传感器 第四版答案 机械工业出版社_唐文彦.pdf

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1、 特别说明特别说明 此资料来自百度文库（http:/ 此文档原地址来自 感谢您的支持 抱米花 http:/ h t t p:/w e n k u.b a i d u.c o m/v i e w/a e d 41f f 59e 314332396893a d.h t m l?f r o m=r e c&p o s=1&w e i g h t=17&l a s t w e i g h t=3&c o u n t=51第一章思考与1、什么是感器的特性？它有哪些性能指？答：输入量常量或变化很慢情况下，输出与输入两者之间的系感器的特性。它的性能指有：性度、重复性、灵敏度与灵敏度差、分辨率与值、定性、温度

2、定性、抗干扰定性和差（量不确定性或精度）。2、感器动特性取决于什么因素？答：感器动特性取决于感器的成和输入量，于不同的成（接触、模拟、字等）和不同形式的输入量（正弦、跃、脉冲等）其动特性和性能指不同。3、某感器定相差2%FS，度值输出50m V，求可能出的最大差（以m V）。感器使用在刻度的1/2和1/8算可能生的百分差。并由此明使用感器适量程的重要性。已知：FS%2=,m VyFS50=；求：m=？解：%100=FSmy；m VyFSm1%100=若:FSFSy y211=:%4%100251%1001=FSmy若:FSFSy y812=:%16%10025.61%1002=FSmy由此明,

3、在量一般被量接近量程(一般量程的2/3以上),得的值差小一些。4、有一个感器，其微分方程x y d t d y15.03/30=+，其中y输出电（m V），x输入温度（0C），求感器的间常和灵敏度k。已知：x y d t d y15.03/30=+；求：=？，k=?解：x y d t d y15.03/30=+化准方程式：x y d t d y05.0/10=+与一感器的准方程：k x yd td y=+比有：=)/(05.0)(100Cm Vk s5、已知某二系统感器的自振率f0=20kHz,阻尼比=0.1，若要求感器的输出幅值差小于3%，确定感器的工作率范。已知：f0=20kHz,=0.1

4、。求：%3的工作率范。解：二感器率特性(p 14-130式)22222)2()1()(=k k%3)2()1(11)(2222=k k k式中：=1.0816.1252000s k Hz f有：+k Hz k Hz7.1737.2195.098.095.098.02122223由（2）式：k Hz3.1760011.198.0011.198.0212222即：k Hz k Hz k Hz3.1767.1737.210取：k Hz7.210有：k Hz k Hz f44.32/7.210=第二章思考与1、何金属的电阻变效？怎样利用种效制成变片？答：（1）金属在外力作用下发生机械变形，其电阻值发生

5、变化，种象金属的电阻变效。（2）变片是利用金属的电阻变效，金属成形，敏感。并其粘在基片上制成。把金属成形相于多段金属的串联是增大变片电阻，提高灵敏度，2、什么是变片的灵敏系？它与电阻的灵敏系有何不同？什么？答：（1）变片的灵敏系是指变片安装于件表面，在其方向的向力作用下，变片的阻值相变化与件表面上安装变片域的向变之比。RRk/=（2）实表明，电阻变片的灵敏系恒小于电阻的灵敏系其原因除了粘递变形失真外，存在有恒向效。3、于箔式变片，什么增加两端各电阻条的截面便能减小向灵敏度？4答：于箔式变片，增加两端弧部分尺寸尺寸大得多（弧部分截面大），其电阻值小，因而电阻变化量也小。所以其向灵敏度便减小。4、

6、用变片量，什么必采用温度补措施？答：用变片量，由于境温度变化所引起的电阻变化与件变所造成的电阻变化几乎有相同的量，从而生很大的量差，所以必采用温度补措施。5、一变片的电阻R=120，k=2.05。用作变800m/m的感元件。求R和R/R；若电源电U=3V，求初始平衡惠斯登电桥的输出电U0。已知：R=120，k=2.05，=800m/m；求：R=？，R/R=？U=3V，U0=？解：RRk/=1968.012080005.21064.180005.2/3RkRk RR解：初始电桥平衡（等臂电桥）URRU=410m VURRU23.131064.1414130=6、在材料钢的实心柱形件上，沿和周方向

