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傳感器技術(shù)課后習(xí)題答案

時間:2025-01-20 10:40:29 飛宇 資料 我要投稿
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傳感器技術(shù)課后習(xí)題答案

  在各領(lǐng)域中,我們總免不了要接觸或使用練習(xí)題,只有認(rèn)真完成作業(yè),積極地發(fā)揮每一道習(xí)題特殊的功能和作用,才能有效地提高我們的思維能力,深化我們對知識的理解。什么樣的習(xí)題才能有效幫助到我們呢?下面是小編精心整理的傳感器技術(shù)課后習(xí)題答案,歡迎閱讀,希望大家能夠喜歡。

  傳感器技術(shù)課后習(xí)題答案 1

  1-1 衡量傳感器靜態(tài)特性的主要指標(biāo)。說明含義。

  1、 線性度——表征傳感器輸出-輸入校準(zhǔn)曲線與所選定的擬合直線之間的吻合(或偏離)程度的指標(biāo)。

  2、 回差(滯后)—反應(yīng)傳感器在正(輸入量增大)反(輸入量減小)行程過程中輸出-輸入曲線的不重合程度。

  3、 重復(fù)性——衡量傳感器在同一工作條件下,輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變動時,所得特性曲線間一致

  程度。各條特性曲線越靠近,重復(fù)性越好。

  4、 靈敏度——傳感器輸出量增量與被測輸入量增量之比。

  5、 分辨力——傳感器在規(guī)定測量范圍內(nèi)所能檢測出的被測輸入量的最小變化量。

  6、 閥值——使傳感器輸出端產(chǎn)生可測變化量的最小被測輸入量值,即零位附近的分辨力。

  7、 穩(wěn)定性——即傳感器在相當(dāng)長時間內(nèi)仍保持其性能的能力。

  8、 漂移——在一定時間間隔內(nèi),傳感器輸出量存在著與被測輸入量無關(guān)的、不需要的變化。

  9、 靜態(tài)誤差(精度)——傳感器在滿量程內(nèi)任一點輸出值相對理論值的可能偏離(逼近)程度。

  1-2 計算傳感器線性度的方法,差別。

  1、 理論直線法:以傳感器的理論特性線作為擬合直線,與實際測試值無關(guān)。

  2、 端點直線法:以傳感器校準(zhǔn)曲線兩端點間的連線作為擬合直線。

  3、 “最佳直線”法:以“最佳直線”作為擬合直線,該直線能保證傳感器正反行程校準(zhǔn)曲線對它的正負(fù)偏差相等

  并且最小。這種方法的擬合精度最高。

  4、 最小二乘法:按最小二乘原理求取擬合直線,該直線能保證傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的殘差平方和最小。

  1-3 什么是傳感器的靜態(tài)特性和動態(tài)特性?為什么要分靜和動?

 。1)靜態(tài)特性:表示傳感器在被測輸入量各個值處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出-輸入關(guān)系。

  動態(tài)特性:反映傳感器對于隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性。

 。2)由于傳感器可能用來檢測靜態(tài)量(即輸入量是不隨時間變化的常量)、準(zhǔn)靜態(tài)量或動態(tài)量(即輸入量是隨時間變化的變量),于是對應(yīng)于輸入信號的性質(zhì),所以傳感器的特性分為靜態(tài)特性和動態(tài)特性。

  Z-1 分析改善傳感器性能的技術(shù)途徑和措施。

 。1)結(jié)構(gòu)、材料與參數(shù)的合理選擇(2)差動技術(shù)(3)平均技術(shù)(4)穩(wěn)定性處理(5)屏蔽、隔離與干擾抑制

 。6)零示法、微差法與閉環(huán)技術(shù)(7)補償、校正與“有源化”(8)集成化、智能化與信息融合

  2-1 金屬應(yīng)變計與半導(dǎo)體工作機理的異同?比較應(yīng)變計各種靈敏系數(shù)概念的不同意義。

 。1)相同點:它們都是在外界力作用下產(chǎn)生機械變形,從而導(dǎo)致材料的電阻發(fā)生變化所;不同點:金屬材料的應(yīng)變效應(yīng)以機械形變?yōu)橹,材料的電阻率相對變化為輔;而半導(dǎo)體材料則正好相反,其應(yīng)變效應(yīng)以機械形變導(dǎo)致的電阻率的相對變化為主,而機械形變?yōu)檩o。

