传感器原理及其应用(第二版)部分习题答案.pptVIP

第9章 光纤传感器及其应用 16、下图所示为光纤加速度传感器原理图，简要分析其工作原理。 解：干涉仪一条臂中有一段光纤被固定在外壳的上端与悬挂物体之间。而干涉仪另一条臂中一段相同长度的光纤则固定在悬挂物体与外壳的下端之间。如果让加速度计的外壳以加速度a向上运动,那么在加速该物体所需的作用力F的作用下,上面的一段光纤将伸长ΔL,下面的一段光纤则缩短ΔL。检测相差可得加速度。图中的膜片是用来支撑悬挂物体,以减小传感器对横向加速度的敏感性。 第10章 磁敏传感器及其应用 作业：习题4、5(P204) 第10章 磁敏传感器及其应用 4、霍尔元件的不等位电势的概念是什么？简述不等位电势及温度误差补偿的方法。 解：霍尔组件的不等位电势是霍尔组件在额定控制电流作用下，在无外加磁场时，两输出电极之间的空载电势，可用输出的电压表示。 不等位电势补偿方法： 外接电阻R值应大于霍尔组件的 内阻，调控Rp可使Uo＝0。 第10章 磁敏传感器及其应用 温度误差补偿的方法： （1）分流电阻法 （2）合理选择负载电阻 （3）采用热敏电阻。 第10章 磁敏传感器及其应用 5、霍尔元件能够测量哪些物理参数?简述霍尔传感器测量电流的原理。 解：霍尔组件可测量磁场、电流、位移、压力、振动、 转速等。 被测电流I1产生的磁感应强度为B1时,根据B1的存在,霍尔器件输出霍尔电压。这个电压通过OP放大器向反馈线圈N2供给电流I2。在霍尔电压UH=0时,有 第10章 磁敏传感器及其应用 补充：什么叫霍尔效应？并说明如何实现电子罗盘。 一块半导体薄片，其长度为L，宽度为b，厚度为d，当它被置于磁感应强度为B的磁场中，如果在它相对的两边通以控制电流I，且磁场方向与电流方向I正交，则在半导体另外两边将产生一个大小与控制电流I和磁感应强度成正比的电势 ，这一现象称为霍尔效应，该电势称为霍尔电势，半导体薄片就是霍尔元件。 利用霍尔元件的特性可以制作电子罗盘，在电流不变的情况下，霍尔电势大小与磁场强度成正比。因此由霍尔元件直接测量罗盘所处地磁场的方位，根据霍尔电势的大小与方向不同，判断方位。 第11章 气体传感器及其应用 作业：习题10(P224) 第11章 气体传感器及其应用 10、什么是半导体气体传感器？试分析下图功能，简述其工作原理 第11章 气体传感器及其应用 解：半导体气体传感器是指利用半导体气敏元件同气体接触，造成半导体性质变化，借此来检测特定气体的成分和浓度的传感器。 该图是家用煤气（CO）安全报警电路,该电路由两部分组成。一部分是煤气报警器,在煤气浓度达到危险界限前发出警报。另一部分是开放式负离子发生器,其作用是自动产生空气负离子,使煤气中主要有害成分一氧化碳与空气负离子中的臭氧（O3）反应,生成对人体无害的二氧化碳。 第12章 湿敏传感器及其应用 作业：习题10(P244) 第12章 湿敏传感器及其应用 10、下图中RH为湿度传感器，仔细阅读电路后，试完成： ⑴ 分析电路功能。 ⑵ 简要说明电路工作原理 ⑶若要直接从微安表读出待测物理量，需要做哪些工作？ 第12章 湿敏传感器及其应用 解： （1）直读式湿度计； （2）起始电桥平衡，湿度变化使RH变化，电桥失去平衡，变压器耦合放大整流使电表偏转，从而得到湿度值； （3）用标准湿度计定标 第4章 电容式传感器及其应用 8、在压力比指示系统中采用差动式变间隙电容传感器和电桥测量电路，如图4-17所示。已知：δ0=0.25mm；D=38.2mm；R=5.1kΩ；Usr=60V(交流)，频率f=400Hz。试求： (1)该电容传感器的电压灵敏度Ku (V/μm)； (2)当电容传感器的动极板位移△δ=10μm时，输出电压Usc值。 第4章 电容式传感器及其应用 解： (1)差动电容器初始时刻的电容 两电容的容抗 ∴测量桥路中的电阻R可忽略，则测量电路的输出电压为： 第4章 电容式传感器及其应用 从而得电容传感器的电压灵敏度Ku为： (2) 当电容传感器的动极板位移△δ=10μm时，输出电压Usc值为： 第4章 电容式传感器及其应用 14、有一个直径为 2 m、高 5 m的铁桶，往桶内连续注水，当注水数量达到桶容量的 80%时就应当停止，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。 第4章 电容式传感器及其应用 解：应变片式传感器： 下图是测量液体重量的插入式传感器示意图。该传感器有一根传压杆，上端安装微压传感器，下端安装感压膜，它用于感受水的压力。当桶中的水增多时，感压膜感受的压力就增大，从而测出水位的高度 h。由题可知，当 h =4 m 时，储水量就达到了 80%，传感器给出信号就可以停止注水。 第4章 电容式传感器及其应用 下图是电容式液位