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第一章答图（a）和图⑹的输出电流为Iab=Il-I2,图（c）和图（d）在电路中各用什么符号表示？
1.5大热功量温度、压力、物位、流量、成分的输出电压为Uab=Uac-Ubc当衔铁位于零位时，11=答光电效应一般分为外光电效应、光导效应和光生伏特效
2.传感器能把外界非电信息转换成电信号输出的装置12,Uac=Ubc,故Iab=0,Uab=0;当衔铁位于零位以上时，Il12,应，相对应的光电器件也有以下三种类型
1、光电发射型能把被测非电量转换为可用非电量的装置为敏感器异同UacUbc,故Iab0,Uab0;当衔铁位于零位以下时，光电器件，有光电管和光电倍增管；
2、光导型光电器件，敏感器与传感器虽然都是对被测非电最进行转换，但敏感器IlI2,UacUbc,故Iab0,Uab0因此通过lab和Uab的正负有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管；
3、光伏型光电器是把被测非电量转换为可用非电量,而不是象传感器那样把可判别衔铁移动方向又因为lab和Uabd大小与衔铁位移件，有光电池非电量转换成电量理论上讲,U种敏感器，N种传感器和成正比，因此通过lab和Uab的大小可判别衔铁位移的大小
10、光电传感器有哪几种常见形式各有哪些用途？答有3种仪表电路的排列组合可产生出（M*N*3）种非电量检测
11、涡流式传感器的主要优点是什么？5种常见形式
1、透射式，可用于测量液体、气体和固体仪表的透明度和混浊度；
2、反射式，可用于测量表面粗糙度等答其主要优点是可实现非接触式测量
3.非电量电测法有哪些优越性
12、反射式涡流传感器与透射式涡流传感器有何异同？参数；
3、辐射式，可用于光电高温计和炉子燃烧监视装置；答1）便于采用电子技术，用放大和衰减的办法灵活地
4、遮挡式，可用于测量物体面积、尺寸和位移等参量；
5、答相同点都包含有产生交变磁场的传感器线圈（激改变测量仪器的灵敏度，从而大大扩展仪器量程2）电子开关式，可用于
①开励线圈）和置于该线圈附近的金属导体，金属导体内，都产测量仪器具有极小的惯性，既能测量缓慢变化的量，也可测关，如光电继电器；
②计数，将光脉冲转换为电脉冲进行产生环状涡流不同点反射式涡流传感器只有产生一个交变量快速变化的量，具有很宽的频带3）把非电量变成电信品计数或是测量转速等；
③编码，利用不同的码反映不同的磁场的传感器线圈，而透射式涡流传感器有两个线圈发射号后，便于远距离传送和控制，这样就可实现远距禽的自动参数线圈（激励线圈）L
1、接收线圈L2,分别位于被测金属板的测量4）把非电量转换为数字电信号，不仅能实现测量结
11、试说明怎样增大或减少霍尔式钳形电流表的灵敏度？两对侧果的数字显示，而且更重要的是能与计算机技术相结合，便答由公式（5-5T3）可见，增大（或减少）霍尔片控制电第5章、于用计算机对测量数据进行处理，实现测量的微机化和智能流可增大（或减少）霍尔式钳形电流表的灵敏度被测电流导
8、试证明热电偶的中间温度定律和标准电极定律（见答化线如果在硅钢片圆环上绕几圈，电流表灵敏度便会增大几倍案）
4.常见的检测仪表有哪几种类型？画出其框图，简述其工作用这种办法可成倍地改变霍尔式钳形电流表的灵敏度和量
1、,间导体定律一一若中间导体两端温度相同，则原理程答普通模拟式检测仪表、普通数字式检测仪表、微机EABC（T，T）=EAB（T,TO）
