傳感器課后習(xí)題答案傳感器課后習(xí)題答案11.3測得某檢測裝置的一組輸入輸出數(shù)據(jù)如下：

a)試用最小二乘法擬合直線，求其線性度和靈敏度；b)用C語言編制程序在微機(jī)上實(shí)現(xiàn)。解：下頁上頁返回圖庫x0.92.53.34.55.76.7y1.11.62.63.24.05.01.3測得某檢測裝置的一組輸入輸出數(shù)據(jù)如下：下頁上頁返回圖2第1章擬合直線靈敏度0.68,線性度±7%下頁上頁返回圖庫第1章下頁上頁返回圖庫3第1章1.4某溫度傳感器為時(shí)間常數(shù)T=3s的一階系統(tǒng)，當(dāng)傳感器受突變溫度作用后，試求傳感器指示出溫差的1/3和1/2所需的時(shí)間。解：設(shè)溫差為R,測此溫度傳感器受幅度為R的階躍響應(yīng)為(動(dòng)態(tài)方程不考慮初態(tài))下頁上頁返回圖庫第1章1.4某溫度傳感器為時(shí)間常數(shù)T=3s的一階系統(tǒng)，4第1章1.5某傳感器為一階系統(tǒng)，當(dāng)受階躍函數(shù)作用時(shí)，在t=0時(shí)，輸出為10mV;t→∞時(shí)，輸出為100mV;在t=5s時(shí)，輸出為50mV,試求該傳感器的時(shí)間常數(shù)。解：此題與爐溫實(shí)驗(yàn)的測飛升曲線類似:下頁上頁返回圖庫第1章1.5某傳感器為一階系統(tǒng)，當(dāng)受階躍函數(shù)作用時(shí)，在t5第1章1.8什么是傳感器的靜特性？有哪些主要指標(biāo)？答：靜特性是當(dāng)輸入量為常數(shù)或變化極慢時(shí)，傳感器的輸入輸出特性，其主要指標(biāo)有線性度、遲滯、重復(fù)性、分辨力、穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、各種抗干擾穩(wěn)定性。下頁上頁返回圖庫第1章1.8什么是傳感器的靜特性？有哪些主要指標(biāo)？下頁上6第1章1.11試求下列一組數(shù)據(jù)的各種線性度：1)理論（絕對）線性度，給定方程為y=2.0x;2)端點(diǎn)線性度；3)最小二乘線性度。下頁上頁返回x123456y2.204.005.987.910.1012.05圖庫第1章1.11試求下列一組數(shù)據(jù)的各種線性度：下頁上頁返回x7第1章解：①理論線性度：②端點(diǎn)線性度：由兩端點(diǎn)做擬和直線中間四點(diǎn)與擬合直線誤差：所以，下頁上頁返回圖庫第1章下頁上頁返回圖庫8第1章③最小二乘線性度：所以，下頁上頁返回圖庫第1章下頁上頁返回圖庫9第1章下頁上頁返回圖庫第1章下頁上頁返回圖庫10第2章2.2如圖F1-1所示電路是電阻應(yīng)變儀中所用的不平衡電橋的簡化電路，圖中R2=R3=R是固定電阻，R1與R4是電阻應(yīng)變片，工作時(shí)R1受拉，R4受壓，ΔR表示應(yīng)變片發(fā)生應(yīng)變后，電阻值的變化量。當(dāng)應(yīng)變片不受力，無應(yīng)變時(shí)ΔR=0，橋路處于平衡狀態(tài)，當(dāng)應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時(shí)，橋路失去了平衡，這時(shí)，就用橋路輸出電壓Ucd表示應(yīng)變片應(yīng)變后的電阻值的變化量。試證明:Ucd=-(E/2)(ΔR/R)下頁上頁返回圖庫第2章2.2如圖F1-1所示電路是電阻應(yīng)變儀中所用的不平衡11第2章證：略去的第二項(xiàng)，即可得下頁上頁返回圖庫第2章下頁上頁返回圖庫12第2章說明電阻應(yīng)變片的組成和種類。電阻應(yīng)變片有哪些主要特性參數(shù)？答：①金屬電阻應(yīng)變片由四部分組成：敏感柵、基底、蓋層、粘結(jié)劑、引線。分為金屬絲式和箔式。②其主要特性參數(shù)：靈敏系數(shù)、橫向效應(yīng)、機(jī)械滯后、零漂及蠕變、溫度效應(yīng)、應(yīng)變極限、疲勞壽命、絕緣電阻、最大工作電流、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。下頁上頁返回圖庫第2章說明電阻應(yīng)變片的組成和種類。電阻應(yīng)變片有哪些主要特性參13第2章2.5一個(gè)量程為10kN的應(yīng)變式測力傳感器，其彈性元件為薄壁圓筒軸向受力，外徑20mm,內(nèi)徑18mm,在其表面粘貼八各應(yīng)變片，四個(gè)沿周向粘貼，應(yīng)變片的電阻值均為120Ω,靈敏度為2.0,波松比為0.3,材料彈性模量E=2.1×1011Pa。要求：繪出彈性元件貼片位置及全橋電路；計(jì)算傳感器在滿量程時(shí)，各應(yīng)變片電阻變化；當(dāng)橋路的供電電壓為10V時(shí)，計(jì)算傳感器的輸出電壓。下頁上頁返回圖庫第2章2.5一個(gè)量程為10kN的應(yīng)變式測力傳感器，其彈性元14第2章解：下頁上頁返回圖庫第2章下頁上頁返回圖庫15第2章解：下頁上頁返回圖庫第2章下頁上頁返回圖庫16第2章下頁上頁返回圖庫第2章下頁上頁返回圖庫17第2章滿量程時(shí)：下頁上頁返回圖庫第2章下頁上頁返回圖庫18第2章2.9應(yīng)變片產(chǎn)生溫度誤差的原因及減小或補(bǔ)償溫度誤差的方法是什么？答：下頁上頁返回圖庫第2章2.9應(yīng)變片產(chǎn)生溫度誤差的原因及減小或補(bǔ)償溫度誤差19第2章2.10今有一懸臂梁，在其中上部上、下兩面各貼兩片應(yīng)變片，組成全橋，如圖F1-5所示。該梁在其懸臂梁一端受一向下力F=0.5N,試求此時(shí)這四個(gè)應(yīng)變片的電阻值。已知：應(yīng)變片靈敏系數(shù)K=2.1;應(yīng)變片空載電阻R0=120Ω。下頁上頁返回圖庫第2章下頁上頁返回圖庫20解：下頁上頁返回圖庫下頁上頁返回圖庫21第3章3.1電感式傳感器有哪些種類？它們的工作原理是什么？答：①種類：自感式、渦流式、差動(dòng)式、變壓式、壓磁式、感應(yīng)同步器②原理：自感、互感、渦流、壓磁下頁上頁返回圖庫第3章3.1電感式傳感器有哪些種類？它們的工作原理是什么？223.2推導(dǎo)差動(dòng)自感式傳感器的靈敏度，并與單極式相比較。答：差動(dòng)式靈敏度：下頁上頁返回圖庫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。3.2推導(dǎo)差動(dòng)自感式傳感器的靈敏度，并與單極式相比較。下頁233.2推導(dǎo)差動(dòng)自感式傳感器的靈敏度，并與單極式相比較。答：下頁上頁返回圖庫銜鐵下移