 。2)對于金屬材料,靈敏系數(shù)Ko=Km=(1+2μ)+C(1-2μ)。前部分為受力后金屬幾何尺寸變化,一般μ≈0.3,因此(1+2μ)=1.6;后部分為電阻率隨應(yīng)變而變的部分。金屬絲材的應(yīng)變電阻效應(yīng)以結(jié)構(gòu)尺寸變化為主。

  對于半導(dǎo)體材料,靈敏系數(shù)Ko=Ks=(1+2μ)+ πE。前部分同樣為尺寸變化,后部分為半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)所致,而πE 》(1+2μ),因此Ko=Ks=πE。半導(dǎo)體材料的應(yīng)變電阻效應(yīng)主要基于壓阻效應(yīng)。

  2-3 簡述電阻應(yīng)變計產(chǎn)生熱輸出(溫度誤差)的原因及其補償辦法。

  電阻應(yīng)變計的溫度效應(yīng)及其熱輸出由兩部分組成:前部分為熱阻效應(yīng)所造成;后部分為敏感柵與試件熱膨脹失配所引起。在工作溫度變化較大時,會產(chǎn)生溫度誤差。

  補償辦法:1、溫度自補償法 (1)單絲自補償應(yīng)變計(2) 雙絲自補償應(yīng)變計

  2、橋路補償法 (1)雙絲半橋式(2)補償塊法

  2-4 試述應(yīng)變電橋產(chǎn)生非線性的原因及消減非線性誤差的措施。

  原因: U??R?R?R?R?1??R?R?R?R4??U0??1?2?3?4?1??1?2?3?4?R1R2R3R4?2?R1R2R3R4?

  上式分母中含ΔRi/RiΔRi/Ri呈非線性關(guān)系。

  措施:(1) 差動電橋補償法

  差動電橋呈現(xiàn)相對臂“和”,相鄰臂“差”的特征,通過應(yīng)變計合理布片達(dá)到補償目的。常用的有半橋

  差動電路和全橋差動電路。

  (2) 恒流源補償法

  誤差主要由于應(yīng)變電阻ΔRi的變化引起工作臂電流的變化所致。采用恒流源,可減小誤差。 2-5 如何用電阻應(yīng)變計構(gòu)成應(yīng)變式傳感器?對其各組成部分有何要求?

  一是作為敏感元件,直接用于被測試件的應(yīng)變測量;另一是作為轉(zhuǎn)換元件,通過彈性敏感元件構(gòu)成傳感器,用以對任何能轉(zhuǎn)變成彈性元件應(yīng)變的其他物理量作間接測量。

  要求:非線性誤差要。

  2-9 四臂平衡差動電橋。說明為什么采用。

  全橋差動電路,R1,R3受拉,R2,R4受壓,代入,得

  U??R?R?R?R?1??R?R?R?R??U0??1?2?3?4?1??1?2?3?4? 4?R1R2R3R4?2?R1R2R3R4?由全等橋臂,得

  U??R1??R2?R3??R4?1??R1??R2?R3??R4??U0?????????1???4?R1R2R3R4?2?R1R2R3R4?

