雨檐檐下缠绵绵
范文一：传感器课后答案
第1章概述
1.什么是传感器？
传感器定义为能够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和装置，通常由敏感
元件和转换元件组成。
1.2传感器的共性是什么？
传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、生物特性，将非电量（如位移、速度、加速度、
力等）输入转换成电量（电压、电流、电容、电阻等）输出。
1.3传感器由哪几部分组成的？
由敏感元件和转换元件组成基本组成部分，另外还有信号调理电路和辅助电源电路。
1.4传感器如何进行分类？
（1）按传感器的输入量分类，分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感
器等。（2）按传感器的输出量进行分类，分为模拟式和数字式传感器两类。（3）按传感器工作原理分类，可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。（4）按传感器的基本效应分类，可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。（5）按传感器的能量关系进行分类，分为能量变换型和能量控制型传感器。（6）按传感器所蕴含的技术特征进行分类，可分为普通型和新型传感器。
1.5传感器技术的发展趋势有哪些？
（1）开展基础理论研究（2）传感器的集成化（3）传感器的智能化（4）传感器的网络化 （5）传感
器的微型化
1.6改善传感器性能的技术途径有哪些？
（1）差动技术（2）平均技术（3）补偿与修正技术(4)屏蔽、隔离与干扰抑制 (5)稳定性处理
第2章传感器的基本特性
2.1什么是传感器的静态特性？描述传感器静态特性的主要指标有哪些？
答：传感器的静态特性是指在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系。主要的
性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、温度漂移。
2.2传感器输入-输出特性的线性化有什么意义？如何实现其线性化？
答：传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。 常用的线性化方
法是：切线或割线拟合，过零旋转拟合，端点平移来近似，多数情况下用最小二乘法来求出拟合直线。
2.3利用压力传感器所得测试数据如下表所示，计算其非线性误差、迟滞和重复性误差。设压力为0MPa
时输出为0mV,压力为0.12MPa时输出最大且为16.50mV.
非线性误差略
正反行程最大偏差?Hmax=0.1mV，所以γH=±?Hmax0.1100%=±%=±0.6%YFS16.50
重复性最大偏差为?Rmax=0.08，所以γR=±?Rmax0.08=±%=±0.48%YFS16.5
2.4什么是传感器的动态特性？如何分析传感器的动态特性？
传感器的动态特性是指传感器对动态激励（输入）的响应（输出）特性，即输出对随时间变化的输入
量的响应特性。
传感器的动态特性可以从时域和频域两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来分析。瞬态响应常
采用阶跃信号作为输入，频率响应常采用正弦函数作为输入。
2.5描述传感器动态特性的主要指标有哪些？
零阶系统常采用灵敏度K，一阶系统常采用时间常数η、灵敏度K，二阶系统常采用固有频率ω0、阻
尼比ζ、灵敏度K来描述。
2.6试解释线性时不变系统的叠加性和频率保持特性的含义及其意义。
当检测系统的输入信号是由多个信号叠加而成的复杂信号时，根据叠加性可以把复杂信号的作用看成
若干简单信号的单独作用之和，从而简化问题。
如果已知线性系统的输入频率，根据频率保持特性，可确定该系统输出信号中只有与输入信号同频率
的成分才可能是该输入信号引起的输出，其他频率成分都是噪声干扰，可以采用相应的滤波技术。
2.7用某一阶传感器测量100Hz的正弦信号，如要求幅值误差限制在±5%以内，时间常数应取多少？如果用该传感器测量50Hz的正弦信号，其幅值误差和相位误差各为多少？
解：一阶传感器频率响应特性：H(jω)=11，幅频特性：A(ω)=η(jω)+1+(ωη)2
1≤5%+(ωη)
，取η=0.523ms由题意有A(jω)≤5%，即又ω=2π=2πf=200πT，所以0?η?0.523ms
(1/+(ωη)2)?1幅值误差：?A(ω)=×100%=?1.32%1
相位误差：?Φ(ω)=?arctan(ωη)=?9.30
2.8某温度传感器为时间常数η=3s的一阶系统，当传感器受突变温度作用后，试求传感器温差的三分之一和二分之一所需的时间。
温差为二分之一时，t=2.08s
温差为三分之一时，t=1.22s
2.9玻璃水银温度计通过玻璃温包将热量传给水银，可用一阶微分方程来表示。现已知某玻璃水银温
度计特性的微分方程是2dy，x代表输入+2y=2×10?3x，y代表水银柱高（m）dt温度（℃）。求该温度计的时间常数及灵敏度。
η=1s;K=1×10?3
2.10某传感器为一阶系统，当受阶跃函数作用时，在t=0时，输出为10mV，在t=5s时，输出为50mV；在t→∞时，输出为100mV。试求该传感器的时间常数。
η=8.5s
2.11某一质量-弹簧-阻尼系统在阶跃输入激励下，出现的超调量大约是最终稳态值的40%。如果从阶
跃输入开始至超调量出现所需的时间为0.8s，试估算阻尼比和固有角频率的大小。
2.12在某二阶传感器的频率特性测试中发现，谐振发生在频率216Hz处，并得到最大的幅值比为1.4，
试估算该传感器的阻尼比和固有角频率的大小。
1ω2ω解：二阶系统A(ω)={[1?()]+4ξ2()2}2
ωnωn
当ω=ωn时共振，则A(ω)max=1=1.4,ξ=0.362ξ
所以：ω=ωn=2πf=2π×216=1357rad/s
2.13设一力传感器可简化为典型的质量-弹簧-阻尼二阶系统，已知该传感器的固有频率f0=1000Hz，
若其阻尼比为0.7，试问用它测量频率为600Hz、400Hz的正弦交变力时，其输出与输入幅值比A(ω)和相位差Φ(ω)各为多少？
第三章电阻式传感器
3.1应变电阻式传感器的工作原理是什么？
电阻应变式传感器的工作原理是基于应变效应的。
当被测物理量作用在弹性元件上，弹性元件在力、力矩或压力等作用下发生形变，变换成相应的应变
或位移，然后传递给与之相连的应变片，将引起应变敏感元件的电阻值发生变化，通过转换电路变成电量输出。输出的电量大小反映了被测物理量的大小。
3.2电阻应变片的种类有哪些？各有何特点？
按组成材料有金属和半导体之分，金属应变片受力时，主要是基于应变效应，是引起应变片的外形变
化进而引起电阻值变化，而半导体应变片时基于压阻效应工作的，当受力时，引起应变片的电阻率变化进而引起电阻值变化。
按结构形式有丝式和箔式之分。丝式是应变金属丝弯曲成栅式结构，工艺简单，价钱便宜。箔式是采
用光刻和腐蚀等工艺制成的，工艺复杂，精度高，价钱较贵。
3.3引起电阻应变片温度误差的原因是什么？电阻应变片的温度补偿方法是什么？
一是电阻温度系数，二是线膨胀系数不同。
单丝自补偿应变片，双丝组合式自补偿应变片，补偿电路
3.4试分析差动测量电路在应变式传感器中的好处。
灵敏度提高一倍，非线性得到改善。
3.5如果将100?应变片粘贴在弹性元件上，试件截面积S=0.5×10?4m2，弹性模量E=2×1011N/m2，若5×104N的拉力引起应变计电阻变化为1?，求该应变片的灵敏度系数。
解：K=?R?R1/ε，已知?R=1?，所以=RR100
F50×103
292ζ==N/m=1×10N/m，?4A0.5×10
ζ1×109
?3由ζ=Eε得ε===5×10，E2×1011
所以K=?R/R1/100==2ε5×10?3
3.6一个量程为10kN的应变式测力传感器，其弹性元件为薄壁圆筒轴向受力，外径20mm，内径18mm，在其表面粘贴八个应变片，四个沿轴向粘贴，四个沿周向粘贴，应变片的电阻值均为120?，灵敏度为2.0，泊松比为0.3，材料弹性模量为2.1×1011Pa，要求：
（1）绘出弹性元件贴片位置及全桥电路。（2）计算传感器在满量程时，各应变片电阻变化。（3）当桥路的供电电压为10V时，计算传感器的输出电压。
解：（2）A=π(R2?r2)=59.7×10?6m2
?R1=?R2=?R3=?R4=kFR=0.191?AE
?R5=?R6=?R7=?R8=?μ?R1=?0.0573?
（3）U0=1mV
3.7图3.5中，设负载电阻为无穷大（开路），图中，E=4V,
解：（1）U0=E[R1+?R1R31011?]=4×(?)V≈0.01V(R1+?R1)+R2R3+R42012
（2）U0=E[R1+?R1R31011?]=4×(?)V=0V(R1+?R1)+(R2+?R2)R3+R42012
（3）当R1受拉应变，R2受压应变时，
U0=E[R1+?R1R31011?=4×(?)V=0.02V(R1+?R1)+(R2??R2)R3+R42002
当R1受压应变，R2受拉应变时，
U0=E[R1??R1R3991?=4×(?)V=?0.02V(R1??R1)+(R2+?R2)R3+R42002
3.8图3-11中，设电阻应变片R1的灵敏度系数K=2.05，未受应变时，R1=120?。当试件受力为F时，应变片承受平均应变ε=800μm/m，试求：（1）应变片的电阻变化量?R1和电阻相对变化量?R1/R1。2）将电阻应变片R1置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流3V，求电桥输出电压及其非线性误差。
（3）如果要减小非线性误差，应采取何种措施？分析其电桥输出电压及非线性误差的大小。
解：（1）?R1/R1=Kε=2.05×800×10?6=1.64×10?3
?R1=Kε×R1=1.64×10?3×120=0.197?