3.2推導(dǎo)差動(dòng)自感式傳感器的靈敏度，并與單極式相比較。下頁24對上式作線性處理，忽略高次項(xiàng)：

泰勒級數(shù)：忽略高次項(xiàng),靈敏度S為：

單極式傳感器靈敏度：對上式作線性處理，忽略高次項(xiàng)：泰勒級數(shù)：忽略高次252、差動(dòng)變間隙式自感傳感器

差動(dòng)式原理：差動(dòng)變隙式由兩個(gè)相同的線圈和磁路組成。當(dāng)被測量通過導(dǎo)桿使銜鐵上下位移時(shí)，兩個(gè)回路中磁阻發(fā)生大小相等、方向相反的變化，形成差動(dòng)形式。2、差動(dòng)變間隙式自感傳感器差動(dòng)式原理：26差動(dòng)變間隙式自感傳感器銜鐵下移：

忽略高次項(xiàng)：

差動(dòng)變間隙式自感傳感器銜鐵下移：忽略高次項(xiàng)：27第3章3.4分析變間隙式電感傳感器出現(xiàn)非線性的原因，并說明如何改善？答：①從上式可知L與δ之間是非線性關(guān)系,銜鐵位移引起的氣隙變化,原因是改變了空氣隙長度②變間隙式電感傳感器的測量范圍L0與靈敏度S及線性度相矛盾,為了減小非線性誤差,實(shí)際測量中廣泛采用差動(dòng)變隙式電感傳感器。改善方法是讓初始空氣隙距離盡量小，同時(shí)靈敏度的非線性也將增加，這樣的話最好使用差動(dòng)式傳感器，其靈敏度增加非線性減少。下頁上頁返回圖庫第3章3.4分析變間隙式電感傳感器出現(xiàn)非線性的原因，并說明28第3章3.5圖F1-7所示一簡單電感式傳感器。尺寸已示于圖中。磁路取為中心磁路，不記漏磁，設(shè)鐵心及銜鐵的相對磁導(dǎo)率為104，空氣的相對磁導(dǎo)率為1，真空的磁導(dǎo)率為4π×10-7H﹒m-1,試計(jì)算氣隙長度為零及為2mm時(shí)的電感量。圖中所注尺寸單位均為mm.下頁上頁返回圖庫第3章3.5圖F1-7所示一簡單電感式傳感器。尺寸已示于圖29第3章解：下頁上頁返回圖庫第3章下頁上頁返回圖庫30第3章下頁上頁返回圖庫第3章下頁上頁返回圖庫31第3章3.7簡述電渦流效應(yīng)及構(gòu)成電渦流傳感器的可能的應(yīng)用場合。答：電渦流效應(yīng)P62，有高頻反射式、低頻透射式電渦流傳感器兩種，應(yīng)用場合：利用高頻反射測量金屬物體的位移、振動(dòng)等參數(shù)的測量；有低頻透射渦流測厚儀，探傷，描述轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)軌跡軌跡儀。下頁上頁返回圖庫第3章3.7簡述電渦流效應(yīng)及構(gòu)成電渦流傳感器的可能的應(yīng)用場32第3章3.8簡述壓磁效應(yīng)，并與應(yīng)變效應(yīng)進(jìn)行比較。下頁上頁返回圖庫答：①壓磁效應(yīng)：某些鐵磁物質(zhì)在外界機(jī)械力的作用下，其內(nèi)部產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，從而引起磁導(dǎo)率的改變的現(xiàn)象。只有在一定條件下壓磁效應(yīng)才有單位特性，但不是線性關(guān)系。②應(yīng)變效應(yīng)：導(dǎo)體產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，它的電阻值相應(yīng)發(fā)生變化。在電阻絲拉伸比例極限內(nèi)，電阻的相對變化與應(yīng)變成正比。第3章下頁上頁返回圖庫答：①壓磁效應(yīng)：某些鐵磁物質(zhì)在外界機(jī)械33第4章4.1推導(dǎo)差動(dòng)式電容傳感器的靈敏度，并與單極式電容傳感器相比較。下頁上頁返回圖庫解：差動(dòng)式電容傳感器的靈敏度:單極式電容傳感器：

