传感器与检测技术课后题答案

传感器与检测技术课后题答案内容摘要：

线圈的等效机械品质因素下降。 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。 、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。 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 53a所示，其中 a=10mm、 b=16mm，两极板间距。 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 ，真空时的 m)。 介电常数 解：（ 1）电容变化量。 差动结构 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。 519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 ，图中 ，极板宽度为 W。 其他参数如图 519所示。 56中，设 ，极板为正方形（边长 50mm）。 试针对 的范围内，绘出此位移传感器的特性曲线，并给以适当说明。 ，其传感器的圆形极板半径 ，工作初始间隙 ，问： （ 1）工作时，如果传感器与工件的间隙变化量 时，电容变化量是多少。 （ 2）如果测量电路的灵敏度 ，读数仪表的灵敏度 S2=5格 /mV,在时，读数仪表的示值变化多少格。 解：（ 1） （ 2） 5格。 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。 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。 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 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 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。 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。 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 ，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。 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。 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。 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。 厚度变形、长度变形、体积变形、厚度剪切变形。 、电荷灵敏度，两者有何关系。 611 所示压电式力传感器工作原理。 612 所示压电式加速度传感器工作原理。 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。 ，将随 频率增加而下降。 如何补偿。