7、各一片电阻120的金属变片R1和R2，把两变片接入差动电桥（参看2-9a）。若钢的泊松系=0.285，变片的灵敏系k=2，电桥电源电U=2V，件受向拉伸，得变片R1的电阻变化值R=0.48,求电桥的输出电U0。2-9a差动电桥已知：R1=R2=120，=0.285，k=2，U=2V，R1=0.48，R1/R1=0.48/120=0.004求：U0=？解：RRk/=5m mkRR/2000002.02004.0/111=又12=rrLL0.00114002.0285.021222=k k RR设：R1=R2=R3=R4=R，电桥若四臂电阻都变其输出：URRRRRRRRU)(432132410+=

8、有：URRRRRRRRURRRRRRRRRRRRRRRRURRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRURRRRRRRRRRRRRRRRURRRRRRRRRRRRRRRRU)(412222422224)2)(2()1)(1()1)(1()()()(3322441144332211332244114422332244113311443322113322332244114411443322113322441144332211332244110+=+=+=本：04433=RRRRm VURRRRU57.22)00114.0004.0(41)(4122110=+=7

9、、金属变片与半体变片在工作原理上有何不同？答：金属变片的工作原理是：金属变片在外力的作用下，变片的几何尺寸（长度和截面）发生变化（机械形变）而引起变片的电阻改变，运用它的系实量目的。其灵敏系（k1+2）主要是材料几何尺寸变化引起的。半体变片的工作原理是：半体变片受到作用力后，变片的电阻率发生变化，而引起变片的电阻值改变。其灵敏系（k=/）主要是半体材料的电阻率随变变化引起的。补充补充补充补充：已知四个相同的变片，灵敏度k，泊松系，在件上粘如。接入电桥6如（A）（B）（C）（D）求：ADACABUUUUUU、解：各变片电阻的相变化1号变片：k k RR=11112号变片：k k RR=22223

10、号变片：k k RR=33334号变片：k k RR=4444由式：URRRRRRRRU)(41332244110+（a）：k UURRUA4)(4111=（b）：k UURRRRUB2)(414411=+（c）：)1(2)(4)(4133224411+=+=+=k Uk k k k UURRRRRRRRUC7（d）：0)(4)(4133224411=+=+=k k k k UURRRRRRRRUD所以：040)1(24)1(2242=+=+=k UUUk Uk UUUk Uk UUUADACAB第三章思考与1、何电感式感器？它是基于什么原理行的？答：电感式感器是利用电磁感原理被量成圈自感量或

11、互感量的变，再由量电路电或电流的变化量输出的一种装置。它是基于电磁感原理行的。2、减小零电的有效措施有哪些？答：（1）量使两个圈设使上下磁路，制造使上下磁性材料特性一致，磁筒、磁盖、磁芯要配套挑，圈排列要均，松要一致，最好每的匝都相等。（2）减小磁化曲的非性由于磁化曲的非性生零电的高次波成分，所以用磁化曲性的磁芯材料或整工作点，使磁化程在磁化曲的性。（3）使振变器二次，两个二次电的相位相同在一次圈上并联一个电容，并整电容大小使两个二次电的相位相同。3、流式感器有何特点?它有哪些用：答：流式感器的特点是构，易于行非接触的量，灵敏度高，适性强。它的用有四个方面：（1）利用位移变量，可做成量位移、厚

12、度、振幅、振、速等感器，也可做成接近、器等；（2）利用材料的电阻率作变量，可做成量温度、材判等感器；（3）利用磁率作变量，可做成量力、硬度等感器；（4）利用三个变量的合影响，可做成探装置。4、比流感器的几种用电路的优缺点？答：交流电桥电路：性好、温度定性高，但存在零点余电及量范小；振电路：电路，灵敏度高，但性度差及范更小；正反电路：量范大，是电桥的2至3倍，但电路复。5、有一4极感感同步器，设h=5m m、=150、=0.15m m、r=6.5m m、N1=N2=900匝，磁电流I1=35m A、f=400Hz,求：输出信号的灵敏度k（m V/d e g）=?磁电u=?第四章思考与81、如何改