12、为什么霍尔元件会存在不等位电压和温度误差？怎样从化电路上采取措施加以补偿？图5-3-2®为例”巡游一周法”答由于工艺上的原因，很难保证霍尔电极C、D装配在同显示器EABC建，3=EAB⑺+EB（T,7；）+E BC（7；）+Ec一等位面上,这时即使不加外磁场，只通以额定激励电流I,（T，T）在CD两甩极间也有电压U0输出，这就是不等位电压U0在整个测量过程中，只是模拟量之间发生转换测量结果用n n指针相对标尺的位置来表示+8区）+七8（Z））+EBA）+EA（TQ,T）的数值是由C、D两截面之间的电阻R0决定的，即U0二IR此外霍尔元件电阻率不均匀或厚度不均匀也会产生不等
二、普通数字式检测仪表因为EB（T,T.）+EB（T”,TO）=EB（T,T°），位电压必须从工艺上设法减小，并采用电路补偿措施补偿的基本思想是把矩形霍尔元件等效为一个四臂电桥，不等位电压相当于该电桥在不满足理想条件R1=R2=R3=R4情况限区）+%区）=0下的不平衡输出电压因而一切使桥路平衡的方法均可作为所以%初）=〃）+/67；）+%）+（%］）不等位电压的补偿措施（b）（）第7章（a）模数转换式一一模拟测量电路把传感器输出的电量=EAB T,T
1、、试说明光纤传光的原理与条件转换成直流电压信号,A/D转换器把直流电压转换成数字，图5・3・2（b）为例巡游一周法”答光导纤维简称光纤，由透光的纤芯和包层以及不透光的最后由数字显示器显示出来（b）脉冲计数式一一信号放大整形后，由计数器进行计EABC（T,TO）=砥8
（7）+EB（T,TQ）+EBC（）+EC尼龙外套组成纤芯内传播的光入射到纤芯和包层的交界面数最后由数字显示器显示出来（4Z）+%（7；））+三（”时，由于纤芯的折射率比包层的折射率大,只要入射角01大于临界角0C,即o2（）=arcsin（n/ni）,光就不会穿过两个2
三、微机化检测系统因为E,（Z）=0介质的分界面，而只会完全反射回来，这种只有反射没有透限*%*见吟+与哈*啜射的情况称为全反射在光纤的入射端，光线从空气（折射率为n0=l）中以入射角6射入光纤纤芯，当入射角6《小e Ne Ne N』储）a a行arcsin（（ni2-n22）/no）W,就会使1c即满足全反射所以E械（TQ=EAC/（「））+/4）+E,4）条件，这样，光线就能在纤芯和包层的界面上不断地产生全反射，呈锯齿形路线在纤芯内向前传播，从光纤的一端以光速传播到另一端，这就是光纤传光原理
2、红外探测器有传感器将被测非电量转换成电量，测量通道对传感器信号进
2、图5T-1（a）磁电式传感器与图4-37（a）自感式传感哪两种类型？二者有何区别？答按其所依据的物理效应可行调理和数据采集，转换成数字信号，送入微机进行必要处器有哪些异同？为什么后者可测量静位移或距离而前者却分为光敏和热敏两大类型，光敏红外探测器是采用电真空光理后，由显示器显示出来并记录下来不能？电器件或半导体光电器件，通过红外辐射的光电效应，把红第4章答相同点:都有线圈和活动衔铁不同点:图5TT（a）磁外辐射的光量变化转换为电量变化热敏红外探测器是采用
2、有源电桥一电桥输出电压10与传感器电阻相对变化AR电式传感器的线圈是绕在永久磁钢上，图4-3T（a）自感式热敏电阻、热电偶和热电堆，通过红外辐射的热电效应,把传感器的线圈是绕在不带磁性的铁心匕后者可测最静位移成线性关系E R红外辐射的热量变化转换为电量变化或距离而前者却不能T“「一万下