  U4?R1?R1??U 4R1R1可見輸出電壓Uo與ΔRi/Ri成嚴(yán)格的線性關(guān)系,沒有非線性誤差。即Uo=f(ΔR/R)。

  因為四臂差動工作,不僅消除了飛線性誤差,而且輸出比單臂工作提高了4倍,故常采用此方法。

  3-1 比較差動式自感傳感器和差動變壓器在結(jié)構(gòu)上及工作原理上的異同。

  絕大多數(shù)自感式傳感器都運用與電阻差動式類似的技術(shù)來改善性能,由兩單一式結(jié)構(gòu)對稱組合,構(gòu)成差動式自感傳感器。

  采用差動式結(jié)構(gòu),除了可以改善非線性、提高靈敏度外,對電源電壓與頻率的波動及溫度變化等外界影響也有補償作用,從而提高了傳感器的穩(wěn)定性。

  互感式傳感器是一種線圈互感隨銜鐵位移變化的變磁阻式傳感器,初、次級間的互感隨銜鐵移動而變,且兩個次級繞組按差動方式工作,因此又稱為差動變壓器。

  3-4 變間隙式、變截面式和螺旋式三種電感式傳感器各適合用于什么場合?各有什么優(yōu)缺點?

  變氣隙式靈敏度較高,但測量范圍小,一般用于測量幾微米到幾百微米的位移。

  變面積式靈敏度較低,但線性范圍較大,除E型與四極型外,還常做成八極、十六極型,一般可分辨零點幾角秒以下的微小角位移,線性范圍達(dá)±10°.

  螺管式可測量幾納米到一米的位移,但靈敏度較前兩種低。

  3-5螺管式電感傳感器做成細(xì)長形有什么好處?欲擴大其線性范圍可以采取哪些措施?

  答:好處:增加線圈的長度有利于擴大線性范圍或提高線性度。

  措施:適當(dāng)增加線圈長度、采用階梯形線圈。

  3-6 差動式電感傳感器為什么常采用相敏檢波電路?分析原理。

  原因:相敏檢波電路,它能有效地消除基波正交分量與偶次諧波分量,減小奇次諧波分量,使傳感器零位電壓減至極小。

  3-7 電感傳感器產(chǎn)生零位電壓的原因和減小零位電壓的措施。

  差動自感式傳感器當(dāng)銜鐵位于中間位置時,電橋輸出理論上應(yīng)為零,但實際上總存在零位不平衡電壓輸出(零位電壓),造成零位誤差。

  措施:一種常用的方法是采用補償電路,其原理為:

  (1)串聯(lián)電阻消除基波零位電壓;2)并聯(lián)電阻消除高次諧波零位電壓;(3)加并聯(lián)電容消除基波正交分量或高次諧波分量。

  另一種有效的方法是采用外接測量電路來減小零位電壓。如前述的相敏檢波電路,它能有效地消除基波正交分量與偶次諧波分量,減小奇次諧波分量,使傳感器零位電壓減至極小。此外還可采用磁路調(diào)節(jié)機構(gòu)(如可調(diào)端蓋)保證磁路的對稱性,來減小零位電壓。

  3-9 造成自感式傳感器和差動變壓器溫度誤差的原因及其減小措施。

 。1)環(huán)境溫度的變化會引起自感傳感器的零點溫度漂移、靈敏度溫度漂移以及線性度和相位的變化,造成溫度誤差。應(yīng)注意線膨脹系數(shù)的大小與匹配,采用弱磁不銹鋼等材料作線圈骨架,或采用脫胎線圈。

 。2)當(dāng)溫度變化時,差動變壓器初級線圈的參數(shù)尤其銅阻的變化影響較大。應(yīng)提高初級線圈的品質(zhì)因數(shù),或采用穩(wěn)定激勵電流的方法減小溫度誤差。

