傳感器與機(jī)器視覺 第3章 習(xí)題參考答案.docx

傳感器與機(jī)器視覺（ISBN）楊利 電子工業(yè)出版社思考與練習(xí)題3參考答案【課后習(xí)題3】1、電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理有何區(qū)別？它們各有何特點(diǎn)？這是兩種不同材料的應(yīng)變片，工作原理都是應(yīng)變效應(yīng)。不同在于前者受力時(shí)應(yīng)變常數(shù)會(huì)變化, 而后者不會(huì)。因此前者靈敏度遠(yuǎn)大于后者，不過前者存在溫度偏移。2、試著畫出電阻應(yīng)變式傳感器的兒種測(cè)暈電路？分析各電路的測(cè)鼠靈敏度。即書中的單臂橋、雙臂橋和全橋電路，靈敏度即輸出電壓公式。3、因環(huán)境溫度改變而引起電阻變化的主要因素有哪些？環(huán)境溫度改變會(huì)引起應(yīng)變片應(yīng)變常數(shù)的不溫度。4、什么是壓電效應(yīng)？當(dāng)外力消失后，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(jiǎn)稱壓電效應(yīng)。如果在這些電介質(zhì)的極化方向施加電場(chǎng)，這些電介質(zhì)就在一定方向 產(chǎn)生機(jī)械變形或機(jī)械應(yīng)力。當(dāng)外電場(chǎng)撒去時(shí)，這些變形或應(yīng)力也隨之消失，這種現(xiàn)象稱之為 逆壓電效應(yīng)，或稱之為電致伸縮效應(yīng)。5、常用的壓電材料有哪些？目前壓電材料可分為三大類：第一類是壓電晶體（單晶），它包括壓電石英晶體和其他壓電單 晶；第二類是壓電陶瓷（多晶半導(dǎo)瓷）；第三類是新型壓電材料，又可分為壓電半導(dǎo)體和有機(jī) 高分子壓電材料兩種。6、常見的電感傳感器有哪些類型？根據(jù)轉(zhuǎn)換原理，W.將電感式傳感器分為自感式、互感式和電渦流式三種。根據(jù)結(jié)構(gòu)型式，可. 將電感式傳感器分氣隙型和螺管型兩種。7、什么是零點(diǎn)殘余電壓？主要跟哪些因素相關(guān)？零點(diǎn)殘余電壓主要是由傳感器的兩次級(jí)繞組的電氣參數(shù)與幾何尺寸不對(duì)稱，以及磁性材料的 非線性等問題引起的。零點(diǎn)殘余電壓的波形十分復(fù)雜，主要由基波和高次諧波組成?；óa(chǎn) 生的主要原因是：傳感器的兩次級(jí)繞組的電氣參數(shù)和幾何尺寸不對(duì)稱，導(dǎo)致它們產(chǎn)生的感應(yīng) 電勢(shì)的幅值不等、相位不同，因此不論怎樣調(diào)整銜鐵位置，兩線圈中感應(yīng)電勢(shì)都不能完全抵 消。高次諧波中起主要作用的是三次諧波，產(chǎn)生的原因是由于磁性材料磁化曲線的非線性（磁飽和、磁滯）。零點(diǎn)殘余電壓一般在幾十亳伏以下，在實(shí)際使用時(shí)，應(yīng)設(shè)法減小否則將 會(huì)影響傳感器的測(cè)量結(jié)果。8、什么是渦電流效應(yīng)？簡(jiǎn)述渦流式傳感器的工作原理。渦流式傳感器的原理是利用金屬體在交變磁場(chǎng)中的渦電流效應(yīng)。如圖3-37所示，一塊金屬 板置于一只線圈的附近。根據(jù)法拉第定律，當(dāng)傳感器線圈通以正弦交變電流L時(shí)，線圈周 圍空間必然產(chǎn)生正弦交變磁場(chǎng)用，使置于此磁場(chǎng)中的金屬導(dǎo)體中感應(yīng)渦電流，2又產(chǎn) 生新的交變磁場(chǎng)”2。根據(jù)楞次定律，的作用將反抗原磁場(chǎng)用，導(dǎo)致傳感器線圈的等效阻 抗發(fā)生變化。9、某試件受力后，應(yīng)變?yōu)?x10-3,己知應(yīng)變片的靈敏度為2,初始值120。，若不計(jì)溫 度的影響，求電阻的變化量偵。下圖為一直流應(yīng)變電橋，假設(shè)圖中Uj=4V,R、 R.) = Rr = R = 120£1,求(1) 怡為金屬應(yīng)變片，其余均為外接電阻，當(dāng)叢的增量為宜=1.2。時(shí)，電橋的輸出電壓是多少？ Uo= A/?/(4R)*Ui=1.2/4/120*4=0.01V(2) 怡和與為金屬應(yīng)變片，且批號(hào)相同，感受應(yīng)變的大小相同，極性相反，R、= *=1.2。時(shí)，電橋的輸出電壓是多少？Uo=A/? /(2R)*Ui=1.2/2/120*4=0.02V10、卜圖為用電渦流式傳感器構(gòu)成的液位監(jiān)控系統(tǒng)。通過浮子1與杠桿帶動(dòng)渦流板2上下位 移，由電渦流式傳感器3發(fā)出信號(hào)控制電動(dòng)泵的開啟而使液位保持一定。請(qǐng)分析該液位監(jiān)控 系統(tǒng)的工作過程。L浮子；2-渦流板；3-電渦流式傳感器當(dāng)液位升高時(shí)，浮子1上升，渦流板2下移，與電渦流式傳感器3更近，傳感器輸出信號(hào)增 大。