（2）U0=E?R13×=×1.64×10?3=1.23mV4R14
?R1/R11.64×10?3γL===0.08%?32+?R1/R12+1.64×10
（3）若要减小非线性误差，一是要提高桥臂比，二是要采用差动电桥。
第4章电感式传感器
4.1根据工作原理的不同，电感式传感器可分为哪些种类？
可分为变磁阻式（自感式）、变压器式和涡流式（互感式）
4.2试分析变气隙厚度变磁阻式电感式传感器的工作原理。
当被测位移变化时，衔铁移动，气隙厚度发生变化，引起磁路中磁阻变化，从而导致线圈的电感值变
化。通过测量电感量的变化就能确定衔铁位移量的大小和方向。
4.3已知变气隙厚度电感式传感器的铁芯截面积S=1.5cm2，磁路长度L=20cm，相对磁导率μr=5000，气隙δ0=0.5cm，?δ=±0.1mm，真空磁导率μ0=4π×10?7H/m，线圈匝数W=3000，求单线圈式传感器的灵敏度?L/?δ。若将其做成差动结构，灵敏度如何变化？
解：?L=L0?δ?L,K=δ0?δ
W2μ0A030002×4π×10?7×1.5×10?4
L0==H=54π×10?3H?22δ02×0.5×10
54π×10?3
所以：K==10.8π=34，0.5×10?2
做成差动结构形式灵敏度将提高一倍。
4.4差动变磁阻式传感器比单圈式变磁阻式传感器在灵敏度和线性度方面有什么优势？为什么？ 灵敏度提高一倍。 非线性得到改善。
4.5试分析交流电桥测量电路的工作原理。
电感式传感器用交流电桥测量时，把传感器的两个线圈作为电桥的两个桥臂，另外两个相邻桥臂用
纯电阻代替。当衔铁处于中间位置时，电桥无输出；
厚度的变化量?δ成正比；2δ0
?δU当衔铁下移时，U0=2δ0 0=?当衔铁上移时，U?δU，电桥输出电压与气隙
因输入是交流电压，所以可以根据输出电压判断衔铁位移大小，当可能辨别方向。
4.6试分析变压器式交流电桥测量电路的工作原理。
变压器式交流电桥本质上与交流电桥的分析方法一样。电桥两臂Z1,Z2为传感器线圈阻抗，另外两个
桥臂为交流变压器二次绕组阻抗的一半。
当传感器的衔铁位于中间位置时，输出电压为0，电桥处于平衡状态。
移时，U0=?=?2Z04L0
?ZU?LU当传感器衔铁下移时，U0=，可得到与交流电桥完全一致的结果。=2Z04L0 ?Z?LUU当传感器衔铁上
4.7试分析差动变压器式传感器工作原理。
在A、B两个铁芯上绕有两个一次绕组W1a,W1b=W1，和两个二次绕组W2a,W2b=W2，两个一次绕组顺向
串接，两个二次绕组反向串接。
衔铁处于初始位置时，差动变压器输出电压为零；
0=衔铁下移时，U?δW2U；δ0W1i?δW20=?衔铁上移时，U iδ0W1
变压器输出电压可以表示衔铁位移大小，但不能辨别方向。
4.8引起零点残余电压的原因是什么？如何消除零点残余电压？
原因有三：（1）传感器的两个次级绕组的电气参数不同和几何尺寸不对称（2）磁性材料的磁化曲线
的非线性（3）励磁电压本身含高次谐波。
消除方法：（1）尽可能保证传感器的几何尺寸、绕组线圈电气参数和磁路的对称；（2）采用适当的
测量电路，如相敏整流电路。
4.9在使用螺线管式传感器时，如何根据输出电压来判断衔铁的位置？
活动衔铁在中间时，输出电压=0；
活动衔铁位于中间位置以上时，输出电压与输入电压同频同相；
活动衔铁位于中间位置以下时，输出电压与输入电压同频反相。
需要采用专门的相敏检波电路辨别位移的方向
4.10如何通过相敏检波电路实现对位移大小和方向的判定？
相敏检波电路的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。
4.11电涡流式传感器的线圈机械品质因素会发生什么变化？为什么？
产生电涡流效应后，由于电涡流的影响，线圈复阻抗的实部（等效电阻）增大、虚部（等效电感）减
小，因此，线圈的等效机械品质因素下降。
4.12为什么电涡流式传感器被归类为电感式传感器？它属于自感式还是互感式？
电涡流式传感器的等效电气参数都是互感系数M2的函数。通常总是利用其等效电感的变化组成测量
电路，因此，电涡流式传感器属于（互感式）电感式传感器。
4.13举例说明变磁阻式传感器、变压器式传感器、螺线管式传感器和电涡流式传感器的应用，并分析工作原理。
第五章电容式传感器
5.1根据电容式传感器的工作时变换参数的不同，可以将电容式传感器分为哪几种类型？各有何特
点？
变面积式、变极距式、变介电常数
5.2一个以空气为介质的平板电容式传感器结构如图5-3a所示，其中a=10mm、b=16mm，两极板间距d0=1mm。测量时，一块极板在原始位置上向左平移了2mm，求该传感器的电容变化量、电容相对变化量和位移灵敏度K0(已知空气的相对介电常数εr=1，真空时的介电常数ε0=8.854×10?12F/m)。
解：（1）电容变化量
ε0εr?xb8.854×10?12×1×2×10?3×16×10?3
?13?C===2.83×10d01×10?3
?C?x2mm===0.2Ca10mm
?C2.83×10?13
?10K===1.41×10?x2×10?3
5.3试讨论变极距型电容式传感器的非线性及其补偿方法。
差动结构δL=?d×100%d0
5.4有一个直径为2m、高5m的铁桶，往桶内连续注水，当注水数量达到桶容量的80%时停止，试分析用应变片式传感器或电容式传感器来解决该问题的途径和方法。
采用应变式传感器时，把应变片贴在圆筒的外壁上，电阻分别受纵向和横向应变，并把应变电阻组成
差动结构的测量电路。
变介电常数型电容传感器测液位（差分式），通过测量水内的重力，来控制注水数量。
5.5试分析电容式厚度传感器的工作原理。
5.6试推导图5-19所示变介质型电容式位移传感器的特性方程C=f(x)。设真空的介电常数为ε0，图中ε2?ε1，极板宽度为W。其他参数如图5-19所示。
5.7在题5-6中，设δ=d=1mm，极板为正方形（边长50mm）。ε1=1,ε2=4。试针对x=0~50mm的范围内，绘出此位移传感器的特性曲线，并给以适当说明。
5.8某电容测微仪，其传感器的圆形极板半径r=4mm，工作初始间隙d=0.3mm，问：（1）工作时，如果传感器与工件的间隙变化量?d=2μm时，电容变化量是多少？（2）如果测量电路的灵敏度S1=100mV/pF，读数仪表的灵敏度S2=5格/mV,在?d=2μm时，读数仪表的示值变化多少格？
解：（1）?C=0.987×10?14F （2）5格
第六章 压电式传感器
6.1什么是压电效应？什么是逆压电效应？
某些电介质，沿一定方向施加外力使其变形时，其内部会产生极化现象而在表面出现正负电荷，外力
去掉后，又恢复成不带电的状态，这种现象称为压电效应。 当在压电材料上施加交流电压时，会使压电材料产生机械振动而变形，这种由电能转换成机械能的现象称为逆压电效应。
6.2什么是压电式传感器？它有何特点？其主要用途是什么？
利用压电效应制成的传感器称为压电式传感器，其特点是：结构简单、体积小、重量轻、工作频带宽、
灵敏度高、信噪比高、工作可靠、测量范围广等。
压力式传感器的用途：与力相关的动态参数测量，如动态力、机械冲击、振动等，它可以把加速度、
压力、位移、温度等许多非电量转换为电量。
6.3试分析石英晶体的压电效应机理。
石英晶体内部为正立方体结构，从晶体上切下一块晶片，分析其压电效应：当沿x轴方向施加作用力，
将在yz平面上产生电荷，其大小为qx=d11fx
当沿着y轴方向施加作用力，仍然在yz平面上产生电荷，但极性相反，其大小为qy=d12aafy=?d11fybb
当沿着z轴方向施加作用力，不会产生压电效应，没有电荷产生。
6.4试分析压电陶瓷的压电效应机理。
压电陶瓷是人工制造的多晶体压电材料。其内部晶粒有一定的极化方向，在无外电场作用下时，压电
陶瓷呈电中性。
当在陶瓷上施加外电场时，晶粒的极化方向发生转动，内部极化，此时去掉外电场，材料的整体极化
方向不变，压电陶瓷具有压电特性。
极化后当受到外力作用时，将导致在垂直于极化方向的平面上出现极化电荷，电荷量的大小与外力成
正比关系。
6.5压电材料的主要指标有哪些？其各自含义是什么？
压电系数 弹性系数 介电常数
机械耦合系数 电阻 居里点
6.6在进行压电式材料的选取时，一般考虑的因素是什么？
转换性能 机械性能 电性能
温度、湿度稳定性好 时间稳定性
6.7试分析压电式传感器的等效电路。
压电式传感器等效为一个电容器，正负电荷聚集的两个表面相当于电容的两个极板。当压电元件受力
作用时在其表面产生正负电荷，所以可以等效为一个电荷源和一个电容器并联，也可以等效为一个电压源和一个电容器串联。
6.8试分析电荷放大器和电压放大器两种压电式传感器测量电路的输出特性。
传感器与电压放大器连接的电路，其输出电压与压电元件的输出电压成正比，但容易受到电缆电容的
影响。传感器与电荷放大器连接的电路，其输出电压与压电元件的输出电荷成正比，电路电容的影响小。
6.9压电元件在使用时常采用串联或并联的结构形式，试述在不同接法下输出电压、输出电荷、输出
电容的关系，以及每种接法的适用场合。
并联接法在外力作用下正负电极上的电荷量增加了1倍，电容量也增加了1倍，输出电压与单片时相
同。适宜测量慢变信号且以电荷作为输出量的场合。
串联接法上、下极板的电荷量与单片时相同，总电容量为单片时的一半，输出电压增大了1倍。适宜
以电压作为输出信号且测量电路输入阻抗很高的场合。
6.10压电元件的变形方式主要有哪些？
厚度变形、长度变形、体积变形、厚度剪切变形。
6.11何谓电压灵敏度、电荷灵敏度，两者有何关系？
6.11试分析图6-11所示压电式力传感器工作原理。
第七章磁敏式传感器
7.1简述变磁通式和恒磁通式磁电感应式传感器的工作原理。
恒磁通式传感器是指在测量过程中使导体（线圈）位置相对于恒定磁通变化而实现测量的一类磁电感
应式传感器。
变磁通式磁电传感器主要是靠改变磁路的磁通大小来进行测量的，即通过改变测量磁路中气隙的大
小，从而改变磁路的磁阻来实现测量的。
7.2为什么磁电感应式传感器的灵敏度在工作频率很高时，将随频率增加而下降。
7.3试解释霍尔式位移传感器的输出电压与位移成正比关系。
7.4影响霍尔元件输出零点的因素有哪些？如何补偿？
不等位电势、温度误差
7.5什么是霍尔效应？霍尔电动势与哪些因素有关？
当载流导体中通电电流方向与磁场方向垂直时，在导体的两个端面上就有电势产生，这种现象叫做霍
尔效应。与载流子浓度、激励电流大小、磁场强度、电子迁移率、载流导体的厚度有关。
7.6某霍尔元件尺寸（l、b、d）为1.0cm*0.35cm*0.1cm，沿着l方向通以电流I=1.0mA，在垂直lb
面加有均匀磁场B=0.3T，传感器的灵敏度系数为22V/A?T，求其输出霍尔电动势和载流子浓度。
解：UH=KHIB=22×1.0×10?3×0.3mV=6.6mV
UH=vBb,vb=I=nevbd,n=UH6.6mV==2.2×10?4V/TB0.3TI=2.84×1020/m3
Evbd
第八章热电式传感器
8.1什么是热电效应、接触电动势、温差电动势？
两种不同导体组成闭合回路，如果两接点温度不同，则在闭合回路中就有热电势产生，这种现象称为
热电效应。 在热电效应中因为导体电子密度不同，因接触而产生的热电势称为接触电动势
单一导体内部，因为两端的温度不同产生的热电势称为温差电势。
8.2热电偶的工作原理是什么？ 热电偶是基于热电效应工作的温度传感器。
8.3什么是中间导体定律、中间温度定律、标准电极定律、均质导体定律？
中间导体定律：在热电偶测温回路内接入第三种导体，只要其两端温度相同，则回路的总热电动势不变。 中间温度定律：热电偶AB在接点温度为t,t0时的热电动势EAB(t,t0)等于它在接点温度t,tc和tc,t0时的热电动势EAB(t,tc)和EAB(tc,t0)的代数和。 标准电极定律：如果两种导体A、B分别与第三种导体C
组成的热电偶所产生的热电动势已知，则由这两个导体A、B组成的热电偶所产生的热电动势可由下式来确定： EAB(t,t0)=EAC(t,t0)-EBC(t,t0) 均质导体定律：如果组成热电偶的两个热电极的材料相同，无论两接点的温度是否相同，热电偶回路中的总热电势均为0.
8.4试说明热电偶的类型与特点。 结构上分为普通热电偶和特殊热电偶。
8.5热电偶的冷端温度补偿有哪些方法？各自的原理是什么？
补偿导线法、冷端温度恒温法、冷端温度计算校正法、电桥法。
8.6试设计测温电路，实现对某一点的温度、某两点的温度差、某三点的平均温度进行测量。
8.7用两只K型热电偶测量两点温度差，其连接电路如图8-30所示。已知t1=4200C，t0=300C，测得
两点的温差电势为15.24mV，问两点的温差是多少？如果测量t1温度的那只热电偶错用的是E型热电偶，其他都正确，则两点的实际温度是多少？
8.8将一支镍铬-镍硅热电偶与电压表相连，电压表接线端是50℃，若电位计上读数是6.0mV，问热电
偶热端温度是多少？197度
8.9铂电阻温度计在100℃时的电阻值是139?，当它与热的气体接触时，电阻值增至281?，试确定该气体的温度？（设0℃时的电阻值为100?）.