可見差動(dòng)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。第4章4.1推導(dǎo)差動(dòng)式電容傳感器的靈敏度，并與單極式電容傳34第4章4.2根據(jù)電容傳感器的工作原理說明它的分類，電容傳感器能夠測量哪些物理參量？下頁上頁返回圖庫答：原理：由物理學(xué)知，兩個(gè)平行金屬極板組成的電容器。如果不考慮其邊緣效應(yīng)，其電容為C=εS/d式中ε為兩個(gè)極板間介質(zhì)的介電常數(shù)，S為兩個(gè)極板對有效面積，d為兩個(gè)極板間的距離。由此式知，改變電容C的方法有三：其一為改變介質(zhì)的介電常數(shù)；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，而得到的電參數(shù)的輸出為電容值的增量這就組成了電容式傳感器。第4章4.2根據(jù)電容傳感器的工作原理說明它的分類，電容傳感35第4章類型：變極距型電容傳感器、變面積型電容傳感器、變介電常數(shù)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(dòng)振幅。尤其適合測溫、高頻振動(dòng)振幅、精密軸系回轉(zhuǎn)精度、加速度等機(jī)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、非金屬材料的涂層、油膜厚度、測量電介質(zhì)的濕度、密度、厚度等

下頁上頁返回圖庫第4章下頁上頁返回圖庫36第4章4.4總結(jié)電容式傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)，主要應(yīng)用場合以及使用中應(yīng)注意的問題。下頁上頁返回圖庫答：①優(yōu)點(diǎn)：a溫度穩(wěn)定性好b結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性強(qiáng)c動(dòng)響應(yīng)好②缺點(diǎn)：a可以實(shí)現(xiàn)非接觸測量，具有平均效應(yīng)b輸出阻抗高、負(fù)載能力差c寄生電容影響大第4章4.4總結(jié)電容式傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)，主要應(yīng)用場合以及使用37第4章③輸出特性非線性：電容傳感器作為頻響寬、應(yīng)用廣、非接觸測量的一種傳感器，在位移、壓力、厚度、物位、濕度、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、流量及成分分析的測量等方面得到了廣泛的應(yīng)用。使用時(shí)要注意保護(hù)絕緣材料的的絕緣性能；消除和減小邊緣效應(yīng)；消除和減小寄生電容的影響；防止和減小外界的干擾。下頁上頁下頁上頁返回圖庫第4章下頁上頁下頁上頁返回圖庫384.5試推導(dǎo)圖F1-8所示變電介質(zhì)電容式位移傳感器的特性方程C=f(x)。設(shè)真空的介電系數(shù)為ε0,ε2＞ε1，以及極板寬度為W。其他參數(shù)如圖F1-8所示。解：（自己推到）下頁上頁返回圖庫4.5試推導(dǎo)圖F1-8所示變電介質(zhì)電容式位移傳感器的特性方39解：如圖（1）所示的變介電質(zhì)電容式傳感器的結(jié)構(gòu)可等效為圖（2）。此變介電質(zhì)電容式傳感器的電容C可看作左半部分電容和右半部分電容并聯(lián)，而左半部分電容介電質(zhì)為，極板間距為，電容量記為C1，右半部分又可看作電介質(zhì)為，極板間距為的電容C2和介電質(zhì)為，極板間距為的電容C3相串聯(lián)。所以有:下頁上頁返回圖庫解：如圖（1）所示的變介電質(zhì)電容式傳感器的結(jié)構(gòu)可等效為圖（240下頁上頁返回圖庫整理得

