传感器第四版课后习题答案部分.ppt

第四章第四章 电容式传感器电容式传感器1 1、改善单组式变极距型电容传感器非线性的方法：、改善单组式变极距型电容传感器非线性的方法：（1 1）可采用差动式结构，取两电容之差作为输出；）可采用差动式结构，取两电容之差作为输出；（2 2）选择合适的测量电路，如运算放大器式电路。）选择合适的测量电路，如运算放大器式电路。单组式单组式差动式差动式单组式：单组式：差动式：差动式：2 2、解：、解：5、“驱动电缆驱动电缆”技术技术1：1测量电路前置级外屏蔽层内屏蔽层芯线传感器“驱动电缆”技术原理图传传感感器器与与测测量量电电路路间间的的引引线线为为双双屏屏蔽蔽层层电电缆缆，其其内内屏屏蔽蔽层层与与信信号号传传输输线线(即即电电缆缆芯芯线线)通通过过1:11:1放放大大器器成成为为等等电电位位，从从而而消消除除了了芯芯线线与与内内屏屏蔽蔽层层之之间间的的电电容容。由由于于屏屏蔽蔽线线上上有有随随传传感感器输出信号变化而变化的电压，因此称为器输出信号变化而变化的电压，因此称为“驱动电缆驱动电缆”。屏蔽层接大地或接仪器地，用来防止外界电场的干扰。屏蔽层接大地或接仪器地，用来防止外界电场的干扰。6、电容式加速度传感器电容式加速度传感器231B 面A 面546Cx1Cx2第五章第五章 磁电式传感器磁电式传感器7 7、霍尔电动势计算公式如下、霍尔电动势计算公式如下:9 9、霍尔式位移传感器：、霍尔式位移传感器：1212、速度响应式和磁通响应式磁栅传感器的不同：、速度响应式和磁通响应式磁栅传感器的不同：动态磁头结构动态磁头结构静态磁头结构静态磁头结构（1 1）结构不同：）结构不同：速度响应式磁头只有一组线圈，用于输出感速度响应式磁头只有一组线圈，用于输出感应电动势；磁通响应式磁头有两组线圈，一组用于产生变化应电动势；磁通响应式磁头有两组线圈，一组用于产生变化的励磁磁通，一组用于输出感应电动势。的励磁磁通，一组用于输出感应电动势。（2 2）工作方式不同：）工作方式不同：速度响应式磁头与磁栅间相对移动时会速度响应式磁头与磁栅间相对移动时会产生感应电动势，静止时没有信号输出；磁通响应式磁头与产生感应电动势，静止时没有信号输出；磁通响应式磁头与磁栅没有相对运动时也有信号输出。磁栅没有相对运动时也有信号输出。第六章第六章 压电式传感器压电式传感器2 2、压电传感器不能测量静态物理量的原因分析：、压电传感器不能测量静态物理量的原因分析：AACaCaRaRiCiCcCRUiUoUoU(a)(b)Ua 分析：分析：由电压的幅值计算公式可知，若作用在压电元件由电压的幅值计算公式可知，若作用在压电元件上的为静态力（上的为静态力（=0=0），则前置放大器的输入电压为零。），则前置放大器的输入电压为零。此时电荷会通过放大器的输入电阻和传感器本身的泄露电此时电荷会通过放大器的输入电阻和传感器本身的泄露电阻漏掉。即压电式传感器不能用于静态物理量测量。阻漏掉。即压电式传感器不能用于静态物理量测量。3 3、电荷放大器的优点？电压放大器输出与电缆长度有关、电荷放大器的优点？电压放大器输出与电缆长度有关?而电荷放大器输出与电缆长度无关？而电荷放大器输出与电缆长度无关？（1 1）优点：压电元件自身电容和电缆寄生电容不影响电荷）优点：压电元件自身电容和电缆寄生电容不影响电荷放大器输出。放大器输出。（2 2）电压放大器：）电压放大器：ACaUoa a）基本电路图）基本电路图iRaQCFRFUiAGaCFUoUiQCaCcCiGiGFb b）等效电路图）等效电路图（3 3）电荷放大器：）电荷放大器：分析：分析：当当A足够大时足够大时,传感器本身的电容和电缆长短将不影传感器本身的电容和电缆长短将不影响电荷放大器的输出。输出电压只决定于输入电荷响电荷放大器的输出。输出电压只决定于输入电荷Q及及反馈回路的参数反馈回路的参数CF和和RF。