8.10镍铬-镍硅热电偶的灵敏度为0.04mV/℃,把它放在温度为1200℃处，若以指示表作为冷端，此处温度为50℃，试求热电动势的大小。46mV
8.11将一灵敏度为0.08mV/℃的热电偶与电压表连接，电压表接线端是50℃，若电位计上读数60mV，求热电偶的热端温度。 800
8.12使用K型热电偶，参考端温度为0℃，测量热端温度为30℃和900℃时，温差电势分别为1.203mV
和37.326mV。当参考端温度为30℃，测量点温度为900℃时的温差电势为多少？ 36.123mV
8.13如果将图8-12中得两支相同类型的热电偶顺向串联，是否可以测量两点间的平均温度，为什么？ 可以测量总温度
8.14热电阻有什么特点？（1）热电阻测量电路优点：精度高，性能稳定，适于测低温。（2）热惯性大，需辅助电源。
8.15试分析三线制和四线制接法在热电阻测量中的原理及其不同特点。
三线制：热电阻引出3根导线，其中两根分别与电桥的相邻两臂串联，另外一根与电桥电源相串联，
它对电桥的平衡没有影响。广泛用于工业测温。
四线制：热电阻引出4根导线，分别接在电流和电压的回路，4根导线的电阻对测量都没有影响。
8.16对热敏电阻进行分类，并叙述其各自不同的特点。
正温度系数、正温度系数、临界温度系数热敏电阻。
8.17某热敏电阻，其B值为2900K，若冰点电阻为500k?,求该热敏电阻在100℃时的阻抗。 29k?
第九章 光电式传感器？
9.1什么是光电式传感器？光电式传感器的基本工作原理是什么？
利用光电器件把光信号转换成电信号（电压、电流、电阻等）的装置。
光电式传感器的基本工作原理是基于光电效应的，即因光照引起物体的电学特性而改变的现象。
9.2光电式传感器按照工作原理可分为哪四大类？
反射式、透射式、
9.3光电式传感器的基本形式有哪些？
9.4什么是光电效应？内光电效应？外光电效应？
光电效应、 内光电效应、 外光电效应
9.5典型的光电器件有哪些？
光电管、光敏电阻、光敏晶体管、光敏二极管、光电耦合器
9.6光电管是如何工作的？其主要特性是什么？
光照在光电管的阴极上，阴极电子吸收光子，克服表面功，向外发生电子，电子在外加电场的作用下，被光电管的阳极收集并形成光电流。
9.7简述光电倍增管得工作原理。光电倍增管的主要参数有哪些？
倍增系数；光电阴极灵敏度和光电管总灵敏度；暗电流；光谱特性。
9.8试画出光敏电阻的结构；光敏电阻的主要参数有哪些？
暗电阻，亮电阻，暗电流，亮电流，光电流。
9.9试区分硅光电池和硒光电池的结构与工作原理。
9.10试解释光敏管的工作原理。介绍光敏二极管和光敏晶体管的主要特性。
光谱特性、伏安特性、光照特性、频率特性。
9.11试介绍MOS光敏单元的工作原理。
一个MOS电容器是一个光敏元，可以感受一个像素点，CCD的基本功能是信号电荷的产生、存储、传输和输出。
9.12CCD的电荷转移原理是什么？
CCD器件基本结构式一系列彼此非常靠近的MOS光敏元，这些光敏元使用同一半导体衬底：氧化层均匀、连续；相邻金属电极间隔极小。任何可移动的电荷都将力图向表面势大的位置移动。为了保证信号电荷按确定的方向和路线移动，在MOS光敏元阵列上所加的各路电压脉冲要求严格满足相位要求。
9.13试对面阵型CCD图像传感器进行分类，并介绍它们各自有何特点？
9.14为什么要求CCD器件的电荷转移效率要很高？
9.15举例说明CCD图像传感器的应用。
9.16什么是全反射？光纤的数值孔径有何意义？
数值孔径是光纤的一个重要参数，它能反映光纤的集光能力，光纤的数值孔径越大，集光能力就越强。
9.17试区分功能型和非功能型光纤传感器。
功能型是传感型，非功能型是传光型。
9.18试解释波长调制型光纤传感器的工作原理。
9.19举例说明利用光纤传感器实现温度的测量方法。
9.20试分析二进制码盘和循环码盘的特点。
二进制码盘最大的问题是任何微小的制作误差，都可能造成读数的粗误差。
循环码是无权码，任何相邻的两个数码间只有一位是变化的。
9.21试区别接触式码盘和非接触式码盘的优缺点。
9.22试解释光电编码器的工作原理。
9.23一个8位光电码盘的最小分辨率是多少？如果要求每个最小分辨率对应的码盘圆弧长度至少为0.01mm，则码盘半径应有多大？
1.40625度，0.0245弧度，0.0408mm
9.24利用某循环码盘测得结果为“0110”，其实际转过的角度是多少？
二进制码为0100，90度
9.25试分析脉冲盘式编码器的辨向原理。
9.26计量光栅是如何实现测量位移的？
主光栅与运动部件连在一起，当被测物体运动时，在主光栅、指示光栅后面形成黑白相间的莫尔条纹，条纹宽度和运动部件的位移成正比。
9.27计量光栅中为何要引入细分技术？细分的基本原理是什么？
光栅测量原理是以移过的莫尔条纹数量来确定位移量，其分辨率为光栅栅距。现代测量不断提出高精度的要求，为了提高分辨率，测量比光栅栅距更小的位移量，可以采用细分技术。细分就是为了得到比栅距更小的分度值，即在莫尔条纹信号变化的一个周期内，发出若干个计数脉冲，以减少每个脉冲相当的位移，相应地提高测量精度。
第十章辐射与波式传感器
10.1红外探测器有哪些类型？并说明它们的工作原理。
（1）热探测器：有热敏电阻型、热电阻型、高莱气动型和热释电型
（2）光子探测器
10.2什么是热释电效应？热释电效应与哪些因素有关？
在居里点以下时，由于温度的变化引起铁电体的极化强度改变的现象称为热释电效应。热释电效应与铁电体材料、敏感面、厚度均有关（等效电容）
10.3什么被称为“大气窗口”，它对红外线的传播有什么影响？
通常把太阳光通过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口。
红外线传播过程中通过大气窗口时，会使红外辐射逐渐减弱。
10.4红外敏感元件大致分为哪两类？它们的主要区别是什么？
热探测器：响应波段宽，响应范围为整个红外区域，室温下工作，使用方便。
光子探测器：灵敏度高、响应速度快，具有较高的响应频率，但探测器波段较窄，一般工作于低温 10.5请根据气体对红外线有选择性吸收的特性，设计一个红外线气体分析仪。使其能对气体的成分进行分析。（提示：不同气体对红外线能量的吸收是不同的）
10.6微波的特点是什么？
（1）需要定向辐射装置 （2）遇到障碍物容易反射 （3）绕射能力差
（4）传输特性好，传输过程中受烟雾、灰尘等的影响较小
（5）介质对微波的吸收大小与介质介电常数成正比。
10.7试分析反射式和遮断式微波传感器的工作原理。
（1）反射式：发生天线和接收天线位于检测物体的同一侧，根据检测物体反射回来的微波信号的功率或微波信号从发出到接收到的时间间隔来实现测量位置和位移等参数。
（2）遮断式：发生天线和接收天线位于检测物体的两边，根据接收天线收到的微波功率的大小来判断发送天线和接收天线之间有无被测物体或位置等。
10.8试分析微波传感器的主要组成及其各自的功能。
微波发生器、微波天线、微波检测器。
10.9微波传感器有何优缺点？
（1）优点：非接触式传感器；波长范围为1m～1mm，有极宽的频谱；频率高、时间常数小、反应速度快；无须进行非电量转换；适合遥测、遥控；不会带来显著的辐射。
（2）缺点：存在零点漂移；测量环境对测量结果影响较大。
10.10举例说明微波传感器的应用。
（1）微波液位计（2）微波湿度传感器（3）微波辐射计（4）微波无损检测仪
（5）微波物位计（6）微波定位传感器（7）微波多普勒传感器
10.11超声波在介质中传播具有哪些特性？
（1）超声波有纵波、横波、表面波三种
（2）超声波的传播速度与波长和频率的乘积成正比
（3）满足光的反射和折射定律
10.12超声波传感器主要有哪几种类型？试述其工作原理。
（1）压电式超声波传感器
（2）磁致伸缩式超声波传感器：当超声波作用在磁致伸缩材料上时，引起材料伸缩，从而导致它的内部磁场发生改变。根据电磁感应，磁致伸缩材料上所绕的线圈便获得感应电动势。
10.13在用脉冲回波法测量厚度时，利用何种方法测量时间间隔?t有利于自动测量？若已知超声波在被测试件中的传播速度为5480m/s，测得时间间隔为25μs，试求被测试件的厚度。
d=v?t=5480×25×10?6=0.0685m
10.14超声波测物位有哪几种测量方式？各有什么特点？
（1）单换能器在液体中（2）双换能器在液体中
（3）单换能器在空中（4）双换能器在空中
当换能器位于液体中时，衰减比较小
当换能器位于空气中时，便于安装和维护，当衰减比比较大。
10.15试述时差法测流量的基本原理，存在的问题及改进方法。
通过测量超声波在顺流和逆流中传播的时间差求得流体流速的一种方法。
c2
v≈?t，测量精度主要取决于时间差的测量精度。同时，超声波声速一般随介质2Lcosθ 的温度变化而变化，因此将造成温漂。
10.16超声波用于探伤有哪几种方法？试述反射法探伤的基本原理。
穿透法探伤和反射法探伤。
范文二：传感器课后答案
2-1 什么叫传感器？它由哪几部分组成？它们的作用及相互关系如何？
【答】
1、传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
2、传感器由：敏感元件、转换元件、信号调理与转换电路和辅助的电源组成。
3、它们的作用是：
（1）敏感元件：是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；
（2）转换元件：是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分；
（3）信号调理与转换电路：由于传感器输出信号一般都很微弱，需要有信号调理与转换电路，进行放大、
运算调制等；
（4）辅助的电源：此外信号调理转换电路以及传感器的工作必须有辅助的电源。
4、最简单的传感器由一个敏感元件(兼转换元件)组成，它感受被测量时直接输出电量，如热电偶。有些
传感器由敏感元件和转换元件组成，没有转换电路，如压电式加速度传感器，其中质量块m 是敏感元件，
压电片（块）是转换元件。有些传感器，转换元件不只一个，要经过若干次转换。
2 试述温度误差的概念、产生的原因和补偿的办法。
【答】
1、由于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差， 称为应变片的温度误差。
2、产生的原因有两个：一是敏感栅的电阻丝阻值随温度变化带来的附加误差；二是当试件与电阻丝材料
的线膨胀系数不同时，由于环境温度的变化，电阻丝会产生附加变形，从而产生附加电阻变化。
3、电阻应变片的温度补偿方法通常有：线路补偿和应变片自补偿 。
3-4 拟在等截面的悬臂梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片，并组成差动全桥测量电路，试问：
（1）四个电阻应变片怎样贴在悬臂梁上？
（2）画出相应的电桥电路。
【答】
1、在悬臂梁力传感器中，一般将应变片贴在距固定端较近的表面，且顺梁的方向上下各贴两片，上面
两个应变片受压时，下面两个应变片受拉，并将四个应变片组成全桥差动电桥。这样既可提高输出电压
灵敏度，又可减小非线性误差。
图3-1 等截面积悬臂梁
2、差动全桥测量电路 图3-2 差动全桥测量电路
3-6 题3-4 图为等强度梁测力系统，R1 为电阻应变片，应变片灵敏度系数K=2.05，未受应变时，R1=120
Ω。当试件受力F 时，应变片承受平均应变ε=800μm/m，试求：
（1）应变片电阻变化量ΔR1 和电阻相对变化量ΔR1/R1。
10
（2）将电阻应变片R1 置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流3V，求电桥输出电压及电桥非线性误
差。
（3）若要减小非线性误差，应采取何种措施？分析其电桥输出电压及非线性误差大小。
3、减小非线性误差采取的措施
为了减小和克服非线性误差，常采用差动电桥。差动电桥无非线性误差，且半差动电桥电压灵敏
度KU=E/2，是单臂工作时的2 倍，全差动电桥电压灵敏度KU=E，是单臂工作时的4 倍。同时还具
有温度补偿作用。
4-5 差动变压器式传感器的零点残余电压产生的原因是什么？怎样减小和消除它的影响？
【答】
1、零点残余电压主要由基波分量和高次谐波分量组成。
（1）产生基波分量的主要原因是：传感器两线圈的电气参数和几何尺寸的不对称，以及构成电桥另外两
臂的电气参数不一致。
（2）造成高次谐波分量的主要原因是： 磁性材料磁化曲线的非线性，同时由于磁滞损耗和两线圈磁路
的不对称，造成两线圈中某些高次谐波成分不一样，不能对消，于是产生了零位电压的高次谐波。此外，