將C1、C2、C3代入：下頁上頁返回圖庫整理得將C1、C2、C3代入：41第4章4.7簡述電容式傳感器用差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路的工作原理及特點(diǎn)。并繪制C、D及低通濾波器的輸出電壓波形。（P90）下頁上頁返回圖庫第4章4.7簡述電容式傳感器用差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路的工作原理及42下頁上頁返回圖庫答：工作原理：假設(shè)傳感器處于初始狀態(tài)，即Cx1=Cx2=C0且A點(diǎn)為高電平，即UA=U,UB=0。此時(shí)UA經(jīng)過Rl對Cx1充電，使電容兩極板間的電壓按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)Uc＞E時(shí)，比較器A1翻轉(zhuǎn)，輸出端呈負(fù)電平，觸發(fā)器也跟著翻轉(zhuǎn)，Q端(即A點(diǎn))由高電平降為低電平，同時(shí)B點(diǎn)電壓(即)由低電平升為高電平；此時(shí)，Cx1上充有電荷將經(jīng)二極管D1迅速放電。由于放電時(shí)間常數(shù)極小，Uc迅速降為零，這又導(dǎo)致比較器A1再翻轉(zhuǎn)成輸出為正。從觸發(fā)器輸出端升為高電平開始，UB即經(jīng)過R2按指數(shù)規(guī)律對Cx2充電，D點(diǎn)電位開始上升，當(dāng)UD＞E時(shí)，比較器A1翻轉(zhuǎn)，其輸出端由正變?yōu)樨?fù)，使觸發(fā)器FF又一次翻轉(zhuǎn)，使端為低電平，Q端為高電平．于是充在Cx2上的電荷經(jīng)D2放電，D點(diǎn)電壓迅速降為零，A2復(fù)原，同時(shí)A點(diǎn)的高電位開始經(jīng)Dl對Cx1充電，又重復(fù)上述過程。下頁上頁返回圖庫答：工作原理：假設(shè)傳感器處于初始狀態(tài)，即Cx43波形如右圖所示：波形如右圖所示：44第5章5.1答：磁電式傳感器是通過磁電作用將被測量轉(zhuǎn)換為電信號的一種傳感器。電感式傳感器是利用線圈自感或互感的變化來測量的一種裝置。磁電式傳感器具有頻響寬、動(dòng)態(tài)范圍大的特點(diǎn)。而電感式傳感器存在交流零位信號，不宜于高頻動(dòng)態(tài)信號檢測；其響應(yīng)速度較慢，也不宜做快速動(dòng)態(tài)測量。磁電式傳感器測量的物理參數(shù)有：磁場、電流、位移、壓力、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速。下頁上頁返回圖庫5.1磁電式傳感器與電感式傳感器有哪些不同？磁電式傳感器主要用于測量哪些物理參數(shù)？第5章5.1答：磁電式傳感器是通過磁電作用將被測量轉(zhuǎn)換為電45答：霍爾組件可測量磁場、電流、位移、壓力、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速等?；魻柦M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(shí)，兩輸出電極之間的空載電勢，可用輸出的電壓表示。溫度補(bǔ)償方法：a分流電阻法：適用于恒流源供給控制電流的情況。b電橋補(bǔ)償法下頁上頁返回圖庫5.2霍爾元件能夠測量哪些物理參數(shù)？霍爾元件的不等位電勢的概念是什么？溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N？下頁上頁返回圖庫5.2霍爾元件能夠測量哪些物理參數(shù)？霍爾元46答：一塊長為l、寬為d的半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁場（磁場方向垂直于薄片）中，當(dāng)有電流I流過時(shí)，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢Uh。這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)?；魻柦M件多用N型半導(dǎo)體材料，且比較薄?；魻柺絺鞲衅鬓D(zhuǎn)換效率較低，受溫度影響大，但其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、堅(jiān)固、頻率響應(yīng)寬、動(dòng)態(tài)范圍（輸出電勢變化）大、無觸點(diǎn)，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(shù)、自動(dòng)控制、電磁測量、計(jì)算裝置以及現(xiàn)代軍事技術(shù)等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。下頁上頁返回圖庫5.3簡述霍爾效應(yīng)及構(gòu)成以及霍爾傳感器可能的應(yīng)用場合。下頁上頁返回圖庫5.3簡述霍爾效應(yīng)及構(gòu)成以及霍爾傳感器可能47答：某些電介質(zhì)在沿一定的方向受到外力的作用變形時(shí)，由于內(nèi)部電極化現(xiàn)象同時(shí)在兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；而當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷的極性隨著改變。晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。反之，如對晶體施加一定變電場，晶體本身將產(chǎn)生機(jī)械變形，外電場撤離，變形也隨之消失，稱為逆壓電效應(yīng)。壓電材料有：石英晶體、一系列單晶硅、多晶陶瓷、有機(jī)高分子聚合材料下頁上頁返回圖庫6.1什么是壓電效應(yīng)？壓電效應(yīng)有哪些種類？壓電傳感器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)是什么？能否用壓電傳感器測量靜態(tài)壓力？下頁上頁返回圖庫6.1什么是壓電效應(yīng)？壓電效應(yīng)有哪些種類？