3、压电式超声波探头的工作原理是什么？
3、为什么磁电感应式传感器又叫做速度传感器怎样用它测
4、为什么线绕式电位器容易实现各种非线性特性而且分辨答超声波探头按其工作原理可分为压电式、磁致伸缩式、显运动位移和加速度？力比非线绕式电位器低？电磁式等压电式超声波探头是利用压电材料的压电效应来答根据电磁感应定律，磁电感应式传感器的线圈感应电压答由线绕式电位器可见，只有当电刷的位移大于相邻工作的逆压电效应将高频电振动转换成机械振动，以产生与线圈磁通对时间的导数成正比，而实现磁通变化有两种方两匝线圈的间距时，线绕式电位器的电阻才会变化一个台阶超声波正压电效应将接收的超声振动转换成电信号由于式活动衔铁相对磁铁振动或转动，线圈相对磁铁振动或转而非线绕式电位器电刷是在电阻膜上滑动，电阻呈连续变化，压电效应的可逆性，实际应用中的超声探头大多是发射与接动这两种方式产生的感应电压都与振动或转动的速度成正因此线绕式电位器分辨力比非线绕式电位器低收兼用，既能发射超声波信号又能接收发射出去的超声波的比，因此磁电感应式传感器又叫做速度传感器在磁电感应
5、电阻应变片的灵敏系数比应变电阻材料本身的灵敏系数回波，并把它转换成电信号式传感器后面接积分电路可以测最位移，后面接微分电路可小吗为什么？答应变片的灵敏系数k是指应变片的阻值
4、传感器发展的新趋向是什么？以测最加速度因为位移是速度的积分，而加速度是速度的相对变化与试件表面上安装应变片区域的轴向应变之比称答传感器发展的新趋向是1）探索具有新效应的敏感功微分
4、磁电感应式传感器有哪儿种类型它们有什么相同为，而应变电阻材料的应变灵敏系数k0是指应变电阻材料点有什么不同点？能材料，并以此研制出具有新原理的新型物性型传感器；2）的阻值的相对变化与应变电阻材料的应变之比实验表明传感器的集成化和多功能化；3）传感器的智能化；4）研i磁甩感应与专感器有两种类型结构变磁通式和恒磁通kkO,除了黏结层传递应变有损失外，另一重要原因是存在究牛.物感官，开发仿生传感器第8章式相同点都有线圈、磁铁、活动衔铁不同点变磁通横向效应的缘故
1、气体摆式----------图827式是线圈和永久磁铁（俗称磁钢）均固定不动，与被测物体
6、热电阻与热敏电阻的电阻一温度特性有什么不同？气体隹式倾角传感器的工作原理如图所示，传感器壳体连接而运动的部分是利用导磁材料制成的动铁心（衔铁），答热电阻金属的电阻率随温度的升高而升高,从而平行于水平面时，密封盒内两几何对称的热敏电阻丝它的运动使气隙和磁路磁阻变化引起磁通变化，而在线圈中使金属的电阻也随温度的升高而升高，金属热电阻的电阻温R1和R2说产生的热气流均垂直向上，二者互不影响，产生感应电势在恒磁通式结构中，工作气隙中的磁通恒定，度系数为正值热敏电阻的电阻温度系数分为三类
（1）电桥平衡，输出为零若传感器壳体相对于地球重心方感应电势是由于永久磁铁与线圈之间有相对运动一一线圈负温度系数
（2）正温度系数
（3）临界温度系数向产生倾角Q,由于重力的作用，两个热敏电阻产生的热切割磁力线而产生的这类结构有两种一种是线圈不动，
7、片什么气敏电阻都附有加热器？气流仍保持在铅垂方向，但两束热气流对彼此的热源磁铁运动，称为动铁式，另一-种是磁铁不动，线圈运动，称答气敏电阻都附有加热器，以便烧掉附着在探测部（R1和R2）产生作用若倾角Q为正，R2产生的热气为动圈式位处的油雾、尘埃，同时加速气体的吸附，从而提高元件的流作用到R1上，电桥失去平衡，输出跟Q大小成正比
