传感器与检测技术(陈杰-黄鸿)习题答案

第0章0.1答：传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即检测与控制之首。传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作用与地位特别重要。下页返回图库第0章0.2答：①敏感元件：指传感器中直接感受被测量的部分。②传感器：能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或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。③信号调理器：对于输入和输出信号进行转换的装置。④变送器：能输出标准信号的传感器。下页上页返回图库第1章1.1解：1.2解：601051030033XUkCmmSSSS/20.50.22.0321下页上页返回图库第1章1.3解：带入数据得：bkxy)(bkxyiii22)(iiiiiixxnyxyxnk222)()(iiiiiiixxnyxxyxb68.0k25.0b下页上页返回图库第1章1.3拟合直线灵敏度0.68,线性度±7%∴25.068.0xy%7535.0%100maxFSLyL238.0135.0216.0311.04126.05194.06下页上页返回图库第1章1.4解：设温差为R,测此温度传感器受幅度为R的阶跃响应为(动态方程不考虑初态))1(3/teRty当3Rty时22.132ln3t当2Rty时08.221ln3t下页上页返回图库第1章1.5解：此题与炉温实验的测飞升曲线类似:1.6解：)1(9010/Ttety由505y51.895ln5T5.0)1(2025/TetyTt68.71y36.52y下页上页返回图库第1章1.7解：所求幅值误差为1.109,相位滞后nnjsnnnjssjG21122222）（109.110005005.02100050011211222222nnjG'42331000500110005005.02122121tgtgnn'4233下页上页返回图库第1章1.8答：静特性是当输入量为常数或变化极慢时，传感器的输入输出特性，其主要指标有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性。1.9答：传感器的静特性由静特性曲线反映出来，静特性曲线由实际测绘中获得。1.10答：人们根据传感器的静特性来选择合适的传感器。下页上页返回图库第1章1.11解：①理论线性度：②端点线性度：由两端点做拟和直线中间四点与拟合直线误差：0.170.160.110.08所以，%4.005.126205.12%100maxFSLyL23.097.1xy%41.105.1217.0%100maxFSLyL下页上页返回图库第1章1.11③最小二乘线性度：所以，98.110541.208212191623.422154.1826)(22iiiiiixxnyxyxnk09.010559.9212191654.1822123.4291)()(222iiiiiiixxnyxxyxb09.098.1xbkxy下页上页返回图库第1章1.11)(bkxyiii07.0105.0205.0311.0411.0508.06%09.005.1211.0%100maxFSLyL下页上页返回图库第1章1.12解：①%1005.0maxFSHyH5.11maxH3.12maxH8.13maxH%08.01H%07.02H%09.03H②%11.0%1007.9651.1%100maxFSRyR下页上页返回图库第1章1.13解：质量块(质量m),弹簧(刚度c),阻尼器(阻尼系数b)根据达朗贝尔原理：0FFFFbcmFbvvdtcdtdvm下页上页返回图库第2章2.1解：2.2证：略去的第二项，即可得mmy3.0,0004.10nR%01.0/1%100%100mmRRyxySnnrRRR1RRR4cdUUUdbcbERRRRERRRRERRRR2242RRREUcd2下页上页返回图库第2章2.3答：①金属电阻应变片由四部分组成：敏感栅、基底、盖层、粘结剂、引线。分为金属丝式和箔式。②其主要特性参数：灵敏系数、横向效应、机械滞后、零漂及蠕变、温度效应、应变极限、疲劳寿命、绝缘电阻、最大工作电流、动态响应特性。2.4答：①LRRmmaxmax101.0RRmL②211.0%1001111mLRRm4.04.0max下页上页返回图库第2章2.5解：①图2-32(c)②圆桶截面积622107.59rRA应变片1,2,3,4感受的是纵向应变,有x4321应变片5,6,7,8感受的是纵向应变,有y8765下页上页返回图库第2章2.5KURRRRRUU4462516251AEFKUKUKUxyx12122其中A为圆桶的截面积,为泊桑比,E为弹性模量,F为外加负载力,K为灵敏系数.