  3-12 電渦流式傳感器的原理及應(yīng)用。

  1.測位移?電渦流式傳感器的主要用途之一是可用來測量金屬件的靜態(tài)或動態(tài)位移,最大量程達(dá)數(shù)百毫米,分辨率為0.1%。

  2.測厚度 金屬板材厚度的變化相當(dāng)于線圈與金屬表面間距離的改變,根據(jù)輸出電壓的變化即可知線圈與金屬表面間距離的變化,即板厚的變化。

  3.測溫度 若保持電渦流式傳感器的機、電、磁各參數(shù)不變,使傳感器的輸出只隨被測導(dǎo)體電阻率而變,就可測得溫度的變化。

  3-14 比較定頻調(diào)幅式、變頻調(diào)幅式和調(diào)頻式三種測量電路的優(yōu)缺點,并指出它們的應(yīng)用場合。

  (1)定頻調(diào)幅式:這種電路采用石英晶體振蕩器,能獲得高穩(wěn)定度頻率的高頻激勵信號,輸出穩(wěn)定,獲得廣泛應(yīng)用,

  但線路較復(fù)雜,裝調(diào)較困難,線性范圍也不夠?qū)挕?/p>

  (2)變頻調(diào)幅式:這種電路除結(jié)構(gòu)簡單、成本較低外,還具有靈敏度高、線性范圍寬等優(yōu)點,因此監(jiān)控等場合常采用它。

 。3)調(diào)頻式:這種電路的關(guān)鍵是提高振蕩器的頻率穩(wěn)定度。通?梢詮沫h(huán)境溫度變化、電纜電容變化及負(fù)載影響三方面考慮。

  4-1 電容式傳感器可分為哪幾類?各自的主要用途是什么?

 。1) 變極距型電容傳感器:在微位移檢測中應(yīng)用最廣。 (2) 變面積型電容傳感器:適合測量較大的直線位移和角位移。

  (3)變介質(zhì)型電容傳感器:可用于非導(dǎo)電散材物料的物位測量。

  4-2 變極距型電容傳感器產(chǎn)生非線性誤差的原因及如何減?

  000原因:靈敏度S與初始極距0的平方成反比,用減少0的辦法來提高靈敏度,但0的'減小會導(dǎo)致非線性誤差增大。 采用差動式,可比單極式靈敏度提高一倍,且非線性誤差大為減小。由于結(jié)構(gòu)上的對稱性,它還能有效地補償溫度變化所造成的誤差。

  4-3 為什么電容式傳感器的絕緣、屏蔽和電纜問題特別重要?如何解決?

  電容式傳感器由于受結(jié)構(gòu)與尺寸的限制,其電容量都很小,屬于小功率、高阻抗器,因此極易受外界干擾,尤其是受大于它幾倍、幾十倍的、且具有隨機性的電纜寄生電容的干擾,它與傳感器電容相并聯(lián),嚴(yán)重影響傳感器的輸出特性,甚至?xí)蜎]沒有用信號而不能使用。

  解決:驅(qū)動電纜法、整體屏蔽法、采用組合式與集成技術(shù).

  5-12 霍爾效應(yīng)是什么?可進(jìn)行哪些參數(shù)的測量?

  當(dāng)電流垂直于外磁場通過導(dǎo)體時,在導(dǎo)體的垂直于磁場和電流方向的兩個端面之間會出現(xiàn)電勢差,這一現(xiàn)象便是霍爾效應(yīng)。這個電勢差也被叫做霍爾電勢差。

  利用霍爾效應(yīng)可測量大電流、微氣隙磁場、微位移、轉(zhuǎn)速、加速度、振動、壓力、流量和液位等;用以制成磁讀頭、磁羅盤、無刷電機、接近開關(guān)和計算元件等等。

  5-14 磁敏電阻與磁敏二極管的特點?

  磁敏電阻:外加磁場使導(dǎo)體(半導(dǎo)體)電阻隨磁場增加而增大的現(xiàn)象稱磁阻效應(yīng)。載流導(dǎo)體置于磁場中除了產(chǎn)生霍爾效應(yīng)外,導(dǎo)體中載流子因受洛侖茲力作用要發(fā)生偏轉(zhuǎn),載流子運動方向偏轉(zhuǎn)使電流路徑變化,起到了加大電阻的作用,磁場越強增大電阻的作用越強。磁敏電阻主要運用于測位移。

  磁敏二極管:輸出電壓隨著磁場大小的方向而變化,特別是在弱磁場作用下,可獲得較大輸出電壓變化,r區(qū)內(nèi)外復(fù)合率差別越大,靈敏度越高。當(dāng)磁敏二極管反向偏置時,只有很少電流通過,二極管兩端電壓也不會因受到磁場的作用而有任何改變。利用磁敏二極管可以檢測弱磁場變化這一特性可以制成漏磁探傷儀。

  6-1 何謂壓電效應(yīng)?正壓電與逆壓電?

