傳感器技術(shù)與應(yīng)用第3版習(xí)題答案

1、1《傳感器技術(shù)與應(yīng)用第傳感器技術(shù)與應(yīng)用第3版》習(xí)題參考答案習(xí)題參考答案習(xí)題11.什么叫傳感器？它由哪幾部分組成？答：傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。傳感器通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。其中敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測量的部分；轉(zhuǎn)換元件是指傳感器中能將敏感元件感受或響應(yīng)的被測量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測量的電信號部分。2.傳感器在自動(dòng)測控系統(tǒng)中起什么作用？答：自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制技術(shù)是人們對事物

2、的規(guī)律定性了解、定量分析預(yù)期效果所從事的一系列技術(shù)措施。自動(dòng)測控系統(tǒng)是完成這一系列技術(shù)措施之一的裝置。一個(gè)完整的自動(dòng)測控系統(tǒng)，一般由傳感器、測量電路、顯示記錄裝置或調(diào)節(jié)執(zhí)行裝置、電源四部分組成。傳感器的作用是對通常是非電量的原始信息進(jìn)行精確可靠的捕獲和轉(zhuǎn)換為電量，提供給測量電路處理。3.傳感器分類有哪幾種？各有什么優(yōu)、缺點(diǎn)？答：傳感器有許多分類方法，但常用的分類方法有兩種，一種是按被測輸入量來分，如溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、位

3、移傳感器、流量傳感器、液位傳感器、力傳感器、加速度傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器等；另一種是按傳感器的工作原理來分，如電學(xué)式傳感器、磁學(xué)式傳感器、光電式傳感器、電勢型傳感器、電荷傳感器、半導(dǎo)體傳感器、諧振式傳感器、電化學(xué)式傳感器等。還有按能量的關(guān)系分類，即將傳感器分為有源傳感器和無源傳感器；按輸出信號的性質(zhì)分類，即將傳感器分為模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器。按被測輸入量分類的優(yōu)點(diǎn)是比較明確地表達(dá)了傳感器的用途，便于使用者根據(jù)其用途選用；缺點(diǎn)是沒有區(qū)分每

4、種傳感器在轉(zhuǎn)換機(jī)理上有何共性和差異，不便使用者掌握其基本原理及分析方法。按工作原理分類的優(yōu)點(diǎn)是對傳感器的工作原理比較清楚，有利于專業(yè)人員對傳感器的深入研究分析；缺點(diǎn)是不便于使用者根據(jù)用途選用。4.什么是傳感器的靜態(tài)特性？它由哪些技術(shù)指標(biāo)描述？答：傳感器測量靜態(tài)量時(shí)表現(xiàn)的輸入、輸出量的對應(yīng)關(guān)系為靜態(tài)特性。它有線性度、靈敏度、重復(fù)性、遲滯現(xiàn)象、分辨力、穩(wěn)定性、漂移等技術(shù)指標(biāo)。5.為什么傳感器要有良好的動(dòng)態(tài)特性？什么是階躍響應(yīng)法和頻率響應(yīng)法？

5、答：在動(dòng)態(tài)（快速變化）的輸入信號情況下，要求傳感器能迅速準(zhǔn)確地響應(yīng)和再現(xiàn)被測信號的變化。因此，需要傳感器具有良好的動(dòng)態(tài)特性。測試和檢驗(yàn)傳感器的動(dòng)態(tài)特性有瞬態(tài)響應(yīng)法和頻率響應(yīng)法。階躍響應(yīng)法即瞬態(tài)響應(yīng)法，是給傳感器輸入一個(gè)單位階躍函數(shù)的被測量，測量其輸出特性。動(dòng)態(tài)特性優(yōu)良的傳感器的輸出特性應(yīng)該上升沿陡，頂部平直。頻率響應(yīng)法是給傳感器輸入各種頻率不同而幅值相同，初相位為零的正弦函數(shù)的被測量，測量其輸出的正弦函數(shù)輸出量的幅值和相位與頻率的關(guān)系。

6、動(dòng)態(tài)特性優(yōu)良的傳感器，輸出的正弦函數(shù)輸出量的幅值對于各頻率是相同的，相位與各頻率成線性關(guān)系。3R0為溫度為0℃時(shí)銅電阻值，Cu100為100Ω，α1為常數(shù)；α1=4.28103℃1。代入算得Rt≈100（1＋4.2810350）＝121.4Ω5.畫出用四個(gè)熱電偶共用一臺(tái)儀表分別測量T1、T2、T3和T4的測溫電路。若用四個(gè)熱電偶共用一臺(tái)儀表測量T1、T2、T3和T4的平均溫度，電路又應(yīng)怎樣連接？答：（1）四個(gè)熱電偶分別接電子開關(guān)，再接同

7、一臺(tái)測量儀表，通過選通電子開關(guān)的辦法，實(shí)現(xiàn)分別測量T1、T2、T3和T4的溫度。（電子開關(guān)可以采用DG801／802超導(dǎo)通電阻（最大導(dǎo)通電阻為0.4Ω）電子開關(guān)，S端輸入，D端輸出，C端高電平時(shí)選通。）（2）四個(gè)熱電偶并聯(lián)再接測量儀表，可以實(shí)現(xiàn)共用一臺(tái)儀表測量T1、T2、T3和T4的平均溫度。圖略，可參照圖2－12。6.硅二極管測溫電路，如圖225所示。當(dāng)被測溫度t為30℃時(shí)，輸出電壓為5V，當(dāng)輸出電壓為10V時(shí)，問被測溫度為多大？答：

8、溫度每變化1℃，輸出電壓變化量為0.1V。輸出電壓為10V時(shí)，被測溫度為80℃。7.利用如圖228所示集成溫度傳感器測量溫度，如果被測溫度為30℃時(shí)，輸出電壓為303mV，問被測溫度為120℃時(shí)，輸出電壓UR為多大？答：溫度每變化1℃，輸出電壓變化量為1mV（每1度K與每1℃相同）。被測溫度為120℃時(shí)，輸出電壓UR為303mV＋90mV，即393mV。8.分析圖229所示熱電偶參考端溫度補(bǔ)償電路工作原理。答：集成溫度傳感器AD590應(yīng)

9、緊貼熱電偶參考端，處于同一溫度下。AD580是一個(gè)三端穩(wěn)壓器，提供穩(wěn)定輸出電壓U0=2.5V。電路工作時(shí)，調(diào)整電阻R2使得集成溫度傳感器AD590的隨溫度變化的輸出電流的I1分量為I1=t0103I1的單位是mA，即1μA／K的電流。這樣在電阻R1上產(chǎn)生一個(gè)隨參考端溫度t0變化的補(bǔ)償電壓U1=I1R1。選擇R1使U1與EAB（t00℃）近似相等。U1與熱電偶輸出電壓EAB（tt0）串聯(lián)相加后輸入測量儀表，起參考端溫度補(bǔ)償作用，測量儀表顯