傳感器與機器視覺 第3章 習題參考答案.docx

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1、《傳感器與機器視覺》（ISBN） 楊利 電子工業(yè)出版社 思考與練習題3參考答案 【課后習題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？ 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應(yīng)變常數(shù)會變化, 而后者不會。因此前者靈敏度遠大于后者，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暈電路？分析各電路的測鼠靈敏度。 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)？ 當外力消失后，又

2、恢復(fù)不帶電原狀；當外力變向，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)。如果在這些電介質(zhì)的極化方向施加電場，這些電介質(zhì)就在一定方向 產(chǎn)生機械變形或機械應(yīng)力。當外電場撒去時，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 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)

3、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、 什么是零點殘余電壓？主要跟哪些因素相關(guān)？ 零點殘余電壓主要是由傳感器的兩次級繞組的電氣參數(shù)與幾何尺寸不對稱，以及磁性材料的 非線性等問題引起的。零點殘余電壓的波形十分復(fù)雜，主要由基波和高次諧波組成。基波產(chǎn) 生的主要原因是：傳感器的兩次級繞組的電氣參數(shù)和幾何尺寸不對稱，導(dǎo)致它們產(chǎn)生的感應(yīng) 電勢的幅值不等、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）。零點殘余電壓一般在幾十亳伏以下，在實際使用時，應(yīng)設(shè)法減小否則將 會影響

4、傳感器的測量結(jié)果。 8、 什么是渦電流效應(yīng)？簡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，當傳感器線圈通以正弦交變電流L時，線圈周 圍空間必然產(chǎn)生正弦交變磁場用，使置于此磁場中的金屬導(dǎo)體中感應(yīng)渦電流，‘2又產(chǎn)? ? ? 生新的交變磁場”2。根據(jù)楞次定律，％的作用將反抗原磁場用，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.

5、) = Rr = R\ = 120￡1,求 (1) 怡為金屬應(yīng)變片，其余均為外接電阻，當叢的增量為宜=1.2。時，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，且批號相同，感受應(yīng)變的大小相同，極性相反，△R、= = △*=1.2。時，電橋的輸出電壓％是多少？ Uo=A/? /(2R)*Ui=1.2/2/120*4=0.02V 10、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與杠桿帶動渦流板2上下位 移，由電渦流式傳感器3發(fā)出信號控制電動泵的開啟而使液位保持一定。請分析該液位監(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 當液位升高時，浮子1上升，渦流板2下移，與電渦流式傳感器3更近，傳感器輸出信號增 大。