激励信号中包含的高次谐波及外界电磁场的干扰，也会产生高次谐波。
2、减小电感式传感器的零点残余电压的措施
（1）从设计和工艺上保证结构对称性
为保证线圈和磁路的对称性，首先，要求提高加工精度，线圈选配成对，采用磁路可调节结构；其
次，应选高磁导率、低矫顽力、低剩磁感应的导磁材料。并应经过热处理，消除残余应力，以提高磁性能的均匀性和稳定性。由高次谐波产生的因素可知，磁路工作点应选在磁化曲线
的线性段；减少激励电流的谐波成分与利用外壳进行电磁屏蔽也能有效地减小高次谐波。
（2）选用合适的测量线路
另一种有效的方法是采用外接测量电路来减小零位电压。如相敏检波电路，它能有效地消除基波正交分量与偶次谐波分量，减小奇次谐波分量，使传感器零位电压减至极小。 采用相敏检波电路不仅可鉴别衔铁移动方向， 而且把
衔铁在中间位置时，因高次谐波引起的零点残余电压消除
掉。如图，采用相敏检波后衔铁反行程时的特性曲线由1
变到2，从而消除了零点残余电压。
图
4-2 相敏检波后的输出特性
（3）采用补偿线路
采用平衡调节网络，这是一种既简单又行之有效的方法。
图4-3 补偿电路图
17 4-10 何谓涡流效应？怎样利用涡流效应进行位移测量？
【答】
1、根据法拉第电磁感应定律，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内
将产生呈漩涡状的感应电流，此电流叫电涡流，以上现象称为电涡流效应。
2、有一通以交变电流的传感器线圈。由于电流的存在，线圈周围就产生一个交变磁场H1。若被测导体
置于该磁场范围内，导体内便产生电涡流，也将产生一个新磁场H2，H2 与H1 方向相反，力图削弱原磁
场H1，从而导致线圈的电感、阻抗和品质因数发生变化。这些参数变化与导体的几何形状、电导率、磁
导率、线圈的几何参数、电流的频率以及线圈到被测导体间的距离有关。如果控制上述参数中的线圈到
被测导体间的距离参数改变，余者皆不变，就能构成测量位移的传感器。
5-1 根据工作原理可将电容式传感器分为哪几种类型？每种类型各有什么特点？各适用什么场合？
【答】
1、电容式传感器分为：变极距(变间隙)(δ)型、变面积型(S)型、变介电常数
(εr)型三种基本类型。
2、特点与应用
20
（1）变极距(变间隙)(δ)型：只有在Δd/d0 很小时，才有C 与Δd 近似的线性关系，所以，
这种类型的
传感器一般用来测量微小变化量。
（2）变面积型(S)型：传感器的电容量C 与线位移及角位移呈线性关系。测量范围大，可测较大的线位
移及角位移。
（3）变介电常数(εr)型：传感器电容量C 与被测介质的移动量成线性关系。常用来检测容器中的液位，
或片状结构材料的厚度等。
6-1 什么叫正压电效应和逆压电效应？什么叫纵压电效应和横压电效应？
【答】
1、正压电效应和逆压电效应
（1）正压电效应（顺压电效应）
某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的一定表面
上产生电荷，当外力去掉后，又重新恢复不带电状态的现象。当作用力方向改变时，电荷极性也随着改
变。这种现象称压电效应。 有时人们把这种机械能转换为电能的现象称为正压电效应（顺压电效应）。
（2）逆压电效应（电致伸缩效应）
当在电介质的极化方向施加电场，这些电介质就在一定方向上产生机械变形或机械压力，当外加电
场撤去时，这些变形或应力也随之消失的现象。
2、纵压电效应和横压电效应
（1）纵向压电效应
通常把沿电轴x 方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向压电效应”。
（2）横压电效应
把沿机械轴y 方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“横向压电效应”。
7-5 影响霍尔元件输出零点的因素有哪些？如何补偿？
1、影响霍尔元件输出零点的因素
当霍尔元件的激励电流为I 时，若元件所处位置磁感应强度为零，则它的霍尔电势应该为零，但实
际不为零。这时测得的空载霍尔电势称为不等位电势。产生这一现象的原因有：
（1）霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位面上；
（2）半导体材料不均匀造成了电阻率不均匀或是几何尺寸不均匀；
（3）激励电极接触不良造成激励电流不均匀分布等。
2、不等位电势与霍尔电势具有相同的数量级，有时甚至超过霍尔电势，而实用中要消除不等位电势是极
其困难的，因而必须采用补偿的方法。
可以把霍尔元件等效为一个电桥，用电桥平衡来补偿不等位电势。由于A、 B 电极不在同一等位面
上，此四个电阻阻值不相等，电桥不平衡，不等位电势不等于零。此时可根据A、 B 两点电位的高低，
25
判断应在某一桥臂上并联一定的电阻，使电桥达到平衡，从而使不等位电势为零。
7-8 试分析霍尔元件输出接有负载RL 时，利用恒压源和输入回路串联电阻RT 进行温度补偿的条件。
补偿电路如图(a)所示，输入回路与输出回路的等效电路如图(b)、(c)所示。设RL 不随温度改变，由
于霍尔元件输出电阻Rout 随温度变化，输出霍尔电势UH 也随温度变化，使得负载电阻上的
输出电压与温度有关。
温度为T0 时，负载电阻上的输出电压为
8-1 光电效应有哪几种？相对应的光电器件各有哪些？
【答】
1、光电效应分为外光电效应和内光电效应两大类。内光电效应又可分为光电导效应和光生伏特效应。
2、光电器件
（1）基于外光电效应的光电元件有光电管、光电倍增管、光电摄像管等。
（2）基于光电导效应的光电器件有光敏电阻。
（3）基于光生伏特效应的光电器件有光电池、光敏二极管、三极管。
8-2 试述光敏电阻、光敏二极管、光敏晶体管和光电池的工作原理，在实际应用时各有什么特点？
【答】
1、光敏电阻的工作原理
其工作原理是基于光电导效应，其阻值随光照增强而减小。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器
件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。
无光照时，光敏电阻值（暗电阻）很大，电路中电流（暗电流）很小。当光敏电阻受到一定波长范
围的光照时，它的阻值（亮电阻）急剧减小，电路中电流迅速增大。一般希望暗电阻越大越好，亮电阻
越小越好， 此时光敏电阻的灵敏度高。实际光敏电阻的暗电阻值一般在兆欧量级， 亮电阻值在几千欧
以下。
2、光敏二极管的工作原理
在无光照时，处于反偏的光敏二极管工作在截止状态，其反向电阻很大，反向电流很小，这种反向
电流称为暗电流。
当有光照射到光敏二极管的PN 结时，PN 结附近受光子轰击，吸收其能量而产生电子-空穴对，它
们在反向电压和内电场的作用下，漂移越过PN 结，形成比无光照时大得多的反向电流，该反向电流称
为光电流，此时，光敏二极管的反向电阻下降。 若入射光的强度增强，产生的电子-空穴对数量也随之
增加，光电流也响应增大，即光电流与光照度成正比。
如果外电路接上负载，便可获得随光照强弱变化的信号。光敏二极管的光电流 I 与照度之间呈线性
关系。光敏二极管的光照特性是线性的，所以适合检测等方面的应用。
3、光敏晶体管的工作原理
大多数光敏晶体管的基极无引出线，当集电极加上相对于发射极为正的电压而不接基极时，集电结
就是反向偏压。
当光照射在集电结时，就会在结附近产生电子—空穴对，光生电子被拉到集电极，基区留下空穴，
使基极与发射极间的电压升高，这样便会有大量的电子流向集电极，形成输出电流，且集电极电流为光
电流的β倍，所以光敏晶体管有放大作用。
4、光电池的工作原理
硅光电池是在一块N 型硅片上用扩散的办法掺入一些P 型杂质(如硼)形成PN 结。当光照到PN 结区
28
时，如果光子能量足够大，将在结区附近激发出电子-空穴对，在N 区聚积负电荷，P 区聚积正电荷，这
样N 区和P 区之间出现电位差。
若将PN 结两端用导线连起来，电路中有电流流过，电流的方向由P 区流经外电路至N 区。若将外
电路断开，就可测出光生电动势。__
8-7 光纤数值孔径NA 的物理意义是什么？对NA 取值大小有什么意义？
【答】
1、数值孔径是表征光纤集光本领的一个重要参数，即反映光纤接收光量的多少。无论光源发射功率有多
大，只有入射角处于2θc 的光椎角内，光纤才能导光。如入射角过大，光线便从包层逸出而产生漏光。
2、光纤的NA 越大，表明它的集光能力越强，一般希望有大的数值孔径，这有利于提高耦合效率； 但
数值孔径过大，会造成光信号畸变。所以要适当选择数值孔径的数值，如石英光纤数值孔径一般为0.2~0.4
9-1 简述气敏传元件的工作原理。
【答】
半导体气敏传感器的敏感部分是金属氧化物半导体微结晶粒子烧结体，当它的表面吸附被测气体
时，半导体微结晶粒子接触表面的导电电子比例就会发生变化，从而使气敏元件的电阻值随被测气体的
浓度而改变。这种反应是可逆的，因而是可重复使用的。
当氧化型气体吸附到N 型半导体上，还原型气体吸附到P 型半导体上时，将使半导体载流子减少，
而使半导体电阻值增大。
当还原型气体吸附到N 型半导体上，氧化型气体吸附到P 型半导体上时，则半导体载流子增多，
使半导体电阻值下降。
9-2 为什么多数气敏元件都附有加热器？
【答】
加热器的作用是将附着在敏感元件表面上的尘埃、油雾等烧掉，加速气体的吸附，从而提高器件的
灵敏度和响应速度。加热器的温度一般控制在200~400℃左右。
10-1 超声波在介质中传播具有哪些特性？
【答】
（1）超声波的波型：声源在介质中施力方向与波在介质中传播方向的不同，声波的波型也不同。通常有：
纵波、横波和表面波。
（2）超声波的传播速度：在固体中，纵波、横波及其表面波三者的声速有一定的关系， 通常可认为横
波声速为纵波的一半，表面波声速为横波声速的90%；气体中纵波声速为344 m/s。；液体中纵波声速在
900～1900m/s。
（3）超声波的反射和折射：声波从一种介质传播到另一种介质，在两个介质的分界面上一部分声波被反
射, 另一部分透射过界面，在另一种介质内部继续传播。这样的两种情况称之为声波的反射和折射。
33
（4）超声波的衰减，声波在介质中传播时，随着传播距离的增加，能量逐渐衰减，其衰减的程度与声波
的扩散、散射及吸收等因素有关。
11-1 简述微波传感器的测量机理。
【答】
由发射天线发出微波，此波遇到被测物体时将被吸收或反射，使微波功率发生变化。若利用接收天
线，接收到通过被测物体或由被测物体反射回来的微波，并将它转换为电信号，再经过信号调理电路，
即可以显示出被测量，实现了微波检测。
12-1 红外探测器有哪些类型？
【答】
红外探测器是利用红外辐射与物质相互作用所呈现的物理效应来探测红外辐射的。红外探测器的种
类很多，按探测机理的物理效应可分为两大类：
（1）一类是器件的某些性能参数随入射的辐射通量作用引起的温度变化的热探测器；
（2）另一类是利用各种光子效应的光子探测器，即入射到探测器上的红外辐射能以光子的形式与光电探
测器材料的束缚电子相互作用，从而释放出自由电子和自由空穴参与导电的器件。光子探测器的响应正
比于吸收的光子数。
范文三：传感器课后答案
数字信号处理课程主要研究用数字序列或符号序列表示信号，并用数字计算方法对这些序列进行处理，以便把这些信号变成符合某种需要的形式，例如对信号进行滤波处理、频谱分析、功率谱估计等。本课程重点讨论确定性数字信号的处理，在此基础上，对随机信号处理进行研究。其主要内容有：（1）离散傅里叶变换（DFT）：DFT基本理论、基本方法、基本性质，利用循环卷积计算线性卷积方法。快速傅里叶变换（FFT）方法。运用FFT对信号进行谱分析，运用FFT计算线性卷积；（2）数字滤波器原理和设计方法：数字滤波器IIR和FIR类型滤波器基本网络结构，冲激不变法、双线性变换法数字滤波器设计方法，数字巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）及椭圆数字滤波器设计方法、步骤及特性。IIR数字滤波器频率变换方法技术，FIR窗函数方法设计滤波器，频率取样方法设计FIR类数字滤波器方法及其特性；（3）离散随机过程：离散随机过程的几个基本特性，功率谱基本性质和计算方法，随机信号通过线性系统；（4）有限长效应：有限长效应引起的误差的分类，不同方法表示负数时量化效应的不同影响。信号由于量化所引入的噪声情形，定点、浮点运算中有限长影响的情形，IIR滤波器、FFT中的数字量化效应情形；（5）功率谱估计：估计理论的几个基本概念，自相关、周期图、直接变换谱估计方法的分析、实现。现代谱估计的几个基本方法。
范文四：传感器课后答案.
