成了入及輸出二極管就構成了CCDCCD芯片芯片 CCDCCD可以把光信號轉換成電脈沖信號。每一個脈沖可以把光信號轉換成電脈沖信號。每一個脈沖只反映一個光敏元的受光情況，脈沖幅度的高低反只反映一個光敏元的受光情況，脈沖幅度的高低反映該光敏元受光的強弱，輸出脈沖的順序可以反映映該光敏元受光的強

43、弱，輸出脈沖的順序可以反映光敏元的位置，這就起到圖像傳感器的作用。光敏元的位置，這就起到圖像傳感器的作用。下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第8 8章章|8.18.1答：熱電阻傳感器分為以下幾種類型：答：熱電阻傳感器分為以下幾種類型： 鉑電阻傳感器：特點是精度高、穩定性好、性鉑電阻傳感器：特點是精度高、穩定性好、性能可靠。主要作為標準電阻溫度計使用，也常被用能可靠。主要作為標準電阻溫度計使用，也常被用在工業測量中。此外，還被廣泛地應用于溫度的基在工業測量中。此外，還被廣泛地應用于溫度的基準、標準的傳遞，是目前測溫復現性最好的一種。準、標準的傳遞，是目前測溫復現性最好的一種。 銅電阻傳感器：價錢

44、較鉑金屬便宜。在測溫范銅電阻傳感器：價錢較鉑金屬便宜。在測溫范圍比較小的情況下，有很好的穩定性。溫度系數比圍比較小的情況下，有很好的穩定性。溫度系數比較大，電阻值與溫度之間接近線性關系。材料容易較大，電阻值與溫度之間接近線性關系。材料容易提純，價格便宜。不足之處是測量精度較鉑電阻稍提純，價格便宜。不足之處是測量精度較鉑電阻稍低、電阻率小。低、電阻率小。下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第8 8章章|8.18.1 鐵電阻和鎳電阻：鐵和鎳兩種金屬的電阻溫度鐵電阻和鎳電阻：鐵和鎳兩種金屬的電阻溫度系數較高、電阻率較大，故可作成體積小、靈敏度系數較高、電阻率較大，故可作成體積小、靈敏度高的電阻溫度計，

45、其缺點是容易氧化，化學穩定性高的電阻溫度計，其缺點是容易氧化，化學穩定性差，不易提純，復制性差，而且電阻值與溫度的線差，不易提純，復制性差，而且電阻值與溫度的線性關系差。目前應用不多性關系差。目前應用不多下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第8 8章章|8.28.2答：答：熱電動勢：兩種不同材料的導體（或半導體）熱電動勢：兩種不同材料的導體（或半導體）A A、B B串接成一個閉合回路，并使兩個結點處于不同的溫串接成一個閉合回路，并使兩個結點處于不同的溫度下，那么回路中就會存在熱電勢。有電流產生相度下，那么回路中就會存在熱電勢。有電流產生相應的熱電勢稱為溫差電勢或塞貝克電勢，通稱熱電應的熱電勢稱為

46、溫差電勢或塞貝克電勢，通稱熱電勢。勢。 接觸電動勢：接觸電勢是由兩種不同導體的自接觸電動勢：接觸電勢是由兩種不同導體的自由電子，其密度不同而在接觸處形成的熱電勢。它由電子，其密度不同而在接觸處形成的熱電勢。它的大小取決于兩導體的性質及接觸點的溫度，而與的大小取決于兩導體的性質及接觸點的溫度，而與導體的形狀和尺寸無關。導體的形狀和尺寸無關。 溫差電動勢：是在同一根導體中，由于兩端溫溫差電動勢：是在同一根導體中，由于兩端溫度不同而產生的一種電勢。度不同而產生的一種電勢。 下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第8 8章章|8.28.2 熱電偶測溫原理：熱電偶的測溫原理基于物理的熱電偶測溫原理：熱電偶的

47、測溫原理基于物理的 熱電效應熱電效應 。所謂熱電效應，就是當不同材料的導體組。所謂熱電效應，就是當不同材料的導體組成一個閉合回路時，若兩個結點的溫度不同，那么在成一個閉合回路時，若兩個結點的溫度不同，那么在回路中將會產生電動勢的現象?；芈分袑a生電動勢的現象。 兩點間的溫差越大，產生的電動勢就越大。引入適兩點間的溫差越大，產生的電動勢就越大。引入適當的測量電路測量電動勢的大小，就可測得溫度的大當的測量電路測量電動勢的大小，就可測得溫度的大小。小。 熱電偶三定律：熱電偶三定律： a a 中間導體定律：中間導體定律： 熱電偶測溫時，若在回路中插入中間導體，只要中熱電偶測溫時，若在回路中插入中間導