13、善式变极距型电容感器的非性？答：于变极距式电容器由于存在着原理上的非性，所以在实际用中必要改善其非性。改善其非性可以采用两种方法。（1）使变极距电容感器工作在一个小的范（0.01m至零点几毫米），而且最大小于极板间距的1/51/10。（2）采用差动式，理分析表明，差动式电容感器的非性得到很大改善，灵敏度也提高一倍。2、式变面型平板形位移电容感器，两极板相覆盖部分的度4m m，两极板的间隙0.5m m，极板间介空气，求其灵敏度？若两极板相移动2m m，求其电容变化量。（答案0.07p F/m m,0.142p F）已知：b=4m m，=0.5m m，0=8.851012F/m 求：（1）k=?；

14、(2)若a=2m mC=?。解：如所示a b SC=；aCk=；p Fm mm m m m m m p Fa b b a a a b C142.05.024/1085.8)(3000=m m p Fm mp FaCk/07.02142.0=3、画出并明电容感器的等效电路及其高和低的等效电路。答：电容感器的等效电路：其中：r：串联电阻串联电阻串联电阻串联电阻（引引引引、焊接点焊接点焊接点焊接点、板极等的等效电阻板极等的等效电阻板极等的等效电阻板极等的等效电阻）；）；）；）；L：分布电感分布电感分布电感分布电感（引引引引、焊接点焊接点焊接点焊接点、板极构生的板极构生的板极构生的板极构生的）；）；）

15、；）；CP：引电容引电容引电容引电容（引引引引、焊接点焊接点焊接点焊接点、量电路等形成的总寄生电容量电路等形成的总寄生电容量电路等形成的总寄生电容量电路等形成的总寄生电容）C0：感器本身电容感器本身电容感器本身电容感器本身电容；Rg：漏电阻漏电阻漏电阻漏电阻（极板间介漏电耗极板与外界的漏电耗电阻极板间介漏电耗极板与外界的漏电耗电阻极板间介漏电耗极板与外界的漏电耗电阻极板间介漏电耗极板与外界的漏电耗电阻）低等效电路和高等效电路分（a）和(b)：94、设电容感器主要考哪几方面因素答：电容感器主要考四个几方面因素：(1)减小境温度度等变化所生的影响，保材料的性能；（2）消除和减小边效；（3）减小和消

16、除寄生电容的影响；（4）防止和减小外界干扰。5、何“电缆动技”？采用它的目的是什么？答：电缆动技，即：感器与量电路前置间的引双屏蔽电缆，其屏蔽与信号输（即电缆芯）通1：1放大器而等电位，从而消除了芯与屏蔽之间的电容。由于屏蔽上有随感器输出信号等大变化的电，因此“动电缆”。采用“电缆动技”的目的是减小或消除寄生电容的影响。6、画出电容式加速度感器的构示意，并明其工作原理。答：电容式加速度感器的构示意：其中：1、5两个固定极板；2壳体；3支撑簧片；4量块；A面和B面固定在量块上的电容器的极板。量垂直方向上直加速度，感器的壳体2固定在被振动体上，振动体的振动使壳体相量块运动，因而与壳体固定在一起的两

17、固定极板1、5相量块4运动，致使上固定极板5与量块4的A面成的电容器Cx 1以及下固定极板与量块4的B面成的电容器Cx 2随之改变，一个增大，一个减小，它的差值正比于被加速度，而实量加速度的目的。7、什么是电容式集成感器？它有何特点？答：运用集成电路工艺把电容敏感元件与量电路制作在一起构成电容式集成感器。她的核心部件是一个被量敏感的集成电容器。集成电容感器的特点是：体小、输出阻抗小、可批量生、重复性好、灵敏度高、工作温度范、功耗低、寄生电容小等特点。补充补充补充补充：已知差动式极距型电容感器，原始极距0=0.25m m，极板直D=38.2m m，采用电桥作电路，感器两电容分串接R=5.1K的电

18、阻作电桥两臂，另两臂固定电容C=0.001F，电桥供电电U=60V，率f=400Hz，求：感器灵敏度；动极板位移=10m，输出电有效值多大。已知:0=0.25m m；D=38.2m m；R=5.1K；C=0.001F；U=60V；f=400Hz；=10m。10求：k=?；U0=?解：20)2/(DSC=+=+=+=0023020000200020202)2/()()(1)2/()/11()2/()2/()2/(DDDDDCL+=+=UZZZZZZZZZZUZZZZZZZZU)()()()(43213224114321324100211Cj RZZ+=、Cj ZZ143=2002000001)/