48第6章結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)：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(gòu)成一個(gè)壓電組件。其中最常用的是兩片結(jié)構(gòu)；根據(jù)兩片壓電芯片的連接關(guān)系，可分為串聯(lián)和并聯(lián)連接，常用的是并聯(lián)連接，可以增大輸出電荷，提高靈敏度。使用時(shí)，兩片壓電芯片上必須有一定的預(yù)緊力，以保證壓電組件在工作中始終受到壓力作用，同時(shí)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(guān)系下頁上頁返回圖庫第6章下頁上頁返回圖庫49第6章因此需要測量電路具有無限大的輸入阻抗。但實(shí)際上這是不可能的，所以壓電傳感器不宜作靜態(tài)測量，只能在其上加交變力，電荷才能不斷得到補(bǔ)充，并給測量電路一定的電流。故壓電傳感器只能作動(dòng)態(tài)測量。下頁上頁返回圖庫第6章下頁上頁返回圖庫50第6章6.2為什么壓電傳感器通常都用來測量動(dòng)態(tài)或瞬態(tài)參量？答：如作用在壓電組件上的力是靜態(tài)力，則電荷會(huì)泄露，無法進(jìn)行測量。所以壓電傳感器通常都用來測量動(dòng)態(tài)或瞬態(tài)參量。下頁上頁返回圖庫第6章下頁上頁返回圖庫51第7章答：當(dāng)用光照射物體時(shí)，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子吸收光子能量而發(fā)生相應(yīng)的電效應(yīng)（如電阻率變化、發(fā)射電子或產(chǎn)生電動(dòng)勢等）。這種現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。下頁上頁返回圖庫7.1什么是光電效應(yīng)？第7章下頁上頁返回圖庫7.1什么是光電效應(yīng)？52第8章答：熱電阻傳感器分為以下幾種類型：①鉑電阻傳感器：特點(diǎn)是精度高、穩(wěn)定性好、性能可靠。主要作為標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度計(jì)使用，也常被用在工業(yè)測量中。此外，還被廣泛地應(yīng)用于溫度的基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)的傳遞，是目前測溫復(fù)現(xiàn)性最好的一種。②銅電阻傳感器：價(jià)錢較鉑金屬便宜。在測溫范圍比較小的情況下，有很好的穩(wěn)定性。溫度系數(shù)比較大，電阻值與溫度之間接近線性關(guān)系。材料容易提純，價(jià)格便宜。不足之處是測量精度較鉑電阻稍低、電阻率小。下頁上頁返回圖庫8.1熱電阻傳感器主要分為幾種類型？它們應(yīng)用在什么不同場合？第8章答：熱電阻傳感器分為以下幾種類型：下頁上頁返回圖庫8.53第8章③鐵電阻和鎳電阻：鐵和鎳兩種金屬的電阻溫度系數(shù)較高、電阻率較大，故可作成體積小、靈敏度高的電阻溫度計(jì)，其缺點(diǎn)是容易氧化，化學(xué)穩(wěn)定性差，不易提純，復(fù)制性差，而且電阻值與溫度的線性關(guān)系差。目前應(yīng)用不多下頁上頁返回圖庫第8章下頁上頁返回圖庫54答：①熱電動(dòng)勢：兩種不同材料的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）A、B串接成一個(gè)閉合回路，并使兩個(gè)結(jié)點(diǎn)處于不同的溫度下，那么回路中就會(huì)存在熱電勢。有電流產(chǎn)生相應(yīng)的熱電勢稱為溫差電勢或塞貝克電勢，通稱熱電勢。②接觸電動(dòng)勢：接觸電勢是由兩種不同導(dǎo)體的自由電子，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(dǎo)體的性質(zhì)及接觸點(diǎn)的溫度，而與導(dǎo)體的形狀和尺寸無關(guān)。③溫差電動(dòng)勢：是在同一根導(dǎo)體中，由于兩端溫度不同而產(chǎn)生的一種電勢。下頁上頁返回圖庫8.2什么叫熱電動(dòng)勢、接觸電動(dòng)勢和溫差電動(dòng)勢？說明熱電偶測溫原理及其工作定律的應(yīng)用。分析熱電偶測溫的誤差因素，并說明減小誤差的方法。下頁上頁返回圖庫8.2什么叫熱電動(dòng)勢、接觸電動(dòng)勢和溫差電動(dòng)55第8章④熱電偶測溫原理：熱電偶的測溫原理基于物理的"熱電效應(yīng)"。所謂熱電效應(yīng)，就是當(dāng)不同材料的導(dǎo)體組成一個(gè)閉合回路時(shí)，若兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫度不同，那么在回路中將會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢的現(xiàn)象。兩點(diǎn)間的溫差越大，產(chǎn)生的電動(dòng)勢就越大。引入適當(dāng)?shù)臏y量電路測量電動(dòng)勢的大小，就可測得溫度的大小。⑤熱電偶三定律：a中間導(dǎo)體定律：熱電偶測溫時(shí)，若在回路中插入中間導(dǎo)體，只要中間導(dǎo)體兩端的溫度相同，則對熱電偶回路總的熱電勢不產(chǎn)生影響。在用熱電偶測溫時(shí)，連接導(dǎo)線及顯示一起等均可看成中間導(dǎo)體。下頁上頁返回圖庫第8章下頁上頁返回圖庫56第8章（參考電極）組成的熱電偶在結(jié)點(diǎn)溫度為（T，T0）時(shí)分別為和，那么受相同溫度下，又A、B兩熱電極配對后的熱電勢為實(shí)用價(jià)值：可大大簡化熱電偶的選配工作。在實(shí)際工作中，只要獲得有關(guān)熱電極與標(biāo)準(zhǔn)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熱電勢便可由上式求得，而不需逐個(gè)進(jìn)行測定。⑥誤差因素：參考端溫度受周圍環(huán)境的影響