48、體，只要中間導體兩端的溫度相同，則對熱電偶回路總的熱電勢間導體兩端的溫度相同，則對熱電偶回路總的熱電勢不產生影響。在用熱電偶測溫時，連接導線及顯示一不產生影響。在用熱電偶測溫時，連接導線及顯示一起等均可看成中間導體。起等均可看成中間導體。下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第8 8章章|8.28.2 b b 中間溫度定律：中間溫度定律： 任何兩種均勻材料組成的熱電偶，熱端為任何兩種均勻材料組成的熱電偶，熱端為T T，冷端，冷端為為T T 時的熱電勢等于該熱電偶熱端為時的熱電勢等于該熱電偶熱端為T T冷端為冷端為TnTn時的時的熱電勢與同一熱電偶熱端為熱電勢與同一熱電偶熱端為TnTn，冷端為，冷端

49、為T T0 0 時熱電勢時熱電勢的代數和。的代數和。 應用：對熱電偶冷端不為應用：對熱電偶冷端不為0 0度時，可用中間溫度定度時，可用中間溫度定律加以修正。熱電偶的長度不夠時，可根據中間溫律加以修正。熱電偶的長度不夠時，可根據中間溫度定律選用適當的補償線路。度定律選用適當的補償線路。 c c參考電極定律：參考電極定律： 如果如果A A、B B兩種導體（熱電極）分別與第三種導體兩種導體（熱電極）分別與第三種導體C C0下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第8 8章章|8.28.2（參考電極）組成的熱電偶在結點溫度為（參考電極）組成的熱電偶在結點溫度為（T T，T T0 0 ）時分別為時分別為 和和

50、 ，那么受相同溫度下，那么受相同溫度下，又又A A、B B兩熱電極配對后的熱電勢為兩熱電極配對后的熱電勢為 實用價值：可大大簡化熱電偶的選配工作。在實實用價值：可大大簡化熱電偶的選配工作。在實際工作中，只要獲得有關熱電極與標準鉑電極配對際工作中，只要獲得有關熱電極與標準鉑電極配對的熱電勢，那么由這兩種熱電極配對組成熱電偶的的熱電勢，那么由這兩種熱電極配對組成熱電偶的熱電勢便可由上式求得，而不需逐個進行測定。熱電勢便可由上式求得，而不需逐個進行測定。 誤差因素：參考端溫度受周圍環境的影響誤差因素：參考端溫度受周圍環境的影響 0,TTEAC0,TTEBC000,TTETTETTEBCACAB下頁下

51、頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第8 8章章|8.28.2減小誤差的措施有：減小誤差的措施有： a 0a 0o oC C恒溫法恒溫法 b b 計算修正法（冷端溫度修正法）計算修正法（冷端溫度修正法） c c 儀表機械零點調整法儀表機械零點調整法 d d 熱電偶補償法熱電偶補償法 e e 電橋補償法電橋補償法 f f 冷端延長線法冷端延長線法 |8.3 8.3 見見8.28.2下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第8 8章章|8.48.4答：電阻溫度計利用電阻隨溫度變化的特性來測量溫答：電阻溫度計利用電阻隨溫度變化的特性來測量溫度。熱電偶溫度計是根據熱電效應原理設計而成的。度。熱電偶溫度計是根據熱電效

52、應原理設計而成的。前者將溫度轉換為電阻值的大小，后者將溫度轉換前者將溫度轉換為電阻值的大小，后者將溫度轉換為電勢大小。為電勢大小。 相同點：都是測溫傳感器，精度及性能都與傳感相同點：都是測溫傳感器，精度及性能都與傳感器材料特性有關。器材料特性有關。下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第8 8章章|8.58.5答：在不平衡電橋中，答：在不平衡電橋中， 檢流計檢流計 改稱為改稱為 電流計電流計 ，其，其作用而不是檢查有無電流而是測量電流的大小。可作用而不是檢查有無電流而是測量電流的大小?？梢?，不平衡電橋和平衡電橋的測量原理有原則上的見，不平衡電橋和平衡電橋的測量原理有原則上的 區別。利用電橋除可精確

53、測量電阻外，還可測量一區別。利用電橋除可精確測量電阻外，還可測量一些非電學量。例如，為了測量溫度變化，只需用一些非電學量。例如，為了測量溫度變化，只需用一種種 熱敏組件熱敏組件 把它轉化為電阻的變化，然后用電橋把它轉化為電阻的變化，然后用電橋測量。不平衡電橋往往用于測量非電學量，此外還測量。不平衡電橋往往用于測量非電學量，此外還可用于自動控制和遠距離聯動機構中。可用于自動控制和遠距離聯動機構中。下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第8 8章章|8.68.6答：伏安特性表征熱敏電阻在恒溫介質下流過的電流答：伏安特性表征熱敏電阻在恒溫介質下流過的電流I I與其上電壓降與其上電壓降U U之間的關系。當

54、電流很小時不足以引之間的關系。當電流很小時不足以引起自身發熱，阻值保持恒定，電壓降與電流間符合起自身發熱，阻值保持恒定，電壓降與電流間符合歐姆定律。當電流歐姆定律。當電流IIsIIs時，隨著電流增加，功耗增時，隨著電流增加，功耗增 大，產生自熱，阻值隨電流增加而減小，電壓降增大，產生自熱，阻值隨電流增加而減小，電壓降增加速度逐漸減慢，因而出現非線性的正阻區加速度逐漸減慢，因而出現非線性的正阻區abab。電。電流增大到流增大到IsIs時，電壓降達到最大值時，電壓降達到最大值UmUm。此后，電流。此后，電流繼續增大時，自熱更為強烈，由于熱敏電阻的電阻繼續增大時，自熱更為強烈，由于熱敏電阻的電阻溫度