  一些離子型晶體的電介質(zhì)不僅在電場力作用下,而且在機械力作用下,都會產(chǎn)生極化現(xiàn)象。且其電位移D(在MKS單位制中即電荷密度σ)與外應(yīng)力張量T成正比: D = dT 式中 d——壓電常數(shù)矩陣。

  當(dāng)外力消失,電介質(zhì)又恢復(fù)不帶電原狀;當(dāng)外力變向,電荷極性隨之而變。這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng),或簡稱壓電效應(yīng)。

  若對上述電介質(zhì)施加電場作用時,同樣會引起電介質(zhì)內(nèi)部正負(fù)電荷中心的相對位移而導(dǎo)致電介質(zhì)產(chǎn)生變形,且其應(yīng)變S與外電場強度E成正比: S=dtE

  式中 dt——逆壓電常數(shù)矩陣。這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng),或稱電致伸縮。

  6-2 壓電材料的主要特性參數(shù)有哪些?比較三類壓電材料的應(yīng)用特點。

  主要特性:壓電常數(shù)、彈性常數(shù)、介電常數(shù)、機電耦合系數(shù)、電阻、居里點

  壓電單晶:時間穩(wěn)定性好,居里點高,在高溫、強幅射條件下,仍具有良好的壓電性,且機械性能,如機電耦合系數(shù)、介電常數(shù)、頻率常數(shù)等均保持不變。此外,還在光電、微聲和激光等器件方面都有重要應(yīng)用。不足之處是質(zhì)地脆、抗機械和熱沖擊性差。

  壓電陶瓷:壓電常數(shù)大,靈敏度高,制造工藝成熟,成形工藝性好,成本低廉,利于廣泛應(yīng)用,還具有熱釋電性。 新型壓電材料:既具有壓電特性又具有半導(dǎo)體特性。因此既可用其壓電性研制傳感器,又可用其半導(dǎo)體特性制作電子器件;也可以兩者合一,集元件與線路于一體,研制成新型集成壓電傳感器測試系統(tǒng)。

  6-6原理上,壓電式傳感器不能用于靜態(tài)測量,但實用中,壓電式傳感器可能用來測量準(zhǔn)靜態(tài)量,為什么?

  壓電式測力傳感器是利用壓電元件直接實現(xiàn)力-電轉(zhuǎn)換的傳感器,在拉力、壓力和力矩測量場合,通常較多采用雙片或多片石英晶片作壓電元件。由于它剛度大,動態(tài)特性好;測量范圍廣,可測范圍大;線性及穩(wěn)定性高;可測單、多向力。當(dāng)采用大時間常數(shù)的電荷放大器時,就可測準(zhǔn)靜態(tài)力。

  7-1 熱電式傳感器分類。各自特點。

  熱電式傳感器是一種將溫度變化轉(zhuǎn)換為電量變化的裝置。它可分為兩大類:熱電阻傳感器和熱電偶傳感器。

  熱電阻傳感器的特點:(1)高溫度系數(shù)、高電阻率。(2)化學(xué)、物理性能穩(wěn)定。(3)良好的輸出特性。(4).良好的工藝性,以便于批量生產(chǎn)、降低成本。

  熱電偶傳感器的特點:(1)結(jié)構(gòu)簡單(2)制造方便(3)測溫范圍寬(4)熱慣性。5)準(zhǔn)確度高(6)輸出信號便于遠(yuǎn)傳

  7-2 常用的熱電阻。適用范圍。

  鉑、銅為應(yīng)用最廣的熱電阻材料。鉑容易提純,在高溫和氧化性介質(zhì)中化學(xué)、物理性能穩(wěn)定,制成的鉑電阻輸出-輸入特性接近線性,測量精度高。銅在-50~150℃范圍內(nèi)銅電阻化學(xué)、物理性能穩(wěn)定,輸出-輸入特性接近線性,價格低廉。當(dāng)溫度高于100℃時易被氧化,因此適用于溫度較低和沒有浸蝕性的介質(zhì)中工作。

  7-4 利用熱電偶測溫必須具備哪兩個條件?