19、11()(1)(11Cj CCCCj CCCCCj CCj RCj RZ+=+=+=同理：202Cj CZ=有：+=+=+=+=+=+=URCCRj CUCRCRj CCUCRj CCUCj RCj CUCj Cj RCj Cj CCj RCj Cj CCj RUZZZZZZZZZZU1)(2)/1()/1()(2)/1(/)/1(2/)1(422)1(21)1(1)1()()()(200202020020020020020043213224110所以：11URCUCRCCURCCCU1)(1)(211)(12200002002000+=+=+=：m Vm m Vm m m m m m FHz

20、 m m VDf RURCUUk/5.461/4615.0125.0/)2/2.38()/1085.8(101.5400225.0601/)2/(21)(2293202002000=+=+=+=m VVm m Vk URCU615.410615.41010/5.4611)(362000=+=第五章思考与1、述磁电感式感器的工作原理。磁电感式感器有哪几种类型？答：磁电感式感器是以电磁感原理基的，根据法拉第电磁感定律可知，N匝圈在磁中运动切割磁力或圈所在磁的磁通量变化，圈中所生的感电动e的大小取决于穿圈的磁通的变化率，即：d td Ne=根据个原理，可磁电感式感器分恒定磁通式和变磁通式两类。2、某

21、些磁电式速度感器中圈骨架什么采用骨架？答：某些磁电式速度感器中圈采用骨架是因圈在磁路系统气隙中运动，骨架中感生流，形成系统的电磁阻尼力，此阻尼起到衰减固有振动和展率响范的作用。3、何磁电式速度感器的圈磁效，如何补？答：圈磁效是指磁电式速度感器的圈中感电流生的磁恒定磁作用，而使其变化。如公式v Bl Ne0=知，由于B的变化而生量差。补方法通常是采用补圈与工作圈串接，抵消圈中感电流磁恒定磁的影响。4、什么磁电感式感器在工作率高的灵敏度，会随率增加而下降？答：由理推到可得感器灵敏度与率系是：402020220220)(1)(1)2()1()(=+=NBl v e k v NBl ev取振动率低于感

22、器固有率，种感器的灵敏度是随振动率变化；振动率大于固有率，感器的灵敏度基本上不随振动率而变化，而近似常；振动12率更高，圈阻抗增大，感器灵敏度随振动率增加而下降。5、变磁通式感器有哪些优缺点？答：变磁通式感器的优点是境条件要求不高，能在150+900C的温度条件下工作，而不影响量精度，也能在油、水、灰等条件下工作。缺点主要是它的工作率下限高，50Hz，上限可达100k Hz，所以它只适用于动量量，不能量。6、什么是霍尔效？霍尔式感器有哪些特点？答：金属或半体薄片置于磁中，有电流流。在垂直于电流和磁的方向上生电动，种物理象霍尔效。霍尔感器的特点是构、体小、固、率响（从直流到微波）、动范（输出电动

23、的变化范）大、无触点、使用寿命长、可靠性高、易于微型化和集成化。但它的率低，温度影响大，在要求精度高必行温度补。7、某霍尔元件l、b、d尺寸分1.0c m0.35c m0.1c m，沿l方向通以电流I=1.0m A，在垂直于l b面方向加有均磁B=0.3T，感器的灵敏度系22V/AT，求其输出霍尔电动及流子度。已知：lbd=1.0c m0.35c m0.1c m；I=1.0m A；B=0.3T；kH=22V/AT；求：UH=?；n=？解：如IBkdIBRn e dIBUHHH=VIBk UHH33106.63.0100.122=而：n e dkH1=n=314319/11084.2101.01

24、06.12211m e d k nH=8、分析霍尔元件输出接有RL，利用恒源和输入回路串联电阻R行温度补的条件。如，设：t 0，灵敏系kH0；输入电阻Ri 0；输出电阻RO0。13t，灵敏系kHt；输入电阻Ri 0；输出电阻ROt。两者系：+=+=+=)1()1()1(000t RRt RRt k ko o t i i t HHt因：IBk UHH=；而：)/(iRRVI+=所以：i HHRRVBk U+=；：)(i LOLHLOLHLRRRRRVBk RRRUV+=+=VL不随温度t变化的条件是：Lt LVV=0而：+=+=)()1()1()1(0000000i OLHLl i OLHLl