55、系數大，阻值隨電流增加而減小的速度大于電溫度系數大，阻值隨電流增加而減小的速度大于電壓降增加的速度，于是就出現負阻區壓降增加的速度，于是就出現負阻區bcbc段。段。 下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第8 8章章|8.68.6 研究伏安特性，有助于正確選擇熱敏電阻的工研究伏安特性，有助于正確選擇熱敏電阻的工作狀態。對于測溫、控溫和溫度補償，應工作于伏作狀態。對于測溫、控溫和溫度補償，應工作于伏安特性的線性區，這樣就可以忽略自熱的影響，使安特性的線性區，這樣就可以忽略自熱的影響，使電阻值僅取決于被測溫度。對于利用熱敏電阻的耗電阻值僅取決于被測溫度。對于利用熱敏電阻的耗散散 原理工作的場合，例如測

56、量風速、流量、真空等，原理工作的場合，例如測量風速、流量、真空等，則應工作于伏安特性的負阻區。則應工作于伏安特性的負阻區。|8.7 8.7 略略|8.8 8.8 略略下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第9 9章章|9.19.1答：核輻射傳感器是基于射線通過物質時產生的電離答：核輻射傳感器是基于射線通過物質時產生的電離作用，或利用射線能使某些物質產生熒光，再配以作用，或利用射線能使某些物質產生熒光，再配以光電組件，將光信號轉變為電信號的傳感器。光電組件，將光信號轉變為電信號的傳感器。|9.29.2答：核輻射傳感器可以實現氣體成分、材料厚度、物答：核輻射傳感器可以實現氣體成分、材料厚度、物質密度、

57、物位、材料內傷等的測量。但是要注意放質密度、物位、材料內傷等的測量。但是要注意放射性輻射的防護。射性輻射的防護。|9.39.3答：可用來檢測厚度、液位、物位、轉速、材料密度、答：可用來檢測厚度、液位、物位、轉速、材料密度、重量、氣體壓力、流速、溫度及濕度等參數。重量、氣體壓力、流速、溫度及濕度等參數。下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第9 9章章|9.49.4答：盡量減小輻射強度，也要考慮輻射類型和性質。答：盡量減小輻射強度，也要考慮輻射類型和性質。在實際工作中要采取多種方式來減少射線的照射強在實際工作中要采取多種方式來減少射線的照射強度和照射時間，如采用屏蔽層，利用輔助工具，或度和照射時間，

58、如采用屏蔽層，利用輔助工具，或是增加與輻射源的距離等各種措施。是增加與輻射源的距離等各種措施。下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第1010章章|10.110.1答：智能傳感器集信息采集，信息的記憶、辨別、存答：智能傳感器集信息采集，信息的記憶、辨別、存儲、處理于一體，是一種將普通傳感器與微處理器儲、處理于一體，是一種將普通傳感器與微處理器一體化，兼有檢測和信息處理功能的新型傳感器，一體化，兼有檢測和信息處理功能的新型傳感器，具有一定的自適應能力。具有一定的自適應能力。|10.210.2答：答：功能分為：功能分為： a a 自補償功能：如非線性、溫度誤差響應時間等自補償功能：如非線性、溫度誤差響

59、應時間等的補償的補償 b b 自診斷功能：如在接通電源時自檢自診斷功能：如在接通電源時自檢下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第1010章章|10.210.2 c c 微處理器和基本傳感器之間具有雙向通信功能，微處理器和基本傳感器之間具有雙向通信功能，構成一死循環工作系統構成一死循環工作系統 d d 信息存儲和記憶功能信息存儲和記憶功能 e e 數字量輸出和顯示數字量輸出和顯示 優點有：優點有： a a 精度高，可通過軟件來修正非線性，補償溫度精度高，可通過軟件來修正非線性，補償溫度等系統誤差，還可補償隨機誤差，從而使精度大為等系統誤差，還可補償隨機誤差，從而使精度大為提高。提高。 b b 有一

60、定的可編程自動化能力。包括指令和數據有一定的可編程自動化能力。包括指令和數據存儲、自動調零、自檢等。存儲、自動調零、自檢等。下頁下頁上頁上頁返回返回圖庫圖庫第第1010章章|10.210.2 c c 功能廣。智能傳感器可以有多種形式輸出，通功能廣。智能傳感器可以有多種形式輸出，通過串口、并口、面板數字控制數或過串口、并口、面板數字控制數或CRTCRT顯示，并配打顯示，并配打印機保存資料。印機保存資料。 d d 功能價格比大。在相同精度條件下，多功能智功能價格比大。在相同精度條件下，多功能智能傳感器比單功能普通傳感器性能價格比大。能傳感器比單功能普通傳感器性能價格比大。|10.310.3答：三條