第1章概述
1. 什么是传感器？
传感器定义为能够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和装置，通常由敏感
元件和转换元件组成。
1.2传感器的共性是什么？
传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、生物特性，将非电量（如位移、速度、加速度、
力等）输入转换成电量（电压、电流、电容、电阻等）输出。
1.3传感器由哪几部分组成的？
由敏感元件和转换元件组成基本组成部分，另外还有信号调理电路和辅助电源电路。
1.4传感器如何进行分类？
（1）按传感器的输入量分类，分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感
器等。（2）按传感器的输出量进行分类，分为模拟式和数字式传感器两类。（3）按传感器工作原理分类，可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。（4）按传感器的基本效应分类，可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。（5）按传感器的能量关系进行分类，分为能量变换型和能量控制型传感器。（6）按传感器所蕴含的技术特征进行分类，可分为普通型和新型传感器。
1.5传感器技术的发展趋势有哪些？
（1）开展基础理论研究（2）传感器的集成化（3）传感器的智能化（4）传感器的网络化 （5）传感
器的微型化
1.6改善传感器性能的技术途径有哪些？
（1）差动技术（2）平均技术（3）补偿与修正技术(4)屏蔽、隔离与干扰抑制 (5)稳定性处理
第2章传感器的基本特性
2.1什么是传感器的静态特性？描述传感器静态特性的主要指标有哪些？
答：传感器的静态特性是指在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系。主要的
性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、温度漂移。
2.2传感器输入-输出特性的线性化有什么意义？如何实现其线性化？
答：传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。 常用的线性化方
法是：切线或割线拟合，过零旋转拟合，端点平移来近似，多数情况下用最小二乘法来求出拟合直线。
2.3利用压力传感器所得测试数据如下表所示，计算其非线性误差、迟滞和重复性误差。设压力为0MPa
时输出为0mV, 压力为0.12MPa 时输出最大且为16.50mV.
非线性误差略
正反行程最大偏差?Hmax=0.1mV，所以γH=±?Hmax0.1100%=±%=±0.6%YFS16.50
重复性最大偏差为?Rmax=0.08，所以γR=±?Rmax0.08=±%=±0.48%YFS16.5
2.4什么是传感器的动态特性？如何分析传感器的动态特性？
传感器的动态特性是指传感器对动态激励（输入）的响应（输出）特性，即输出对随时间变化的输入
量的响应特性。
传感器的动态特性可以从时域和频域两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来分析。瞬态响应常
采用阶跃信号作为输入，频率响应常采用正弦函数作为输入。
2.5描述传感器动态特性的主要指标有哪些？
零阶系统常采用灵敏度K ，一阶系统常采用时间常数η、灵敏度K ，二阶系统常采用固有频率ω0、阻
尼比ζ、灵敏度K 来描述。
2.6试解释线性时不变系统的叠加性和频率保持特性的含义及其意义。
当检测系统的输入信号是由多个信号叠加而成的复杂信号时，根据叠加性可以把复杂信号的作用看成
若干简单信号的单独作用之和，从而简化问题。
如果已知线性系统的输入频率，根据频率保持特性，可确定该系统输出信号中只有与输入信号同频率
的成分才可能是该输入信号引起的输出，其他频率成分都是噪声干扰，可以采用相应的滤波技术。
2.7用某一阶传感器测量100Hz 的正弦信号，如要求幅值误差限制在±5%以内，时间常数应取多少？如果用该传感器测量50Hz 的正弦信号，其幅值误差和相位误差各为多少？
解：一阶传感器频率响应特性：H(jω)=11，幅频特性：A(ω)=η(jω)+1+(ωη)2
1≤5%+(ωη)
，取η=0.523ms由题意有A(jω) ≤5%，即又ω=2π=2πf=200πT ，所以0?η?0.523ms
(1/+(ωη)2) ?1幅值误差：?A(ω)=×100%=?1.32%1
相位误差：?Φ(ω)=?arctan(ωη)=?9.30
2.8某温度传感器为时间常数η=3s的一阶系统，当传感器受突变温度作用后，试求传感器温差的三分之一和二分之一所需的时间。
温差为二分之一时，t=2.08s
温差为三分之一时，t=1.22s
2.9玻璃水银温度计通过玻璃温包将热量传给水银，可用一阶微分方程来表示。现已知某玻璃水银温
度计特性的微分方程是2dy ，x 代表输入+2y=2×10?3x ，y 代表水银柱高（m ）dt 温度（℃）。求该温度计的时间常数及灵敏度。
η=1s;K=1×10?3
2.10某传感器为一阶系统，当受阶跃函数作用时，在t=0时，输出为10mV ，在t=5s时，输出为50mV ；在t →∞时，输出为100mV 。试求该传感器的时间常数。
η=8.5s
2.11某一质量-弹簧-阻尼系统在阶跃输入激励下，出现的超调量大约是最终稳态值的40%。如果从阶
跃输入开始至超调量出现所需的时间为0.8s ，试估算阻尼比和固有角频率的大小。
2.12在某二阶传感器的频率特性测试中发现，谐振发生在频率216Hz 处，并得到最大的幅值比为1.4，
试估算该传感器的阻尼比和固有角频率的大小。
1ω2ω解：二阶系统A(ω)={[1?()]+4ξ2()2}2
ωn ωn
当ω=ωn 时共振，则A(ω)max=1=1.4,ξ=0.362ξ
所以：ω=ωn=2πf=2π×216=1357rad/s
2.13设一力传感器可简化为典型的质量-弹簧-阻尼二阶系统，已知该传感器的固有频率f0=1000Hz，
若其阻尼比为0.7，试问用它测量频率为600Hz 、400Hz 的正弦交变力时，其输出与输入幅值比A(ω) 和相位差Φ(ω) 各为多少？
第三章电阻式传感器
3.1应变电阻式传感器的工作原理是什么？
电阻应变式传感器的工作原理是基于应变效应的。
当被测物理量作用在弹性元件上，弹性元件在力、力矩或压力等作用下发生形变，变换成相应的应变
或位移，然后传递给与之相连的应变片，将引起应变敏感元件的电阻值发生变化，通过转换电路变成电量输出。输出的电量大小反映了被测物理量的大小。
3.2电阻应变片的种类有哪些？各有何特点？
按组成材料有金属和半导体之分，金属应变片受力时，主要是基于应变效应，是引起应变片的外形变
化进而引起电阻值变化，而半导体应变片时基于压阻效应工作的，当受力时，引起应变片的电阻率变化进而引起电阻值变化。
按结构形式有丝式和箔式之分。丝式是应变金属丝弯曲成栅式结构，工艺简单，价钱便宜。箔式是采
用光刻和腐蚀等工艺制成的，工艺复杂，精度高，价钱较贵。
3.3引起电阻应变片温度误差的原因是什么？电阻应变片的温度补偿方法是什么？
一是电阻温度系数，二是线膨胀系数不同。
单丝自补偿应变片，双丝组合式自补偿应变片，补偿电路
3.4试分析差动测量电路在应变式传感器中的好处。
灵敏度提高一倍，非线性得到改善。
3.5如果将100?应变片粘贴在弹性元件上，试件截面积S=0.5×10?4m2，弹性模量E=2×1011N/m2，若5×104N 的拉力引起应变计电阻变化为1?，求该应变片的灵敏度系数。
解：K=?R ?R1/ε，已知?R=1?，所以=RR100
F50×103
292ζ==N/m=1×10N/m，?4A0.5×10
ζ1×109
?3由ζ=Eε得ε===5×10，E2×1011
所以K=?R/R1/100==2ε5×10?3
3.6一个量程为10kN 的应变式测力传感器，其弹性元件为薄壁圆筒轴向受力，外径20mm ，内径18mm ，在其表面粘贴八个应变片，四个沿轴向粘贴，四个沿周向粘贴，应变片的电阻值均为120?，灵敏度为2.0，泊松比为0.3，材料弹性模量为2.1×1011Pa ，要求：
（1）绘出弹性元件贴片位置及全桥电路。（2）计算传感器在满量程时，各应变片电阻变化。（3）当桥路的供电电压为10V 时，计算传感器的输出电压。
解：（2）A=π(R2?r2)=59.7×10?6m2
?R1=?R2=?R3=?R4=kFR=0.191?AE
?R5=?R6=?R7=?R8=?μ?R1=?0.0573?
（3）U0=1mV
3.7图3.5中，设负载电阻为无穷大（开路），图中，E=4V,
解：（1）U0=E[R1+?R1R31011?]=4×(?)V ≈0.01V(R1+?R1)+R2R3+R42012
（2）U0=E[R1+?R1R31011?]=4×(?)V=0V(R1+?R1)+(R2+?R2)R3+R42012
（3）当R1受拉应变，R2受压应变时，
U0=E[R1+?R1R31011?=4×(?)V=0.02V(R1+?R1)+(R2??R2)R3+R42002
当R1受压应变，R2受拉应变时，
U0=E[R1??R1R3991?=4×(?)V=?0.02V(R1??R1)+(R2+?R2)R3+R42002
3.8图3-11中，设电阻应变片R1的灵敏度系数K=2.05，未受应变时，R1=120?。当试件受力为F 时，应变片承受平均应变ε=800μm/m，试求：（1）应变片的电阻变化量?R1和电阻相对变化量?R1/R1。2）将电阻应变片R1置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流3V ，求电桥输出电压及其非线性误差。
（3）如果要减小非线性误差，应采取何种措施？分析其电桥输出电压及非线性误差的大小。
解：（1）?R1/R1=Kε=2.05×800×10?6=1.64×10?3
?R1=Kε×R1=1.64×10?3×120=0.197?
