感测技术课后答案 (3)

解：电压放大器的应用具有一定的应用限制，压电式传感器在与电压放大器配合使用时，连接电缆不能太长。优点：微型电压放大电路可以和传感器做成一体，这样这一问题就可以得到克服，使它具有广泛的应用前景。缺点：电缆长，电缆电容Cc就大，电缆电容增大必然使传感器的电压灵敏度降低。不过由于固态电子器件和集成电路的迅速发展，

电荷放大器的优点：输出电压Uo与电缆电容Cc无关，且与Q成正比，这是电荷放大器的最大特点。但电荷放大器的缺点：价格比电压放大器高，电路较复杂，调整也较困难。

要注意的是，在实际应用中，电压放大器和电荷放大器都应加过载放大保护电路，否则在传感器过载时，会产生过高的输出电压。

4．能否用压电传感器测量静态压力？为什么？

解：不可以，压电传感器本身的内阻抗很高，而输出能量较小，为了保证压电传感器的测量误差较小，它的测量电路通常需要接入一个高输入阻抗的前置放大器，所以不能用来测量静态压力。

5．题图5-1所示电荷放大器中Ca=100 PF，Ra=∞，Rf= ∞，Ri= ∞，CF=10 PF。若考虑引

线电容CC 影响，当A0=104时最大允许长度为多少？

，要求输出信号衰减小于1%，求使用90 PF/m的电缆，其

CfRf4-A08qCaRaCcCiRiU0

题图5-1

解：U0??KQ因此若满足?1?K?CfCa?Cc?Ci?(1?K)CfCa?Cc?Ci时，式（6-4）

可表示为

Uo??Q Cf

第六章习题答案

1．说明霍尔效应的原理？

解：置于磁场中的静止载流导体，当它的电流方向与磁场方向不一致时，载流导体上平行于电流和磁场方向上的两个面之间产生电动势，这种现象称霍尔效应。

32．某霍尔元件l?b?d为1.0?0.35?0.1cm沿l方向通以电流I?1.0mA，在垂直lb面方

向加有均匀磁场B?0.3T，传感器的灵敏度系数为22V/A.?T，试求其输出霍尔电势及载流子浓度。

?19 （q?1.602?10解：UH?RHC）

IB?KHIB，式中KH=RH/d称为霍尔片的灵敏度 dIB，式中令ned?3?3所以输出的霍尔电势为UH?22?1?10?0.3?6.6?10，因为UH??RH=-1/（ne），称之为霍尔常数，其大小取决于导体载流子密度,所以浓度

1?10?3?0.3IB=? ??3?196.6?10?0.1?1.602?10UHdq3．磁电式传感器与电感式传感器有何不同？

解：磁敏式传感器是通过磁电作用将被测量（如振动、位移、转速等）转换成电信号的一种传感器。磁电感应式传感器也称为电动式传感器或感应式传感器。磁电感应式传感器是利用导体和磁场发生相对运动产生电动式的，它不需要辅助电源就能把被测对象的机械量转换成易于测量的电信号，是有源传感器。

电感式传感器是利用电磁感应原理将被测非电量如位移、压力、流量、、重量、振动等转换成线圈自感量L或互感量M的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出的装置。

4．霍尔元件在一定电流的控制下，其霍尔电势与哪些因素有关？

解：根据下面这个公式可以得到

LUH?KHIBf()

b度L和宽度b有关。

，霍尔电势还与磁感应强度B, KH为霍尔片的灵敏度,霍尔元件的长

第七章习题答案

1．什么是热电势、接触电势和温差电势？

解：两种不同的金属A和B构成的闭合回路，如果将它们的两个接点中的一个进行加热，使其温度为T，而另一点置于室温T0中，则在回路中会产生的电势就叫做热电势。由于两种不同导体的自由电子密度不同而在接触处形成的电动势叫做接触电势。温差电势（又称汤姆森电势）是同一导体的两端因其温度不同而产生的一种热电势。

2．说明热电偶测温的原理及热电偶的基本定律。

解：热电偶是一种将温度变化转换为电量变化的装置，它利用传感元件的电磁参数随温度变化的特征来达到测量的目的。通常将被测温度转换为敏感元件的电阻、磁导或电势等的变化，通过适当的测量电路，就可由电压电流这些电参数的变化来表达所测温度的变化。

热电偶的基本定律包括以下三种定律：

1）中间导体定律：在热电偶回路中，只要中间导体两端的温度相同，那么接入中间导体后，

对热电偶的回路的总电势无影响。

2）参考电极定律：如果导体C热电极作为参考电极，并已知标准电极与任意导体配对时的

热电势，那么在相同结点温度（T,T0）下，任意两导体A、B组成的热电偶，其电势可由下式求得EAB(T,T0)?EAC(T,T0)?ECB(T,T0)

3）中间温度定律：在热电偶回路中，两接点温度为T，T0时的热电势，等于该热电偶在接

点T、Ta和Ta、T0时的热电势之和，即EAB(T,T0)?EAB(T,Ta)?EAB(Ta?T0)

3． 已知在其特定条件下材料A与铂配对的热电势EA?Pt(T，To)?13.967mV，材料B与铂配对的热电势EB?Pt(T，To)?8.345mV，试求出此条件下材料A与材料B配对后的热电势。

解：根据热电偶基本定律中的参考电极定律可知，当结点温度为T，T0时，用导体A，B组成的热电偶的热电动势等于AC热电偶和CB热电偶的热电动势的代数和，即：

EAB(T,T0)?EAC(T,T0)?ECB(T,T0)?EAC?T,T0??EBC(T,T0)?13.976?8.345?5.631mV

4．Pt100和Cu50分别代表什么传感器？分析热电阻传感器测量电桥之三线、四线连接法的主要作用。

解：Pt100代表铂热电阻传感器，Cu50代表铜热电阻传感器。三线制可以减小热电阻与测量仪表之间连接导线的电阻因环境温度变化所引起的测量误差。四线制可以完全消除引线电阻对测量的影响，用于高精度温度检测。工业用铂电阻测温常采用三线制和四线制连接法。

5．将一只灵敏度为0.08mv/℃ 的热电偶与毫伏表相连,已知接线端温度为50℃,毫伏表的输出为60 mv, 求热电偶热端的温度为多少? 解：T?60?750C 0.086．试比较热电阻与热敏电阻的异同。

解：热电阻将温度转换为电阻值大小的热电式传感器,热电阻传感器是利用导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的。热电阻传感器的测量精度高；有较大的测量范围，它可测量－200～500℃的温度；易于使用在自动测量和远距离测量中。热电阻由电阻体、保护套和接线盒等部件组成。其结构形式可根据实际使用制作成各种形状。

热敏电阻是由一些金属氧化物，如钴、锰、镍等的氧化物，采用不同比例的配方，经高温烧结而成，然后采用不同的封装形式制成珠状、片状、杆状、垫圈状等各种形状。热敏电阻具有以下优点：①电阻温度系数大，灵敏度高；②结构简单；③电阻率高，热惯性小；但它阻值与温度变化呈非线性，且稳定性和互换性较差。

搜索“diyifanwen.net”或“第一范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，第一范文网，提供最新幼儿教育感测技术课后答案 (3)全文阅读和word下载服务。