25、tRRRRk VBRVt RRt RRt k VBRV即有：)()1()1()1(000000i OLHLi OLHLRRRRk VBRt RRt RRt k VBR+=+t RRRRRRRRRRRRi Oi OLo i i OL+=+00000000)()()(若忽略Ro的影响，即RO0=0，有：0iRR=9、明霍尔式位移感器的输出UH与位移x成正比系。答：因霍尔电：IBk UHH=，若I一定，而使霍尔元件在一个沿空间均梯度的磁中运动即：x k B1=。有：k x x Ik k UHH=1，所以霍尔式位移感器的输出UH与位移x成正比系。10、霍尔式速度感器和磁电感式速度感器相比，各有哪些特点

26、。答：霍尔式速度感器能量慢速运动物体的速度。另外它的信号处理电路通常也集成在一起封装的，无需外加信号处理电路，提高了抗干扰能力，并且，大多霍尔式速度感器输出的是字信号，所以它与字、微机及PLC兼容。而磁电感式速度感器不适合于量低速运动的物体。其输出模拟信号，若要输出字信号需要附加处理电路，另外，磁电感式速度感器可以用于高温度的境，工作温度超300度，而前者工作温度范小。第六章思考与141、什么是电效？答：沿着一定方向某些电介加力而使其变形，在一定表面上生电荷，外力取消，又重新回到不电，一象正电效。在某些电介的极化方向上施加电，些电介在一定方向上生机械变形或机械力，外加电散去，些变形和力也随之消

27、失，此即逆电效。2、什么电感器不能量物理量？答：电元件送入放大器的输入电22233)(1i c a m i mCCCRRFd U+=由上式可知，用作用在电元件上的力是力（=0），前置放大器输入电等于零。因电荷就会通放大器的输入电阻和感器本身的泄漏电阻漏掉。所以电感器不能量物理量。3、电式感器中采用电荷放大器有何优点？什么电灵敏度与电缆长度有？而电荷灵敏度与电缆长度无？答：p 115补充补充补充补充：1、有一电晶体，其面20m m2，厚度10m m，受到力p=10MPa作用，求生的电荷及输出电：零度X切的向石英晶体；利用向效之Ba Ti O3（电陶瓷）。已知：S=20 m m2，=10m m，P

28、=10MPa，求：Q=？，V=？解：PSd Fd Q1111=而：)/(1031.21211Nc d=c PSd Q10111062.4=又SQSQCQUr r a00)/(/=而：)/(1085.85.412-0m Fr=、)(8.5797/0VSQCQUr a=解PSd Fd Q3333=而：)/(10901233Nc d=c PSd Q833108.3=同上：又SQSQCQUr r a00)/(/=而：)/(1085.8120012-0m Fr=、)(3.1788/0VSQCQUr a=152、某电晶体的电容1000p F;Kq=2.5C/c m,Cc=3000p F,示波器的输入阻抗1

29、M和并联电容50p F,求；电晶体的电灵敏度；量系统的高响如系统允的量幅值差5%,可最低率多少？如率10Hz,允差5%,用并联方式，电容值是多少？已知：p FCMRp FCNc k p FCi i c q a5013000/5.21000=；求：?%,5,10?%5/)(?=i LLCLm i m VVCHz f f FUk k并联电容，高响，解a q VCk k/=)/(105.29NVkV=解依据教材p 113(6-14)式i c a m i m VCCCd FUk+=33/)(；而：3333/d FFd FQkq=)/(1017.68NVCCCk ki c a q V=+=解依据教材p

30、113(6-15)式因：222)(1)()(i c a i c aCCCRCCCRk+=高响：1)(*=k k而：%5)(*kk kL：%95)(1)()(222+=i c a i c aCCCRCCCRk其中：;2405010/6=+=LLi c a i i af p FCCCRRRR解得：Hz fLCL5.1192=16解因：%5)(*kk kL：%95)(1)()(222+=i c a i c aCCCRCCCRk其中：=f Hz f RRRRi i a21010/6，解得：p FCCCCc a48447=+=3、用石英晶体加速度及电荷放大器量机器的振动，已知：加速度灵敏度5p C/g,