（2）U0=E?R13×=×1.64×10?3=1.23mV4R14
?R1/R11.64×10?3γL===0.08%?32+?R1/R12+1.64×10
（3）若要减小非线性误差，一是要提高桥臂比，二是要采用差动电桥。
第4章电感式传感器
4.1根据工作原理的不同，电感式传感器可分为哪些种类？
可分为变磁阻式（自感式）、变压器式和涡流式（互感式）
4.2试分析变气隙厚度变磁阻式电感式传感器的工作原理。
当被测位移变化时，衔铁移动，气隙厚度发生变化，引起磁路中磁阻变化，从而导致线圈的电感值变
化。通过测量电感量的变化就能确定衔铁位移量的大小和方向。
4.3已知变气隙厚度电感式传感器的铁芯截面积S=1.5cm2，磁路长度L=20cm，相对磁导率μr=5000，气隙δ0=0.5cm，?δ=±0.1mm ，真空磁导率μ0=4π×10?7H/m，线圈匝数W=3000，求单线圈式传感器的灵敏度?L/?δ。若将其做成差动结构，灵敏度如何变化？
解：?L=L0?δ?L,K=δ0?δ
W2μ0A030002×4π×10?7×1.5×10?4
L0==H=54π×10?3H ?22δ02×0.5×10
54π×10?3
所以：K==10.8π=34，0.5×10?2
做成差动结构形式灵敏度将提高一倍。
4.4差动变磁阻式传感器比单圈式变磁阻式传感器在灵敏度和线性度方面有什么优势？为什么？ 灵敏度提高一倍。 非线性得到改善。
4.5试分析交流电桥测量电路的工作原理。
电感式传感器用交流电桥测量时，把传感器的两个线圈作为电桥的两个桥臂，另外两个相邻桥臂用
纯电阻代替。当衔铁处于中间位置时，电桥无输出；
厚度的变化量?δ成正比；2δ0
?δU 当衔铁下移时，U0=2δ0 0=?当衔铁上移时，U ?δU ，电桥输出电压与气隙
因输入是交流电压，所以可以根据输出电压判断衔铁位移大小，当可能辨别方向。
4.6试分析变压器式交流电桥测量电路的工作原理。
变压器式交流电桥本质上与交流电桥的分析方法一样。电桥两臂Z1,Z2为传感器线圈阻抗，另外两个
桥臂为交流变压器二次绕组阻抗的一半。
当传感器的衔铁位于中间位置时，输出电压为0，电桥处于平衡状态。
移时，U0=?=?2Z04L0
?ZU ?LU 当传感器衔铁下移时，U0=，可得到与交流电桥完全一致的结果。=2Z04L0 ?Z ?LUU 当传感器衔铁上
4.7试分析差动变压器式传感器工作原理。
在A 、B 两个铁芯上绕有两个一次绕组W1a,W1b=W1，和两个二次绕组W2a,W2b=W2，两个一次绕组顺向
串接，两个二次绕组反向串接。
衔铁处于初始位置时，差动变压器输出电压为零；
0=衔铁下移时，U ?δW2U ；δ0W1i ?δW20=?衔铁上移时，U i δ0W1
变压器输出电压可以表示衔铁位移大小，但不能辨别方向。
4.8引起零点残余电压的原因是什么？如何消除零点残余电压？
原因有三：（1）传感器的两个次级绕组的电气参数不同和几何尺寸不对称（2）磁性材料的磁化曲线
的非线性（3）励磁电压本身含高次谐波。
消除方法：（1）尽可能保证传感器的几何尺寸、绕组线圈电气参数和磁路的对称；（2）采用适当的
测量电路，如相敏整流电路。
4.9在使用螺线管式传感器时，如何根据输出电压来判断衔铁的位置？
活动衔铁在中间时，输出电压=0；
活动衔铁位于中间位置以上时，输出电压与输入电压同频同相；
活动衔铁位于中间位置以下时，输出电压与输入电压同频反相。
需要采用专门的相敏检波电路辨别位移的方向
4.10如何通过相敏检波电路实现对位移大小和方向的判定？
相敏检波电路的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。
4.11电涡流式传感器的线圈机械品质因素会发生什么变化？为什么？
产生电涡流效应后，由于电涡流的影响，线圈复阻抗的实部（等效电阻）增大、虚部（等效电感）减
小，因此，线圈的等效机械品质因素下降。
4.12为什么电涡流式传感器被归类为电感式传感器？它属于自感式还是互感式？
电涡流式传感器的等效电气参数都是互感系数M2的函数。通常总是利用其等效电感的变化组成测量
电路，因此，电涡流式传感器属于（互感式）电感式传感器。
4.13举例说明变磁阻式传感器、变压器式传感器、螺线管式传感器和电涡流式传感器的应用，并分析工作原理。
第五章电容式传感器
5.1根据电容式传感器的工作时变换参数的不同，可以将电容式传感器分为哪几种类型？各有何特
点？
变面积式、变极距式、变介电常数
5.2一个以空气为介质的平板电容式传感器结构如图5-3a 所示，其中a=10mm、b=16mm，两极板间距d0=1mm。测量时，一块极板在原始位置上向左平移了2mm ，求该传感器的电容变化量、电容相对变化量和位移灵敏度K0(已知空气的相对介电常数εr=1，真空时的介电常数ε0=8.854×10?12F/m)。
解：（1）电容变化量
ε0εr ?xb8.854×10?12×1×2×10?3×16×10?3
?13?C===2.83×10d01×10?3
?C ?x2mm===0.2Ca10mm
?C2.83×10?13
?10K===1.41×10?x2×10?3
5.3试讨论变极距型电容式传感器的非线性及其补偿方法。
差动结构δL=?d ×100%d0
5.4有一个直径为2m 、高5m 的铁桶，往桶内连续注水，当注水数量达到桶容量的80%时停止，试分析用应变片式传感器或电容式传感器来解决该问题的途径和方法。
采用应变式传感器时，把应变片贴在圆筒的外壁上，电阻分别受纵向和横向应变，并把应变电阻组成
差动结构的测量电路。
变介电常数型电容传感器测液位（差分式），通过测量水内的重力，来控制注水数量。
5.5试分析电容式厚度传感器的工作原理。
5.6试推导图5-19所示变介质型电容式位移传感器的特性方程C=f(x)。设真空的介电常数为ε0，图中ε2?ε1，极板宽度为W 。其他参数如图5-19所示。
5.7在题5-6中，设δ=d=1mm，极板为正方形（边长50mm ）。ε1=1,ε2=4。试针对x=0~50mm的范围内，绘出此位移传感器的特性曲线，并给以适当说明。
5.8某电容测微仪，其传感器的圆形极板半径r=4mm，工作初始间隙d=0.3mm，问：（1）工作时，如果传感器与工件的间隙变化量?d=2μm时，电容变化量是多少？（2）如果测量电路的灵敏度S1=100mV/pF，读数仪表的灵敏度S2=5格/mV,在?d=2μm时，读数仪表的示值变化多少格？
解：（1）?C=0.987×10?14F （2）5格
第六章 压电式传感器
6.1什么是压电效应？什么是逆压电效应？
某些电介质，沿一定方向施加外力使其变形时，其内部会产生极化现象而在表面出现正负电荷，外力
去掉后，又恢复成不带电的状态，这种现象称为压电效应。 当在压电材料上施加交流电压时，会使压电材料产生机械振动而变形，这种由电能转换成机械能的现象称为逆压电效应。
6.2什么是压电式传感器？它有何特点？其主要用途是什么？
利用压电效应制成的传感器称为压电式传感器，其特点是：结构简单、体积小、重量轻、工作频带宽、
灵敏度高、信噪比高、工作可靠、测量范围广等。
压力式传感器的用途：与力相关的动态参数测量，如动态力、机械冲击、振动等，它可以把加速度、
压力、位移、温度等许多非电量转换为电量。
6.3试分析石英晶体的压电效应机理。
石英晶体内部为正立方体结构，从晶体上切下一块晶片，分析其压电效应：当沿x 轴方向施加作用力，
将在yz 平面上产生电荷，其大小为qx=d11fx
当沿着y 轴方向施加作用力，仍然在yz 平面上产生电荷，但极性相反，其大小为qy=d12aafy=?d11fybb
当沿着z 轴方向施加作用力，不会产生压电效应，没有电荷产生。
6.4试分析压电陶瓷的压电效应机理。
压电陶瓷是人工制造的多晶体压电材料。其内部晶粒有一定的极化方向，在无外电场作用下时，压电
陶瓷呈电中性。
当在陶瓷上施加外电场时，晶粒的极化方向发生转动，内部极化，此时去掉外电场，材料的整体极化
方向不变，压电陶瓷具有压电特性。
极化后当受到外力作用时，将导致在垂直于极化方向的平面上出现极化电荷，电荷量的大小与外力成
正比关系。
6.5压电材料的主要指标有哪些？其各自含义是什么？
压电系数 弹性系数 介电常数
机械耦合系数 电阻 居里点
6.6在进行压电式材料的选取时，一般考虑的因素是什么？
转换性能 机械性能 电性能
温度、湿度稳定性好 时间稳定性
6.7试分析压电式传感器的等效电路。
压电式传感器等效为一个电容器，正负电荷聚集的两个表面相当于电容的两个极板。当压电元件受力
作用时在其表面产生正负电荷，所以可以等效为一个电荷源和一个电容器并联，也可以等效为一个电压源和一个电容器串联。
6.8试分析电荷放大器和电压放大器两种压电式传感器测量电路的输出特性。
传感器与电压放大器连接的电路，其输出电压与压电元件的输出电压成正比，但容易受到电缆电容的
影响。传感器与电荷放大器连接的电路，其输出电压与压电元件的输出电荷成正比，电路电容的影响小。
6.9压电元件在使用时常采用串联或并联的结构形式，试述在不同接法下输出电压、输出电荷、输出
电容的关系，以及每种接法的适用场合。
并联接法在外力作用下正负电极上的电荷量增加了1倍，电容量也增加了1倍，输出电压与单片时相
同。适宜测量慢变信号且以电荷作为输出量的场合。
串联接法上、下极板的电荷量与单片时相同，总电容量为单片时的一半，输出电压增大了1倍。适宜
以电压作为输出信号且测量电路输入阻抗很高的场合。
6.10压电元件的变形方式主要有哪些？
厚度变形、长度变形、体积变形、厚度剪切变形。
6.11何谓电压灵敏度、电荷灵敏度，两者有何关系？
6.11试分析图6-11所示压电式力传感器工作原理。
第七章磁敏式传感器
7.1简述变磁通式和恒磁通式磁电感应式传感器的工作原理。
恒磁通式传感器是指在测量过程中使导体（线圈）位置相对于恒定磁通变化而实现测量的一类磁电感
应式传感器。
变磁通式磁电传感器主要是靠改变磁路的磁通大小来进行测量的，即通过改变测量磁路中气隙的大
小，从而改变磁路的磁阻来实现测量的。
7.2为什么磁电感应式传感器的灵敏度在工作频率很高时，将随频率增加而下降。
7.3试解释霍尔式位移传感器的输出电压与位移成正比关系。
7.4影响霍尔元件输出零点的因素有哪些？如何补偿？
不等位电势、温度误差
7.5什么是霍尔效应？霍尔电动势与哪些因素有关？
当载流导体中通电电流方向与磁场方向垂直时，在导体的两个端面上就有电势产生，这种现象叫做霍
尔效应。与载流子浓度、激励电流大小、磁场强度、电子迁移率、载流导体的厚度有关。
7.6某霍尔元件尺寸（l 、b 、d ）为1.0cm*0.35cm*0.1cm，沿着l 方向通以电流I=1.0mA，在垂直lb
面加有均匀磁场B=0.3T，传感器的灵敏度系数为22V/A?T ，求其输出霍尔电动势和载流子浓度。
解：UH=KHIB=22×1.0×10?3×0.3mV=6.6mV
UH=vBb,vb=I=nevbd,n=UH6.6mV==2.2×10?4V/TB0.3TI=2.84×1020/m3
Evbd
第八章热电式传感器
8.1什么是热电效应、接触电动势、温差电动势？
两种不同导体组成闭合回路，如果两接点温度不同，则在闭合回路中就有热电势产生，这种现象称为
热电效应。 在热电效应中因为导体电子密度不同，因接触而产生的热电势称为接触电动势
单一导体内部，因为两端的温度不同产生的热电势称为温差电势。
8.2热电偶的工作原理是什么？ 热电偶是基于热电效应工作的温度传感器。
8.3什么是中间导体定律、中间温度定律、标准电极定律、均质导体定律？
中间导体定律：在热电偶测温回路内接入第三种导体，只要其两端温度相同，则回路的总热电动势不变。 中间温度定律：热电偶AB 在接点温度为t,t0时的热电动势EAB(t,t0)等于它在接点温度t,tc 和tc,t0时的热电动势EAB(t,tc)和EAB(tc,t0)的代数和。 标准电极定律：如果两种导体A 、B 分别与第三种导体C
组成的热电偶所产生的热电动势已知，则由这两个导体A 、B 组成的热电偶所产生的热电动势可由下式来确定： EAB(t,t0)=EAC(t,t0)-EBC(t,t0) 均质导体定律：如果组成热电偶的两个热电极的材料相同，无论两接点的温度是否相同，热电偶回路中的总热电势均为0.