下頁上頁返回圖庫第8章下頁上頁返回圖庫57第8章減小誤差的措施有：a0oC恒溫法b計(jì)算修正法（冷端溫度修正法）c儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法d熱電偶補(bǔ)償法e電橋補(bǔ)償法f冷端延長線法下頁上頁返回圖庫第8章下頁上頁返回圖庫58第8章8.3試述熱電偶測溫的基本原理和基本定理。答：8.3見或（P171）。

下頁上頁返回圖庫第8章下頁上頁返回圖庫59考試題型一、填空題（每空1分，共15分）二、判斷題（每小題2分，共10分）三、單選題（每小題2分，共10分）四、簡答題（每小題5~10分，共25分）五、計(jì)算題（3~4題，共40分）考試題型一、填空題（每空1分，共15分）60謝謝大家！

結(jié)語謝謝大家！結(jié)語61傳感器課后習(xí)題答案傳感器課后習(xí)題答案621.3測得某檢測裝置的一組輸入輸出數(shù)據(jù)如下：

a)試用最小二乘法擬合直線，求其線性度和靈敏度；b)用C語言編制程序在微機(jī)上實(shí)現(xiàn)。解：下頁上頁返回圖庫x0.92.53.34.55.76.7y1.11.62.63.24.05.01.3測得某檢測裝置的一組輸入輸出數(shù)據(jù)如下：下頁上頁返回圖63第1章擬合直線靈敏度0.68,線性度±7%下頁上頁返回圖庫第1章下頁上頁返回圖庫64第1章1.4某溫度傳感器為時(shí)間常數(shù)T=3s的一階系統(tǒng)，當(dāng)傳感器受突變溫度作用后，試求傳感器指示出溫差的1/3和1/2所需的時(shí)間。解：設(shè)溫差為R,測此溫度傳感器受幅度為R的階躍響應(yīng)為(動(dòng)態(tài)方程不考慮初態(tài))下頁上頁返回圖庫第1章1.4某溫度傳感器為時(shí)間常數(shù)T=3s的一階系統(tǒng)，65第1章1.5某傳感器為一階系統(tǒng)，當(dāng)受階躍函數(shù)作用時(shí)，在t=0時(shí)，輸出為10mV;t→∞時(shí)，輸出為100mV;在t=5s時(shí)，輸出為50mV,試求該傳感器的時(shí)間常數(shù)。解：此題與爐溫實(shí)驗(yàn)的測飛升曲線類似:下頁上頁返回圖庫第1章1.5某傳感器為一階系統(tǒng)，當(dāng)受階躍函數(shù)作用時(shí)，在t66第1章1.8什么是傳感器的靜特性？有哪些主要指標(biāo)？答：靜特性是當(dāng)輸入量為常數(shù)或變化極慢時(shí)，傳感器的輸入輸出特性，其主要指標(biāo)有線性度、遲滯、重復(fù)性、分辨力、穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、各種抗干擾穩(wěn)定性。下頁上頁返回圖庫第1章1.8什么是傳感器的靜特性？有哪些主要指標(biāo)？下頁上67第1章1.11試求下列一組數(shù)據(jù)的各種線性度：1)理論（絕對）線性度，給定方程為y=2.0x;2)端點(diǎn)線性度；3)最小二乘線性度。下頁上頁返回x123456y2.204.005.987.910.1012.05圖庫第1章1.11試求下列一組數(shù)據(jù)的各種線性度：下頁上頁返回x68第1章解：①理論線性度：②端點(diǎn)線性度：由兩端點(diǎn)做擬和直線中間四點(diǎn)與擬合直線誤差：所以，下頁上頁返回圖庫第1章下頁上頁返回圖庫69第1章③最小二乘線性度：所以，下頁上頁返回圖庫第1章下頁上頁返回圖庫70第1章下頁上頁返回圖庫第1章下頁上頁返回圖庫71第2章2.2如圖F1-1所示電路是電阻應(yīng)變儀中所用的不平衡電橋的簡化電路，圖中R2=R3=R是固定電阻，R1與R4是電阻應(yīng)變片，工作時(shí)R1受拉，R4受壓，ΔR表示應(yīng)變片發(fā)生應(yīng)變后，電阻值的變化量。當(dāng)應(yīng)變片不受力，無應(yīng)變時(shí)ΔR=0，橋路處于平衡狀態(tài)，當(dāng)應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時(shí)，橋路失去了平衡，這時(shí)，就用橋路輸出電壓Ucd表示應(yīng)變片應(yīng)變后的電阻值的變化量。試證明:Ucd=-(E/2)(ΔR/R)下頁上頁返回圖庫第2章2.2如圖F1-1所示電路是電阻應(yīng)變儀中所用的不平衡72第2章證：略去的第二項(xiàng)，即可得下頁上頁返回圖庫第2章下頁上頁返回圖庫73第2章說明電阻應(yīng)變片的組成和種類。電阻應(yīng)變片有哪些主要特性參數(shù)？答：①金屬電阻應(yīng)變片由四部分組成：敏感柵、基底、蓋層、粘結(jié)劑、引線。分為金屬絲式和箔式。②其主要特性參數(shù)：靈敏系數(shù)、橫向效應(yīng)、機(jī)械滯后、零漂及蠕變、溫度效應(yīng)、應(yīng)變極限、疲勞壽命、絕緣電阻、最大工作電流、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。下頁上頁返回圖庫第2章說明電阻應(yīng)變片的組成和種類。電阻應(yīng)變片有哪些主要特性參74第2章2.5一個(gè)量程為10kN的應(yīng)變式測力傳感器，其彈性元件為薄壁圓筒軸向受力，外徑20mm,內(nèi)徑18mm,在其表面粘貼八各應(yīng)變片，四個(gè)沿周向粘貼，應(yīng)變片的電阻值均為120Ω,靈敏度為2.0,波松比為0.3,材料彈性模量E=2.1×1011Pa。要求：繪出彈性元件貼片位置及全橋電路；計(jì)算傳感器在滿量程時(shí)，各應(yīng)變片電阻變化；當(dāng)橋路的供電電壓為10V時(shí)，計(jì)算傳感器的輸出電壓。下頁上頁返回圖庫第2章2.5一個(gè)量程為10kN的應(yīng)變式測力傳感器，其彈性元75第2章解：下頁上頁返回圖庫第2章下頁上頁返回圖庫76第2章解：下頁上頁返回圖庫第2章下頁上頁返回圖庫77第2章下頁上頁返回圖庫第2章下頁上頁返回圖庫78第2章滿量程時(shí)：下頁上頁返回圖庫第2章下頁上頁返回圖庫79第2章2.9應(yīng)變片產(chǎn)生溫度誤差的原因及減小或補(bǔ)償溫度誤差的方法是什么？答：下頁上頁返回圖庫第2章2.9應(yīng)變片產(chǎn)生溫度誤差的原因及減小或補(bǔ)償溫度誤差80第2章2.10今有一懸臂梁，在其中上部上、下兩面各貼兩片應(yīng)變片，組成全橋，如圖F1-5所示。該梁在其懸臂梁一端受一向下力F=0.5N,試求此時(shí)這四個(gè)應(yīng)變片的電阻值。已知：應(yīng)變片靈敏系數(shù)K=2.1;應(yīng)變片空載電阻R0=120Ω。下頁上頁返回圖庫第2章下頁上頁返回圖庫81解：下頁上頁返回圖庫下頁上頁返回圖庫82第3章3.1電感式傳感器有哪些種類？它們的工作原理是什么？答：①種類：自感式、渦流式、差動(dòng)式、變壓式、壓磁式、感應(yīng)同步器②原理：自感、互感、渦流、壓磁下頁上頁返回圖庫第3章3.1電感式傳感器有哪些種類？它們的工作原理是什么？833.2推導(dǎo)差動(dòng)自感式傳感器的靈敏度，并與單極式相比較。答：差動(dòng)式靈敏度：下頁上頁返回圖庫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。3.2推導(dǎo)差動(dòng)自感式傳感器的靈敏度，并與單極式相比較。下頁843.2推導(dǎo)差動(dòng)自感式傳感器的靈敏度，并與單極式相比較。答：下頁上頁返回圖庫銜鐵下移

3.2推導(dǎo)差動(dòng)自感式傳感器的靈敏度，并與單極式相比較。下頁85對上式作線性處理，忽略高次項(xiàng)：

泰勒級數(shù)：忽略高次項(xiàng),靈敏度S為：

單極式傳感器靈敏度：對上式作線性處理，忽略高次項(xiàng)：泰勒級數(shù)：忽略高次862、差動(dòng)變間隙式自感傳感器

差動(dòng)式原理：差動(dòng)變隙式由兩個(gè)相同的線圈和磁路組成。當(dāng)被測量通過導(dǎo)桿使銜鐵上下位移時(shí)，兩個(gè)回路中磁阻發(fā)生大小相等、方向相反的變化，形成差動(dòng)形式。2、差動(dòng)變間隙式自感傳感器差動(dòng)式原理：87差動(dòng)變間隙式自感傳感器銜鐵下移：