31、电荷放大器灵敏度50m V/p C,机器达到最大加速度值相的输出电幅值2V,求机器的振动加速度。已知：k a=5p C/g，k q=50m V/p C，Vo m a x=2V求：am a x=？解：因：QVk a Qkq a/0=；有：a k k Vq a=0所以：g k k Vaq a8m a x 0m a x=4、石英晶体电式感器，面1c m2，厚度1m m，固定在两金属板之间，用量通晶体两面力的变化。材料的性模量是91010Pa,电荷灵敏度2p C/N,相介电常是5.1，材料相两面间电阻是1014。一个20p F的电容和一个100M的电阻与极板相。若所加力F=0.01s i n(103t

32、)N,求；两极板间电峰一峰值；晶体厚度的最大变化。已知：S=1c m2，=1m m，E=91010Pa，k q=2p C/N，r=5.1，Ra=1014，Ci=20p F，Ri=100M，F=0.01s i n(103t)N，Fm a x=0.01 N，=103求：Vo p-p=?m a x=？解由知)()(0i a i aCCj GGIU+=17而：=Qjd td QI所以：2220)()(i a i aCCGGQU+=：2220)()(i a i a m mCCGGQU+=又因：p CFk Qm q m02.001.02=有：Vo p-p=2Uo m=1.5m V解因：/=SFE有：ESF

33、=即有：ESFm m=所以：mESFm m12m a x102.222=第七章思考与1、光电式感器常用光源有哪几种，哪些光源可用作外光源？答：光电式感器常用光源有自然光源和人造光源，人造光源包括射光源、气体放电光源、电致发光光源和激光光源。可作外光源的有白炽灯、Nd：YAG固体激光器、氦氖激光器、半体激光器和染料激光器等。2、光电式感器常用接收器件有哪几种，各基于什么原理各有什么特点？答：光电式感器常用接收器件按原理可分探器和光子探器两类。探器是基于光射与物相互作用的效。它其特点是：波长有性（具有广和平坦的光响），只与接收到的总能量有，适于外探。而光子探器是基于一些物的光电效，即利用光子本身能

34、量激发流子。其特点是：具有一定的截止波长，只能探短于一波长的光，但它的响速度快，灵敏度高，使用广泛。3、电荷藕合器件有哪几种，各有那几部分成？答：电荷藕合器件有电荷耦合器件和面电荷耦合器件。它由MOS光敏元和出移位寄存器成。4、电荷藕合器件中的信号电荷是如何输的？答：以典型的三相CCD例明CCD电荷移的基本原理。三相CCD是由每三个一的间隔密的MOS构成的列。每相隔两个的电极接到同一动信号上，亦钟脉冲。三相钟脉冲的波形如下所示。在t 1刻，1高电位，2、3低电位。此1电极下的表面最大，阱最深。假设此已有信号电荷（电子）注入，电荷就被存在1电极下的阱中。t 2刻，1、2高电位，3低电位，1、2下

35、的两个阱的空阱深度相同，但因1下面存有电荷，1阱的实际深度比2电极下面的阱，1下面的电荷向2下移，直到两个阱中具有同样多的电荷。t 3刻，2仍18高电位，3仍低电位，而1由高到低变。此1下的阱逐变，使1下的剩余电荷向2下的阱中移。t 4刻，2高电位，1、3低电位，2下面的阱最深，信号电荷都被移到2下面的阱中，与t 1刻的情况相似，但电荷包向右移动了一个电极的位置。经一个钟周期T后，电荷包向右移三个电极位置，即一个周期（也一位）。因此，钟的周期变化，就可使CCD中的电荷包在电极下被移到输出端，其工作程从效果上看类似于字电路中的移位寄存器。5、述利用CCD行工件尺寸量的原理及量系统的成。答：利用C