8.4试说明热电偶的类型与特点。 结构上分为普通热电偶和特殊热电偶。
8.5热电偶的冷端温度补偿有哪些方法？各自的原理是什么？
补偿导线法、冷端温度恒温法、冷端温度计算校正法、电桥法。
8.6试设计测温电路，实现对某一点的温度、某两点的温度差、某三点的平均温度进行测量。
8.7用两只K 型热电偶测量两点温度差，其连接电路如图8-30所示。已知t1=4200C，t0=300C，测得
两点的温差电势为15.24mV ，问两点的温差是多少？如果测量t1温度的那只热电偶错用的是E 型热电偶，其他都正确，则两点的实际温度是多少？
8.8将一支镍铬-镍硅热电偶与电压表相连，电压表接线端是50℃，若电位计上读数是6.0mV ，问热电
偶热端温度是多少？197度
8.9铂电阻温度计在100℃时的电阻值是139?，当它与热的气体接触时，电阻值增至281?，试确定该气体的温度？（设0℃时的电阻值为100?）.
8.10镍铬-镍硅热电偶的灵敏度为0.04mV/℃, 把它放在温度为1200℃处，若以指示表作为冷端，此处温度为50℃，试求热电动势的大小。46mV
8.11将一灵敏度为0.08mV/℃的热电偶与电压表连接，电压表接线端是50℃，若电位计上读数60mV ，求热电偶的热端温度。 800
8.12使用K 型热电偶，参考端温度为0℃，测量热端温度为30℃和900℃时，温差电势分别为1.203mV
和37.326mV 。当参考端温度为30℃，测量点温度为900℃时的温差电势为多少？ 36.123mV
8.13如果将图8-12中得两支相同类型的热电偶顺向串联，是否可以测量两点间的平均温度，为什么？ 可以测量总温度
8.14热电阻有什么特点？（1）热电阻测量电路优点：精度高，性能稳定，适于测低温。（2）热惯性大，需辅助电源。
8.15试分析三线制和四线制接法在热电阻测量中的原理及其不同特点。
三线制：热电阻引出3根导线，其中两根分别与电桥的相邻两臂串联，另外一根与电桥电源相串联，
它对电桥的平衡没有影响。广泛用于工业测温。
四线制：热电阻引出4根导线，分别接在电流和电压的回路，4根导线的电阻对测量都没有影响。
8.16对热敏电阻进行分类，并叙述其各自不同的特点。
正温度系数、正温度系数、临界温度系数热敏电阻。
8.17某热敏电阻，其B 值为2900K ，若冰点电阻为500k ?, 求该热敏电阻在100℃时的阻抗。 29k?
第九章 光电式传感器？
9.1什么是光电式传感器？光电式传感器的基本工作原理是什么？
利用光电器件把光信号转换成电信号（电压、电流、电阻等）的装置。
光电式传感器的基本工作原理是基于光电效应的，即因光照引起物体的电学特性而改变的现象。
9.2光电式传感器按照工作原理可分为哪四大类？
反射式、透射式、
9.3光电式传感器的基本形式有哪些？
9.4什么是光电效应？内光电效应？外光电效应？
光电效应、 内光电效应、 外光电效应
9.5典型的光电器件有哪些？
光电管、光敏电阻、光敏晶体管、光敏二极管、光电耦合器
9.6光电管是如何工作的？其主要特性是什么？
光照在光电管的阴极上，阴极电子吸收光子，克服表面功，向外发生电子，电子在外加电场的作用下，被光电管的阳极收集并形成光电流。
9.7简述光电倍增管得工作原理。光电倍增管的主要参数有哪些？
倍增系数；光电阴极灵敏度和光电管总灵敏度；暗电流；光谱特性。
9.8试画出光敏电阻的结构；光敏电阻的主要参数有哪些？
暗电阻，亮电阻，暗电流，亮电流，光电流。
9.9试区分硅光电池和硒光电池的结构与工作原理。
9.10试解释光敏管的工作原理。介绍光敏二极管和光敏晶体管的主要特性。
光谱特性、伏安特性、光照特性、频率特性。
9.11试介绍MOS 光敏单元的工作原理。
一个MOS 电容器是一个光敏元，可以感受一个像素点，CCD 的基本功能是信号电荷的产生、存储、传输和输出。
9.12CCD 的电荷转移原理是什么？
CCD 器件基本结构式一系列彼此非常靠近的MOS 光敏元，这些光敏元使用同一半导体衬底：氧化层均匀、连续；相邻金属电极间隔极小。任何可移动的电荷都将力图向表面势大的位置移动。为了保证信号电荷按确定的方向和路线移动，在MOS 光敏元阵列上所加的各路电压脉冲要求严格满足相位要求。
9.13试对面阵型CCD 图像传感器进行分类，并介绍它们各自有何特点？
9.14为什么要求CCD 器件的电荷转移效率要很高？
9.15举例说明CCD 图像传感器的应用。
9.16什么是全反射？光纤的数值孔径有何意义？
数值孔径是光纤的一个重要参数，它能反映光纤的集光能力，光纤的数值孔径越大，集光能力就越强。
9.17试区分功能型和非功能型光纤传感器。
功能型是传感型，非功能型是传光型。
9.18试解释波长调制型光纤传感器的工作原理。
9.19举例说明利用光纤传感器实现温度的测量方法。
9.20试分析二进制码盘和循环码盘的特点。
二进制码盘最大的问题是任何微小的制作误差，都可能造成读数的粗误差。
循环码是无权码，任何相邻的两个数码间只有一位是变化的。
9.21试区别接触式码盘和非接触式码盘的优缺点。
9.22试解释光电编码器的工作原理。
9.23一个8位光电码盘的最小分辨率是多少？如果要求每个最小分辨率对应的码盘圆弧长度至少为0.01mm ，则码盘半径应有多大？
1.40625度，0.0245弧度，0.0408mm
9.24利用某循环码盘测得结果为“0110”，其实际转过的角度是多少？
二进制码为0100，90度
9.25试分析脉冲盘式编码器的辨向原理。
9.26计量光栅是如何实现测量位移的？
主光栅与运动部件连在一起，当被测物体运动时，在主光栅、指示光栅后面形成黑白相间的莫尔条纹，条纹宽度和运动部件的位移成正比。
9.27计量光栅中为何要引入细分技术？细分的基本原理是什么？
光栅测量原理是以移过的莫尔条纹数量来确定位移量，其分辨率为光栅栅距。现代测量不断提出高精度的要求，为了提高分辨率，测量比光栅栅距更小的位移量，可以采用细分技术。细分就是为了得到比栅距更小的分度值，即在莫尔条纹信号变化的一个周期内，发出若干个计数脉冲，以减少每个脉冲相当的位移，相应地提高测量精度。
第十章辐射与波式传感器
10.1红外探测器有哪些类型？并说明它们的工作原理。
（1）热探测器：有热敏电阻型、热电阻型、高莱气动型和热释电型
（2）光子探测器
10.2什么是热释电效应？热释电效应与哪些因素有关？
在居里点以下时，由于温度的变化引起铁电体的极化强度改变的现象称为热释电效应。热释电效应与铁电体材料、敏感面、厚度均有关（等效电容）
10.3什么被称为“大气窗口”，它对红外线的传播有什么影响？
通常把太阳光通过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口。
红外线传播过程中通过大气窗口时，会使红外辐射逐渐减弱。
10.4红外敏感元件大致分为哪两类？它们的主要区别是什么？
热探测器：响应波段宽，响应范围为整个红外区域，室温下工作，使用方便。
光子探测器：灵敏度高、响应速度快，具有较高的响应频率，但探测器波段较窄，一般工作于低温 10.5请根据气体对红外线有选择性吸收的特性，设计一个红外线气体分析仪。使其能对气体的成分进行分析。（提示：不同气体对红外线能量的吸收是不同的）
10.6微波的特点是什么？
（1）需要定向辐射装置 （2）遇到障碍物容易反射 （3）绕射能力差
（4）传输特性好，传输过程中受烟雾、灰尘等的影响较小
（5）介质对微波的吸收大小与介质介电常数成正比。
10.7试分析反射式和遮断式微波传感器的工作原理。
（1）反射式：发生天线和接收天线位于检测物体的同一侧，根据检测物体反射回来的微波信号的功率或微波信号从发出到接收到的时间间隔来实现测量位置和位移等参数。
（2）遮断式：发生天线和接收天线位于检测物体的两边，根据接收天线收到的微波功率的大小来判断发送天线和接收天线之间有无被测物体或位置等。
10.8试分析微波传感器的主要组成及其各自的功能。
微波发生器、微波天线、微波检测器。
10.9微波传感器有何优缺点？
（1）优点：非接触式传感器；波长范围为1m ～1mm ，有极宽的频谱；频率高、时间常数小、反应速度快；无须进行非电量转换；适合遥测、遥控；不会带来显著的辐射。
（2）缺点：存在零点漂移；测量环境对测量结果影响较大。
10.10举例说明微波传感器的应用。
（1）微波液位计（2）微波湿度传感器（3）微波辐射计（4）微波无损检测仪
（5）微波物位计（6）微波定位传感器（7）微波多普勒传感器
10.11超声波在介质中传播具有哪些特性？
（1）超声波有纵波、横波、表面波三种
（2）超声波的传播速度与波长和频率的乘积成正比
（3）满足光的反射和折射定律
10.12超声波传感器主要有哪几种类型？试述其工作原理。
（1）压电式超声波传感器
（2）磁致伸缩式超声波传感器：当超声波作用在磁致伸缩材料上时，引起材料伸缩，从而导致它的内部磁场发生改变。根据电磁感应，磁致伸缩材料上所绕的线圈便获得感应电动势。
10.13在用脉冲回波法测量厚度时，利用何种方法测量时间间隔?t 有利于自动测量？若已知超声波在被测试件中的传播速度为5480m/s，测得时间间隔为25μs，试求被测试件的厚度。
d=v?t=5480×25×10?6=0.0685m
10.14超声波测物位有哪几种测量方式？各有什么特点？
（1）单换能器在液体中（2）双换能器在液体中
（3）单换能器在空中（4）双换能器在空中
当换能器位于液体中时，衰减比较小
当换能器位于空气中时，便于安装和维护，当衰减比比较大。
10.15试述时差法测流量的基本原理，存在的问题及改进方法。
通过测量超声波在顺流和逆流中传播的时间差求得流体流速的一种方法。
c2
v ≈?t ，测量精度主要取决于时间差的测量精度。同时，超声波声速一般随介质2Lcos θ 的温度变化而变化，因此将造成温漂。
10.16超声波用于探伤有哪几种方法？试述反射法探伤的基本原理。
穿透法探伤和反射法探伤。
范文五：传感器课后答案
第一章
1、何感器及感技,为为为为为为为为为为
人通常将能把被物理量或化学量与之有系的为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为量出的装置称感器,技被称为为为为为为为为为为为为为为为为为
为为为为感技。
2、感器通常由哪几部分成,通常感器可以分哪几为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为,若按原理分,可以分成几,
为为为为为为为为为为为为为为为为为为为感器通常由敏感元件、感元件和其他助元件成,有也把信号和路、助源作为为为为为为为为为为为为为为为
感器的成部分。为为为为为
为为为为为为为为为为为为为为为为为为感器一般按定量和原理两方法行分。
按原理分可以分能量型感器和能量控制型感器。为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为3、感器的特性参数主要有哪些,用感器注意什,为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为感器的特性参数:1 静参数:精密度,表示量果中随机差大小的程度。为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为正确度,表示量果中系差大小程度。为为为为为为为为为为为为为为
准确度,表示量果与被量的真之的一致程度。为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为定度、度、分辨力、死区、回程差、性差、零位差等。为为为为为为参数:常数t:在恒定激励理
第二章
1、光效有哪几,与之的光器件和有哪些,为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为光感器的工作原理基于光效。为为为为为为为为为为为为为为为为
光效共有三:外光效，光原件有:光管、光为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为倍增管等、内光效，光敏阻,、光生为为为为为为为为为为为为
伏特效，光池、光敏二极管和光敏三极管,为为为为为为为为为为为为为为为为为为
2、什是光生伏特效,为为为为为为为为为
光生伏特效:在光的作用下能使物体生一定方向的象。为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为3、比光敏阻、光池、光敏二极管和光敏三极管的为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为性能差异,并述在不同的和下用哪器为为为为为为为为为为为为为为为
件最合适。为为为为
光敏二极管:非性器件,具有向性。，为为为为为为为为为为为为为为PN 为为为为为为为为装在管壳的部,可以直接
为为为到光的照射,通常于
反向偏置状,当没有交照射,其反向阻很大反向,反为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为向流很小,流称暗流。当有光照为为为为为为为为为为为为为为为为为为为
射,为为PN 为为为为为及附近生子-空穴,它的反向作用下参与,为为为为为为为为为为为为为为为为为形成比无光照大得多的反向为为为为为为为为
流,反向流称光流。为为为为为为为为为为为
不管硅管是管,当入射光波增加,相灵敏度都下为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为降。,因光子能量太小不足以激子为为为为为为为为为为为为为为-空穴
为,而不能达到PN 为,因此灵敏度下降。
探可光和赤物,硅管。外光行探用管。光敏三极管:有两个为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为PN 为,比
光敏二极管有更高的灵敏度。为为为为为为为为为
光敏阻:主要生的光敏阻硫化。为为为为为为为为为为为为为为为为为
7、述光的构和光原理。光感器有哪些型,他之有什区,为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为光是一多介构的称柱体,包括芯、包、涂敷套。为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为光原理:P62 光以入射角大于界从光密介入射光介,为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为光就不会透其界面而全部反射到光为为为为为为为为为为为为为为为为为
密介内部,即生全反射。光射入光面与光的角为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为PI/2 减去入射角小于