忽略高次項(xiàng)：

差動(dòng)變間隙式自感傳感器銜鐵下移：忽略高次項(xiàng)：88第3章3.4分析變間隙式電感傳感器出現(xiàn)非線性的原因，并說明如何改善？答：①從上式可知L與δ之間是非線性關(guān)系,銜鐵位移引起的氣隙變化,原因是改變了空氣隙長度②變間隙式電感傳感器的測量范圍L0與靈敏度S及線性度相矛盾,為了減小非線性誤差,實(shí)際測量中廣泛采用差動(dòng)變隙式電感傳感器。改善方法是讓初始空氣隙距離盡量小，同時(shí)靈敏度的非線性也將增加，這樣的話最好使用差動(dòng)式傳感器，其靈敏度增加非線性減少。下頁上頁返回圖庫第3章3.4分析變間隙式電感傳感器出現(xiàn)非線性的原因，并說明89第3章3.5圖F1-7所示一簡單電感式傳感器。尺寸已示于圖中。磁路取為中心磁路，不記漏磁，設(shè)鐵心及銜鐵的相對磁導(dǎo)率為104，空氣的相對磁導(dǎo)率為1，真空的磁導(dǎo)率為4π×10-7H﹒m-1,試計(jì)算氣隙長度為零及為2mm時(shí)的電感量。圖中所注尺寸單位均為mm.下頁上頁返回圖庫第3章3.5圖F1-7所示一簡單電感式傳感器。尺寸已示于圖90第3章解：下頁上頁返回圖庫第3章下頁上頁返回圖庫91第3章下頁上頁返回圖庫第3章下頁上頁返回圖庫92第3章3.7簡述電渦流效應(yīng)及構(gòu)成電渦流傳感器的可能的應(yīng)用場合。答：電渦流效應(yīng)P62，有高頻反射式、低頻透射式電渦流傳感器兩種，應(yīng)用場合：利用高頻反射測量金屬物體的位移、振動(dòng)等參數(shù)的測量；有低頻透射渦流測厚儀，探傷，描述轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)軌跡軌跡儀。下頁上頁返回圖庫第3章3.7簡述電渦流效應(yīng)及構(gòu)成電渦流傳感器的可能的應(yīng)用場93第3章3.8簡述壓磁效應(yīng)，并與應(yīng)變效應(yīng)進(jìn)行比較。下頁上頁返回圖庫答：①壓磁效應(yīng)：某些鐵磁物質(zhì)在外界機(jī)械力的作用下，其內(nèi)部產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，從而引起磁導(dǎo)率的改變的現(xiàn)象。只有在一定條件下壓磁效應(yīng)才有單位特性，但不是線性關(guān)系。②應(yīng)變效應(yīng)：導(dǎo)體產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，它的電阻值相應(yīng)發(fā)生變化。在電阻絲拉伸比例極限內(nèi)，電阻的相對變化與應(yīng)變成正比。第3章下頁上頁返回圖庫答：①壓磁效應(yīng)：某些鐵磁物質(zhì)在外界機(jī)械94第4章4.1推導(dǎo)差動(dòng)式電容傳感器的靈敏度，并與單極式電容傳感器相比較。下頁上頁返回圖庫解：差動(dòng)式電容傳感器的靈敏度:單極式電容傳感器：

可見差動(dòng)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。第4章4.1推導(dǎo)差動(dòng)式電容傳感器的靈敏度，并與單極式電容傳95第4章4.2根據(jù)電容傳感器的工作原理說明它的分類，電容傳感器能夠測量哪些物理參量？下頁上頁返回圖庫答：原理：由物理學(xué)知，兩個(gè)平行金屬極板組成的電容器。如果不考慮其邊緣效應(yīng)，其電容為C=εS/d式中ε為兩個(gè)極板間介質(zhì)的介電常數(shù)，S為兩個(gè)極板對有效面積，d為兩個(gè)極板間的距離。由此式知，改變電容C的方法有三：其一為改變介質(zhì)的介電常數(shù)；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，而得到的電參數(shù)的輸出為電容值的增量這就組成了電容式傳感器。第4章4.2根據(jù)電容傳感器的工作原理說明它的分類，電容傳感96第4章類型：變極距型電容傳感器、變面積型電容傳感器、變介電常數(shù)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(dòng)振幅。尤其適合測溫、高頻振動(dòng)振幅、精密軸系回轉(zhuǎn)精度、加速度等機(jī)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、非金屬材料的涂層、油膜厚度、測量電介質(zhì)的濕度、密度、厚度等

下頁上頁返回圖庫第4章下頁上頁返回圖庫97第4章4.4總結(jié)電容式傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)，主要應(yīng)用場合以及使用中應(yīng)注意的問題。下頁上頁返回圖庫答：①優(yōu)點(diǎn)：a溫度穩(wěn)定性好b結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性強(qiáng)c動(dòng)響應(yīng)好②缺點(diǎn)：a可以實(shí)現(xiàn)非接觸測量，具有平均效應(yīng)b輸出阻抗高、負(fù)載能力差c寄生電容影響大第4章4.4總結(jié)電容式傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)，主要應(yīng)用場合以及使用98第4章③輸出特性非線性：電容傳感器作為頻響寬、應(yīng)用廣、非接觸測量的一種傳感器，在位移、壓力、厚度、物位、濕度、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、流量及成分分析的測量等方面得到了廣泛的應(yīng)用。使用時(shí)要注意保護(hù)絕緣材料的的絕緣性能；消除和減小邊緣效應(yīng)；消除和減小寄生電容的影響；防止和減小外界的干擾。下頁上頁下頁上頁返回圖庫第4章下頁上頁下頁上頁返回圖庫994.5試推導(dǎo)圖F1-8所示變電介質(zhì)電容式位移傳感器的特性方程C=f(x)。設(shè)真空的介電系數(shù)為ε0,ε2＞ε1，以及極板寬度為W。其他參數(shù)如圖F1-8所示。解：（自己推到）下頁上頁返回圖庫4.5試推導(dǎo)圖F1-8所示變電介質(zhì)電容式位移傳感器的特性方100解：如圖（1）所示的變介電質(zhì)電容式傳感器的結(jié)構(gòu)可等效為圖（2）。此變介電質(zhì)電容式傳感器的電容C可看作左半部分電容和右半部分電容并聯(lián)，而左半部分電容介電質(zhì)為，極板間距為，電容量記為C1，右半部分又可看作電介質(zhì)為，極板間距為的電容C2和介電質(zhì)為，極板間距為的電容C3相串聯(lián)。所以有:下頁上頁返回圖庫解：如圖（1）所示的變介電質(zhì)電容式傳感器的結(jié)構(gòu)可等效為圖（2101下頁上頁返回圖庫整理得