36、CD行工件尺寸量的原理是根据工件成像轮廓覆盖的光敏元的量算工件尺寸据。如果在光学系统放大率1/M的装置中，有：Md Nd L)2(=式中：L工件尺寸；N覆盖的光敏元；d相邻光敏元中心距离（2d像末端两个光敏元之间可能的最大差）。CCD量系统由光学系统、像感器和微处理机等成。6、述用一PSD行距离量的原理。答：一PSD构如下：由于向光电效，PSD工作在反向偏（公用极3正电），流经电极1、2的电流I1和I2与入射光的强度和入射光点的位置有。如下式：0101)21(21)21(21IXLIIXLIAA+=由上两式得：LIIIIXA121221+=式中：XA入射光点位置；LPSD的长度。然，通I1与I

37、2可确定入射光点位置XA。197、利用由斯乃尔定律推出的界角c表达式，算水（n=1.33）与空气（n1）分界面的c的值。已知：n0=1；n1=1.33求：c=？解：=s i n s i n01n n而：/=900，=c01075.48)33.1/1a r c s i n()/a r c s i n(=n nc8、求n1=1.46,n2=1.45的光纤的NA值；若外部的n0=1，求最大入射角c =?已知：n1=1.46；n2=1.45；n0=1求：NA=?；m=？解：173.0)10.213.2()(s i n2/12/122210=n n n NAC解：Cn NAs i n0=0096.9a

38、r c s i n=n NAc m9、光纤感器有哪几种制方式?答：光纤感器有3种制方法，即：光强度制型、光相位制型和光偏振制型。10、利用光纤感器行位移量的方法有哪些？述其工作原理。答：利用光纤感器行位移量主要有反射方式和瞬逝波方式两种方法。反射式光纤感器工作原理是从发射光纤出射的光经被物表面直接或间接反射后，由接收光纤到光电器件上，光量随反射面相光纤端面的位移而变化而实量位移的目的。瞬逝波光纤感器工作原理是两光纤端面斜切，端面光纤有相同角度，斜面光，以便光再接收光纤头形成全反射。两光纤距离，有光通斜切面耦合到接收光纤。但是，两斜切面非常接近，由于光是一种电磁波，全反射然有光能入相邻介，但电磁

39、波却能入相邻介一定的深度，此电磁波就瞬逝波。所以，两切面距离小于光波波长，有部分光透间隙耦合到接收光纤，距离越近，耦合能量越大，根据此原理，可制成光纤位移感器。11、述光式感器的基本工作原理。答：光式感器是利用光的莫尔条行量。光式感器一般由光源、尺光、指示光和光电器件成。量取两块光常相同的光，其中一块用作尺光，它可以移动（或固定不动），另一块用作指示光，它固定不动（或可以移动），两者刻面相，中间留有很小的间隙相叠合，成光副。其置于光源和透形成的平行光束的光路中，若两光之间有很小的角，在近似垂直于方向上出比距很多的明暗相间的莫尔条，尺光沿垂直于方向每移一个距，莫尔条近似沿方向移一个条间距。用光电

40、器件接收莫尔条信号，经电路处理后用器，可得到尺光移的距离，实量位移的目的。12、莫尔条是如何形成的？它有哪些特性？答：把两光刻面相，中间留有很小的间隙相叠合，其置于光源和透形成的平行光20束的光路中，若两光之间有很小的角，由于两光的相互光作用的果，在近似垂直于方向上出比距很多的明暗相间的莫尔条。莫尔条具有运动有格系、位移放大作用和差平均效等特点。13、分析什么光式感器有高的量精度？14、长、光各有哪些种莫尔条?那些事常用的？15、用四只光敏二极管接受长光的莫尔条信号，如果光敏二极管的响间10-6s ,光的密度501m m,算长光所允的运动速度。16、与激光干涉仪相比，明双激光干涉仪有哪些特点?

41、17、激光微头什么采用激光二极管作光源？18、述激光描长的基本原理。19、述激光多普勒速的基本原理。第七章补充：若要使光纤的最大入射角010=n，纤芯的折射率n1=1.46，外部空气折射率n0=1，确定包采用何种折射率n2的材料。()2122210s i nn n n NAc=()20212s i ncn n n=1.45补充：1、一自感式变气隙型感器，形截面铁芯平均长度12c m，截面1.5c m2，气隙总长0.5m m，平均相磁率r=2000，供电电源率 f=500Hz ,均500匝,直0.1m m.求：圈电感量L0。（0=4107H/m）圈的品因Q(忽略铁)已知已知已知已知：l=12 c