一定,光为为为为
就不会射出光芯,不断在芯和包界面生全反射而向前播。为为为为为为为为为为为为为为为为为为按工作原理,光感器可分两:光型、感型。为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为光型:将光源的光通光装入制器,使待信号与光相互作用,致光的性生化成制器,再光送入光探器解后得被参数的信息。为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为其中光是不的,只起功能,而其它敏感元件感信息。为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为感型:光是的,它不光,而且利用它外界信号
的敏感能力和功能,使入射光的光学为为为为为为为为为为为为
性生化来和感功能。为为为为为为为为为为为为为为
第三章
1、光的莫条有哪几个特性,明莫条的形成原理。为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为
.摩光的特性有:为为为为为为为为1 消除光的不均匀差为为为为为为为为2 位移的放大特性3 移特性为为为4 光与位强置系为为,摩条为为为
是指两光叠合为为为为为为,出光的明暗相的条为为为为为为为为为为,从光学原理来为,如果光珊距与光的波为为为为为为为为为为为为为相比是很大的
为,就可以按几何光学原理来行分析为为为为,两珊距相等的光叠合在一起为为为为为为为为为为为为为,并使它的刻为为为为之的角为为为为为θ为,
为为为为为为为为为为为为为为为为为为光上就会出若干条明暗相的条,就是莫条为为为.
2、什叫分,什叫向,它各有什用途,为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为
.当光相移一个距为为为为为为为为为w 为,为为为为为为为为为为莫条移一个巨B,与出一个数脉冲为为为为为为为为为.为为其分辨率为w,为了
能分比为为为w 更小的位移量,就鼻血为为为为为为为路行理,使之能在移一个为为为w 内等距为为为为地出若干个数脉冲为为为为,为
为为为方法就叫分.
3、述为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为磁量的工作原理,磁的形式有哪几,分用于哪些合,
为为为为为为为为磁和静磁,为为为为为为为为为为为为为为为磁在磁与磁尺相运,才有型号出为为,故不使用于速度不均匀为走停为为
的机床,而静为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为磁就是在磁与磁珊没有相运也有信号出.
4、磁为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为量的信号理有几型,工作原理如何,相理方式,就是利用出信为为为号的相位大小来反映磁为为为为为为为为为为为为为为为为为为为的位置或磁尺的相位置的信号理方式.奸夫为理方式,就是利用出信号的为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为幅大小来反映磁的位移量或磁尺的相位置的信号理方为为为为为为为为为为式
5、述器的型及用途。为为为为为为为为为为为为
用于各位移量的量为为为为为为为,为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为科学研究和工生提供了了位移量行精密的的手段,需要角度为为为为为
化的合为为,广泛用于各位移量的量为为为为为为为.
第四章
1、什叫为为为为为为为为为为为为为为为式感器,它有何作用,
答:为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为式感技是将温度化量化的一技,它所利用的感元器件就是为为为为为为为为为为为为为为式感器。
为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为式感器用最广泛,凡是需要温、控温、温的地方都需要用到它。2、什是为为“为为”为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为点金属效,的作用是什,使用的原有哪些,体的
答:在两不同的为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为金属所成的合回路中,当两接触点的温度不同,回路中就要生为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为式,个物理象称效。
为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为是用来延伸极即移偶的冷端,与示表接构成温系。在使用为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为偶必注意型号相配,极性不能接,与为为为为为为为为为为为为为偶接端的温度不能超100
?
3、阻为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为式温度感器有哪几,它各有何特点及用途,
答:敏阻、阻、阻。阻具有阻为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为温度系数定,为为为为为为为为为为为为为阻率高、性度好、量范等特
点,被用作工为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为温元件和作温度准。阻具有成本低,在-50~150 度范为为为内呈为性的特点,被用作
为为为为为为为为为为为量精度要求不高、量范不大的合。
4、述为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为偶的几个重要定律,并分明它的用价。
答:中体定为为为为为为为为为为为为为为为为为为为律,准极定律,中温度定律
5、述为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为偶冷端温度的几主要方法和原理。用
偶为为为为为为为为为为为为为表面温度要注意哪些,
答:冷端温度修正法,于为为为为为为为为为为为为为为为为为冷端温度不等于零度,但能保持恒定不的为为为为为为为为为为为为为为为为为为情况可以使用修正法。法,
利用的不为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为平衡去消除冷端温度化的影响。
第五章
1、什叫阻为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为式感器、感式感器和容式感器,
答:阻为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为式感器是将被量的非量成阻的化量的
感元件,并通阻的量路为为为为为为为为为为为为
为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为或流,达到非量的目的。感式感器是将被量成感或互感化的感器。为为为为为为为为为为为为为为为为为容
式为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为感器是两极板隙化,或是表面化,将使容量改的感器。2 为为为为为为为为为为为为为为为为为为为阻式感器有哪些型,各有和点、缺点,
答:位器为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为式,点:构,价格便宜,有一定可靠性为为为为为为为为为为为出功能大,使用比方便,缺点:有滑
触为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为,可靠性不太好,灵敏度低。阻片式,点:用极广,占世界上所有感器用量为为为为为为为83%。
缺点:灵敏度系数为为为低。
3、感为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为式感器有哪些型,各有和点、缺点,
答:可芯为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为式,改芯流率式,改磁路中空气隙式,高反射流为为为为为为为为为为为为为为为为为为式。点:构,工作可
靠,出功率大,不放大可以直接指示或表。可为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为
静、量。为为为为为为为为为为为为为为为为为为为缺点:出量与源的率
有密切为为为为为为为为为为为系,要求源率定
4、为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为容式感器有哪些型,各有和点、缺点,
答:改为为为为为为两极板距d 型,改为为为为为为为为极板覆盖面S 型,改为为为为为为为为为为为极板介型。点:能为为为为为为为为百分之几微米
数量位移,能量为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为低、响快、灵敏度高、差小、不怕高温。缺点:出特性非性,为为为为为为为为为为为为泄露容
的影响将引起差。为为为
5、述为为R、L、C 三感器主要用途为为为为为为为为
答:R:主要用于位移、力、力为为为为为为为为为为为为为为为为为为为矩、、温度、湿度、射、气流流速、液体流量等物理参数的为
为。L:主要用于里、力矩、力、位移、为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为速度、厚度、振等参数。C:主要用于声强、液位、含水
量、振为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为、力、厚度、位移、角度、加速度、差、液面、料位、成分含量等参数。为为为
第六章
1、什是为为为“为为为”为为为为为为为为为为为为效,晶体的叙述式感器的工作原理。
当沿着某些晶体介的方向为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为施加作用力,在垂直于的晶体平面上即生为为为为为为为为为为为荷,当做用力除去
为为为为“为为为为”为,效。荷也随之消失的象就称
为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为式感器的工作原理是基于某些晶体受力后,在其表面生为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为荷的效,其度大、固有率高,
配上为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为荷放大器,尤其适合量迅速化的参数。
2、为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为式感器量路的作用是什,其核心要解决什,
为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为式感器量路的前入端有足的阻抗,防止荷的速度泄露而使量差减小。为为为为为为为为为为为为式感
器的前置放大器的两大作用:一是把感器的高阻为为为为为为为为为为为为为为为为抗出低阻抗出,二是把感器的为为为为为为为为为微弱信号
行放大。
其核心要解决的是了放大器的工作定,减小零为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为漂,在反容Cf 两端并一为为反阻,形成流为为为为为为为为
反,用以定放大器的直流工作为为为为为为为为为为为为为为为为点。
3、何为“为”为为为为为为为磁阻效,磁敏阻有何作用,
当一流体置于为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为磁中,其阻会随磁化的象叫做磁阻效。
磁敏阻的作用是利用为为为为为为为为为为为为为为为为为为为度的数量系量磁磁敏阻阻与强磁感
感度,可以利用为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为强磁敏阻器阻的化,精确地出磁的相位移。4、磁敏二极管和磁敏三极管有何特点,适合于什合使用,为为为为为为
磁敏二极管和磁敏三极管都具有出信号大、灵敏度高、工作流为为为为为为为为为为为为为为为小和体小的特为为为为为为为为为为为为为为点,都比适合磁、
为为为为为为为为为为为为速、探等方面的和控制。
5、什是为“为为”为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为霍效,一个霍元件在一定的流控制下,其霍与哪些因素有,置于磁为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为中的静止流体,当它的流方向与磁方向不一致,流体上为为为为为为为为为为为为为为为为为为平行于流和磁方向上
的两个面之生的象叫为为为为为为为为为为为为为为为为做霍效。
一个霍为为为为为为为为为为为为为为为为元件在一定的流控制下,由公式UH=IB/(ned)知其霍为为为为为为与度强B、金属为板为为为为位体
内子数为为为n、位子为为为为为为为为所荷e 和金属板为为为为为的厚度d 等四个因素有。为为6、温度化为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为霍元件出有什影响,如何,
温度化,为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为霍元件的流子密度、迁移率、阻率及霍为为为为为为为为为为为为为为为为系数都将生化,从而元件生温度差
为为为为为为为为生出差。
其方为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为为式是用温度系数小的元件、采用恒温措施来减小由阻随为为为为为为为为为为为为为为为温度化而引起的激励流I 为化所
为为为为为为为为为为为来的影响,或者在路中用一个分流阻Rp 与霍为为为为为为为为为为为元件的激励极相并,即可在霍为为为为为为为元件的入
阻因温度升高而增加,为为为为为为为为为旁的分流阻Rp 自为为为为为为为为为为为为为为为为分流,减的加少了霍元件的激励流强I,从而达到的为为为为为为目的。