將C1、C2、C3代入：下頁上頁返回圖庫整理得將C1、C2、C3代入：102第4章4.7簡述電容式傳感器用差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路的工作原理及特點(diǎn)。并繪制C、D及低通濾波器的輸出電壓波形。（P90）下頁上頁返回圖庫第4章4.7簡述電容式傳感器用差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路的工作原理及103下頁上頁返回圖庫答：工作原理：假設(shè)傳感器處于初始狀態(tài)，即Cx1=Cx2=C0且A點(diǎn)為高電平，即UA=U,UB=0。此時(shí)UA經(jīng)過Rl對Cx1充電，使電容兩極板間的電壓按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)Uc＞E時(shí)，比較器A1翻轉(zhuǎn)，輸出端呈負(fù)電平，觸發(fā)器也跟著翻轉(zhuǎn)，Q端(即A點(diǎn))由高電平降為低電平，同時(shí)B點(diǎn)電壓(即)由低電平升為高電平；此時(shí)，Cx1上充有電荷將經(jīng)二極管D1迅速放電。由于放電時(shí)間常數(shù)極小，Uc迅速降為零，這又導(dǎo)致比較器A1再翻轉(zhuǎn)成輸出為正。從觸發(fā)器輸出端升為高電平開始，UB即經(jīng)過R2按指數(shù)規(guī)律對Cx2充電，D點(diǎn)電位開始上升，當(dāng)UD＞E時(shí)，比較器A1翻轉(zhuǎn)，其輸出端由正變?yōu)樨?fù)，使觸發(fā)器FF又一次翻轉(zhuǎn)，使端為低電平，Q端為高電平．于是充在Cx2上的電荷經(jīng)D2放電，D點(diǎn)電壓迅速降為零，A2復(fù)原，同時(shí)A點(diǎn)的高電位開始經(jīng)Dl對Cx1充電，又重復(fù)上述過程。下頁上頁返回圖庫答：工作原理：假設(shè)傳感器處于初始狀態(tài)，即Cx104波形如右圖所示：波形如右圖所示：105第5章5.1答：磁電式傳感器是通過磁電作用將被測量轉(zhuǎn)換為電信號的一種傳感器。電感式傳感器是利用線圈自感或互感的變化來測量的一種裝置。磁電式傳感器具有頻響寬、動(dòng)態(tài)范圍大的特點(diǎn)。而電感式傳感器存在交流零位信號，不宜于高頻動(dòng)態(tài)信號檢測；其響應(yīng)速度較慢，也不宜做快速動(dòng)態(tài)測量。磁電式傳感器測量的物理參數(shù)有：磁場、電流、位移、壓力、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速。下頁上頁返回圖庫5.1磁電式傳感器與電感式傳感器有哪些不同？磁電式傳感器主要用于測量哪些物理參數(shù)？第5章5.1答：磁電式傳感器是通過磁電作用將被測量轉(zhuǎn)換為電106答：霍爾組件可測量磁場、電流、位移、壓力、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速等。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(shí)，兩輸出電極之間的空載電勢，可用輸出的電壓表示。溫度補(bǔ)償方法：a分流電阻法：適用于恒流源供給控制電流的情況。b電橋補(bǔ)償法下頁上頁返回圖庫5.2霍爾元件能夠測量哪些物理參數(shù)？霍爾元件的不等位電勢的概念是什么？溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N？下頁上頁返回圖庫5.2霍爾元件能夠測量哪些物理參數(shù)？霍爾元107答：一塊長為l、寬為d的半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁場（磁場方向垂直于薄片）中，當(dāng)有電流I流過時(shí)，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢Uh。這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)?；魻柦M件多用N型半導(dǎo)體材料，且比較薄。霍爾式傳感器轉(zhuǎn)換效率較低，受溫度影響大，但其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、堅(jiān)固、頻率響應(yīng)寬、動(dòng)態(tài)范圍（輸出電勢變化）大、無觸點(diǎn)，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(shù)、自動(dòng)控制、電磁測量、計(jì)算裝置以及現(xiàn)代軍事技術(shù)等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。下頁上頁返回圖庫5.3簡述霍爾效應(yīng)及構(gòu)成以及霍爾傳感器可能的應(yīng)用場合。下頁上頁返回圖庫5.3簡述霍爾效應(yīng)及構(gòu)成以及霍爾傳感器可能108答：某些電介質(zhì)在沿一定的方向受到外力的作用變形時(shí)，由于內(nèi)部電極化現(xiàn)象同時(shí)在兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；而當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷的極性隨著改變。晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。反之，如對晶體施加一定變電場，晶體本身將產(chǎn)生機(jī)械變形，外電場撤離，變形也隨之消失，稱為逆壓電效應(yīng)。壓電材料有：石英晶體、一系列單晶硅、多晶陶瓷、有機(jī)高分子聚合材料下頁上頁返回圖庫6.1什么是壓電效應(yīng)？壓電效應(yīng)有哪些種類？壓電傳感器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)是什么？能否用壓電傳感器測量靜態(tài)壓力？下頁上頁返回圖庫6.1什么是壓電效應(yīng)？壓電效應(yīng)有哪些種類？109第6章結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)：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(gòu)成一個(gè)壓電組件。其中最常用的是兩片結(jié)構(gòu)；根據(jù)兩片壓電芯片的連接關(guān)系，可分為串聯(lián)和并聯(lián)連接，常用的是并聯(lián)連接，可以增大輸出電荷，提高靈敏度。使用時(shí)，兩片壓電芯片上必須有一定的預(yù)緊力，以保證壓電組件在工作中始終受到壓力作用，同時(shí)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(guān)系下頁上頁返回圖庫第6章下頁上頁返回圖庫110第6章因此需要測量電路具有無限大的輸入阻抗。但實(shí)際上這是不可能的，所以壓電傳感器不宜作靜態(tài)測量，只能在其上加交變力，電荷才能不斷得到補(bǔ)充，并給測量電路一定的電流。故壓電傳感器只能作動(dòng)態(tài)測量。下頁上頁返回圖庫第6章下頁上頁返回圖庫111第6章6.2為什么壓電傳感器通常都用來測量動(dòng)態(tài)或瞬態(tài)參量？答：如作用在壓電組件上的力是靜態(tài)力，則電荷會(huì)泄露，無法進(jìn)行測量。所以壓電傳感器通常都用來測量動(dòng)態(tài)或瞬態(tài)參量。下頁上頁返回圖