42、 m=0.12m；S=1.5c m2=1.510-4m2；=0.5m m=0.510-3；r=2000；f=500Hz；N=500；d=0.1m m。0=4107H/m；求求求求：L0=？Q=Q=Q=Q=？解解解解 因：L0=NL0=NL0=NL0=N2222/Rm /Rm /Rm /Rm 而而而而 Rm=Rm=Rm=Rm=（l/0000r r r rSSSS）+/0000S S S S 所以所以所以所以:m H84H0.084105.1104/105.0)105.12000104/12.0(500/)/(4734720020=+=+=SSl NLr解 因：Q=Q=Q=Q=L0/R L0/R

43、L0/R L0/R 而而而而:=2f=2500=3141.59 r a d/s；R=R=R=R=l/A/A/A/A；=4108ml=N(4S/)1/2=500(41.510-4/)1/2=21.71 m A=d2/4=0.1210-6/4=7.85410-9m2所以所以所以所以:76.071.2110410854.7084.05002)/(2/8900=Al f LRLQ212、利用某流感器（灵敏度SV=4V/m m）量振动速度和加速度，已知振动率20HZ，得感器输出电VO，P-P=0.4V，求：振动的最大速度和最大加速度。已知：SV=4V/m m；f=20Hz；VO，P-P=0.4V。求：V

44、m=？am=?解：设振动：t Xxms i n=而=2f=220=40 因：SV=u0/x ：t Ut XSx Sum m v vs i n s i n00=而：05.0424.0200=v p p v m mSVSUXm m 所以：22222/8.78880)40(05.0s i n s i n/28.624005.0c o s c o ss m m Xa t a t Xd t d v a s m m XVt Vt Xd t d x vm m m m m m m m=有：有：3、利用某磁电式振动速度感器量振动，其振动率f=20HZ，振幅5m m ，若感器的灵敏度SV=4.88V/m s-1。

45、感器输出电多少？若得率100HZ的某振动的输出电VO，P-P=0.5V。振动体的速度和振幅是多少？已知：f=20HZ；Am=5 m m；SV=4.88V/m s-1；求：m =？；f=100Hz，VO，P-P=0.5V，Vm Vm Vm Vm=？；？；？；？；AAAAm=m=m=m=？。？。？。？。解解解解：设设设设振动振动振动振动：t Axms i n=而而而而:=2=2=2=2f：t Ad td x vmc o s=Vm=Am=2f Am=2205m m =0.6283 m s-1因因因因：SSSSV V V V=U=U=U=U/V/m s-1所以所以所以所以：UUUUm =Sm =Sm

46、=Sm =SVVVVm =4.880.6283=3.066 V 解 因：m=UUUUm/m/m/m/SSSSVVVVUUUUm =m =m =m =0.5 VO，P-P=0.50.5V=0.25V 所以所以所以所以：m=0.25/4.88=0.0512 m s-1AAAAm m m m=m/2f f f f =0.0512/(2100)=8.1510-5m =81.5m 4、变极距式电容感器的初始极距0=1m m ，要求电容感器理相非性差小于0.1%，允的最大量范m a x=？真实值：=00CC；量值：00=CC22因：0000000=CCCCCCL所以：m m m mL001.01001.0

47、0m a x=5、推变极距平板型电容感器的理灵敏度和非性相差的表示式 CCCC0000=S/S/S/S/0000C=C=C=C=S/(S/(S/(S/(-)-S/S/S/S/0000=C=C=C=C0 0 0 0(1(1(1(1-/0000)-1111-1111=CCCC0000/00001+1+1+1+/0000+(+(+(+(/0000)2222+(+(+(+(/0000)3333+CCCC0 0 0 0/0000(1+(1+(1+(1+/0000)(/0000 1)1)1)1)理灵敏度理灵敏度理灵敏度理灵敏度:KKKK =CCCC/=CCCC0000/0000=SSSS/（0000）2222或或或或:KKKK =（CCCC/CCCC0000）/=1/=1/=1/=1/0000非性相差非性相差非性相差非性相差:LLLL CCCC0 0 0 0/0000(1+(1+(1+(1+/0000)-CCCC0 0 0 0/0000/CCCC0 0 0 0/0000=/0000