下页上页返回图库第2章2.5满量程时：191.0120101.2107.5910100.211634321RAEFKRKRRRRx057.0191.03.018765RRRRR③AEFKUU12FF64610037.1101.2107.593.010.2210下页上页返回图库第2章2.6解：①当50FR250100FPRRmPxnnRRr)1(1nnnnrmrrYNnn],10,1[100,90,80,70,60,50,40,30,20,1010987654321xxxxxxxxxxRRRRRRRRRR0.19.08.07.06.05.04.0,3.0,2.0,1.010987654321rrrrrrrrrr下页上页返回图库第2章2.62.7略1,5945,3320,7135,3715,31,3710,7115,335,59510987654321YYYYYYYYYY②当500FR2.0500100FPRRm1,509450,129100,521350,13175,2110,13150,521150,12925,509510987654321YYYYYYYYYY下页上页返回图库第2章2.8解：3130001000FPRRmPxnnRRr)1(1nnnnrmrrYNnn],10,1[1000,900,800,700,600,500,400,300,200,10010987654321xxxxxxxxxxRRRRRRRRRR0.19.08.07.06.05.04.0,3.0,2.0,1.010987654321rrrrrrrrrr1,10390,7960,10770,95,136,2710,10930,7915,1031010987654321YYYYYYYYYY下页上页返回图库第2章2.9答：①在外界温度变化的条件下，由于敏感栅温度系数t及栅丝与试件膨胀系数（sg与）之差异性而产生虚假应变输出有时会产生与真实应变同数量级的误差。②方法：自补偿法线路补偿法下页上页返回图库第2章2.10解：10.0)003.0(107006.05.0)225.025.0(66252WEtFxlx2.2510.01201.20xkRR2.1452.25120031RRRR8.942.25120042RRRR下页上页返回图库第2章2.11解：63.05.1262WEtFxl3.035063.05.12201.2kRRVmAU6.3120302，VU2.7VRRUU5.1712013.035042.74下页上页返回图库第3章3.1答：①种类：自感式、涡流式、差动式、变压式、压磁式、感应同步器②原理：自感、互感、涡流、压磁3.2答：差动式灵敏度：000202lSWL122)(2000002000200020llllSWlSWllSWLLL...1220000lllllLS下页上页返回图库第3章3.2单极式传感器灵敏度：比较后可见灵敏度提高一倍，非线性大大减少。3.3答：相敏检测电路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。...120000lllllLS下页上页返回图库第3章3.4答：①原因是改变了空气隙长度②改善方法是让初始空气隙距离尽量小，同时灵敏度的非线性也将增加，这样的话最好使用差动式传感器，其灵敏度增加非线性减少。...1220000lllllLS下页上页返回图库第3章3.5解：mRIW，mRWIWIL2又niiiimRRSlSlR100002256.1003.0010.010045.0003.0015.010016.0003.0002.010045.04441niiiiSlR下页上页返回图库第3章3.507.71530104002.02270000SlRHRWL422102.3256.1200HRRWL3202108.407.7256.1200①空气气隙为零时：②空气气隙为2mm时：下页上页返回图库第3章3.6解：设重写表格如下:最小二乘法做直线拟和：abxy又有333.2,ffefbaxx0.30.51.01.52.03.04.05.06.0f2.5232.5022.4612.4322.4102.3802.3622.3512.343y-1.66-1.78-2.06-2.31-2.56-3.06-3.54-4.02-4.6151.089.54259.9396.253.23)133.83(9)(22iiiiiixxnyxyxnak53.189.54259.939133.833.236.2559.93)()(222iiiiiiixxnyxxyxb下页上页返回图库第3章3.6工作特性方程：53.151.0xbaxy)(bkxyiii023.01005.0202.03015.