 。1)用兩種不同材料作熱電極(2)熱電偶兩端的溫度不能相同

  7-5 什么是中間導(dǎo)體定律和連接導(dǎo)體定律?它們在利用熱電偶測溫時有什么實際意義?

  中間導(dǎo)體定律:導(dǎo)體A、B組成的熱電偶,當(dāng)引入第三導(dǎo)體時,只要保持第三導(dǎo)體兩端溫度相同,則第三導(dǎo)體對回路總熱電勢無影響。利用這個定律可以將第三導(dǎo)體換成毫伏表,只要保證兩個接點溫度一致,就可以完成熱電勢的測量而不影響熱電偶的輸出。

  連接導(dǎo)體定律:回路的總電勢等于熱電偶電勢EAB(T,To)與連接導(dǎo)線電勢EA’B’(Tn,To)的代數(shù)和。連接導(dǎo)體定律是工業(yè)上運用補償導(dǎo)線進(jìn)行溫度測量的理論基礎(chǔ)。

  7-6 什么是中間溫度定律?有什么實際意義?

  EAB(T,Tn,To)=EAB(T,Tn)+EAB(Tn,To)

  這是中間溫度定律表達(dá)式,即回路的總熱電勢等于EAB(T,Tn)與EAB(Tn,To)的代數(shù)和。Tn為中間溫度。中間溫度定律為制定分度表奠定了理論基礎(chǔ)。

  7-7 鎳絡(luò)-鎳硅介質(zhì)溫度800°C,參考端溫度為25°C,求介質(zhì)實際溫度?

  t=介質(zhì)溫度+k參考溫度(800+125=825)

  8-2 外光電效應(yīng)、光電導(dǎo)效應(yīng)、光生伏特效應(yīng)。

  外光電效應(yīng):在光線的作用下,物體內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象。

  光電導(dǎo)效應(yīng):在光線作用下,電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)過渡到自由狀態(tài),而引起材料電導(dǎo)率的變化的現(xiàn)象。 光生伏特效應(yīng):在光線作用下能夠使物體產(chǎn)生一定方向的電動勢的現(xiàn)象。

  8-3 比較光電池、光敏晶體管、光敏電阻及光電倍增管使用性能上的差別。

  光電池:光電池是利用光生伏特效應(yīng)把光直接轉(zhuǎn)變成電能的器件。它有較大面積的PN結(jié),當(dāng)光照射在PN結(jié)上時,

  在結(jié)的兩端出現(xiàn)電動勢。當(dāng)光照到PN結(jié)區(qū)時,如果光子能量足夠大,將在結(jié)區(qū)附近激發(fā)出電子-空穴對,在N區(qū)聚積負(fù)電荷,P區(qū)聚積正電荷,這樣N區(qū)和P區(qū)之間出現(xiàn)電位差。

  8-5.怎樣根據(jù)光照特性和光譜特性來選擇光敏元件?

  不同類型光敏電阻光照特性不同,但光照特性曲線均呈非線性。因此它不宜作定量檢測元件,一般在自動控制系

  統(tǒng)中用作光電開關(guān)。

  光譜特性與光敏電阻的材料有關(guān),在選用光敏電阻時,應(yīng)把光敏電阻的材料和光源的種類結(jié)合起來考慮,才能獲得

  滿意的效果。

  8-10.簡述光電傳感器的主要形式及其應(yīng)用。

  模擬式(透射式、反射式、遮光式、輻射式)、開關(guān)式

  應(yīng)用:光電式數(shù)字轉(zhuǎn)速表、光電式物位傳感器、視覺傳感器、細(xì)絲類物件的在線檢測

  傳感器技術(shù)課后習(xí)題答案 2

  第一章

  衡量傳感器靜態(tài)特性的主要指標(biāo)及含義:

  1. 線性度:表征傳感器輸出-輸入校準(zhǔn)曲線與所選定的擬合直線之間的吻合(或偏離)程度的指標(biāo)。

  2. 回差(滯后):反應(yīng)傳感器在正(輸入量增大)反(輸入量減小)行程過程中輸出-輸入曲線的不重合程度。

  3. 重復(fù)性:衡量傳感器在同一工作條件下,輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變動時,所得特性曲線間一致程度。各條特性曲線越靠近,重復(fù)性越好。

  4. 靈敏度:傳感器輸出量增量與被測輸入量增量之比。

  5. 分辨力:傳感器在規(guī)定測量范圍內(nèi)所能檢測出的被測輸入量的最小變化量。

  6. 閥值:使傳感器輸出端產(chǎn)生可測變化量的`最小被測輸入量值,即零位附近的分辨力。

  7. 穩(wěn)定性:即傳感器在相當(dāng)長時間內(nèi)仍保持其性能的能力。

  8. 漂移:在一定時間間隔內(nèi),傳感器輸出量存在著與被測輸入量無關(guān)的、不需要的變化。

  9. 靜態(tài)誤差(精度):傳感器在滿量程內(nèi)任一點輸出值相對理論值的可能偏離(逼近)程度。

  計算傳感器線性度的方法及差別:

  1. 理論直線法:以傳感器的理論特性線作為擬合直線,與實際測試值無關(guān)。

  2. 端點直線法:以傳感器校準(zhǔn)曲線兩端點間的連線作為擬合直線。

  3. “最佳直線”法:以“最佳直線”作為擬合直線,該直線能保證傳感器正反行程校準(zhǔn)曲線對它的正負(fù)偏差相等并且最小。這種方法的擬合精度最高。

  4. 最小二乘法:按最小二乘原理求取擬合直線,該直線能保證傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的殘差平方和最小。

  傳感器的靜態(tài)特性和動態(tài)特性的定義及區(qū)分原因:

  1. 靜態(tài)特性:表示傳感器在被測輸入量各個值處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出-輸入關(guān)系。

  2. 動態(tài)特性:反映傳感器對于隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性。

  3. 區(qū)分原因:由于傳感器可能用來檢測靜態(tài)量(即輸入量是不隨時間變化的常量)、準(zhǔn)靜態(tài)量或動態(tài)量(即輸入量是隨時間變化的變量),于是對應(yīng)于輸入信號的性質(zhì),所以傳感器的特性分為靜態(tài)特性和動態(tài)特性。

  第二章

  金屬應(yīng)變計與半導(dǎo)體工作機理的異同及應(yīng)變計各種靈敏系數(shù)概念的不同意義:

  1. 相同點:它們都是在外界力作用下產(chǎn)生機械變形,從而導(dǎo)致材料的電阻發(fā)生變化。

  2. 不同點:金屬材料的應(yīng)變效應(yīng)以機械形變?yōu)橹,材料的電阻率相對變化為輔;而半導(dǎo)體材料則正好相反,其應(yīng)變效應(yīng)以機械形變導(dǎo)致的電阻率的相對變化為主,而機械形變?yōu)檩o。

  3. 金屬材料靈敏系數(shù):對于金屬材料,靈敏系數(shù)\(K_{o}=K_{m}=(1+2\mu)+C(1-2\mu)\)。前部分為受力后金屬幾何尺寸變化,一般\(\mu\approx0.3\),因此\((1+2\mu)=1.6\);后部分為電阻率隨應(yīng)變而變的部分。金屬絲材的應(yīng)變電阻效應(yīng)以構(gòu)造尺寸變化為主。

  4. 半導(dǎo)體材料靈敏系數(shù):對于半導(dǎo)體材料,靈敏系數(shù)\(K_{o}=K_{s}=(1+2\mu)+\pi E\)。前部分同樣為尺寸變化,后部分為半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)所致,而\(\pi E\gg(1+2\mu)\),因此\(K_{o}=K_{s}=\pi E\)。半導(dǎo)體材料的應(yīng)變電阻效應(yīng)主要基于壓阻效應(yīng)。

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