5、用压电式传感器能测量静态和变化极缓慢的信号吗？为灵敏度和响应速度半导瓷气敏电阻元件一般要加热到200c什么？的的正模式电压，若倾角Q为负，R1产生的热气流作〜400℃答不能3都不能为零，所以不论采用电压放大还是电荷用到R2上，电桥失去平衡，输出跟Q大小成正比的模拟
8、自感式传感器有哪些类型各有何优缺点？放大，压电式传感器都不能测量频率太低的被测量，特别是答自感传感器有三种类型变气隙式、变面积式和不能测量静态参数（即3=0）,因此压电传感器多用来测量加螺管式变气隙式灵敏度最高，但非线性严重，示值范围只速度和动态力或压力能较小，自由行程受铁心限制，制造装配困难变面积式和
6、为什么压电式传感器多采用电荷放大器而不采用电压放螺管式的优点是具有较好的线性，示值范围大些，自由行程大器？可按需安排，制造装配也较方便此外，螺管式与变面积式答连接电缆电容Cc改变会引起C改变，进而引起灵敏度相比，批量生产中的互换性好改变，所以当更换传感器连接电缆时必须重新对传感器进行91试匕匕较差动自感式传感器与差动变压器式传感器的异标定，这是采用电压放大器的一个弊端在采用电荷放大器同？答差动自感式传感器与差动变压器式传感器的相同的情况下，灵敏度只取决于反馈电容CF,而与电缆电容Cc点是都有一对对■称的线圈铁心和一个共用的活动衔铁，而无关，因此在更换电缆或需要使用较长电缆（数百米）时，且也都有变气隙式、变面积式、螺管式三种类型不同点是，无需重新校正传感器的灵
7、膜电元件的串联与并联分别适差动自感式传感器的一对对称线圈是作为一对差动日感接用于什么测量场合？答串联使压电传感器时间常数减小，入交流电桥或差动脉冲调宽电路，将衔铁位移转换成电压电压灵敏度增大，适用于电压输出、高频信号测量的场合；而差动变压器式传感器的是作为变压器的次级线圈，此外，并联使压电传感器时间常数增大，电荷灵敏度增大，适用于差动变压器式传感器还有初级线圈（差动自感式传感器没电荷输出、低频信号测量的场合有）
10、试说明图4一3-11电路为什么能辨别衔铁移动
9、光电效应有哪几种？与之对应的光电元件各有哪些它们方向和大小为什么能调整零点输出电压？电压
4、受力固定梁上粘贴应变片图9-3-64=2耳,=|市联电路的相对误差为:
2、超声波法3/△\E~E
一、单探头,ct
1、液介式图8-4-la c11=—EG_VHAE_1nEUo=kU・£=kU-----------------F2°4Ebh2Ji如果把AE/E看做单只热电偶的为超声波在液体介质中的传播速度
2、气介式相对误差，则串联线路的相对误图8-4-lc c为超声波在空气介质中的传播速度
二、位移式力传感器差为单只热电偶相对误差的1/厂I、电容式荷重传感器n市联线路的主要优点是热电动势大，精度比单只热电偶
二、双探头£L〃=々2为两探头S=高因此可感受较小的信号，或者配用灵敏度较低的仪表,缺—=K■F cC2do C=工_^0_=_^0_点是，只要有一只热电偶断路，整个电路就不能工作，个别一Ad1土kF之间的距离的一半I土---热电偶短路，将会引起仪表指示值显著偏低
3、热电do
1、液介式图8-4-1bc为超声波在液体介质中的传播吊环式图9-3-7a偶平均温度速度平台式图9-3-7b采用热电偶图10-2-
91、差动变压器式图9-3—
82、气介式图8-4-1dc为超声波在空气介质中的传播△6“口差动变压器输出电压=A•r1采用热电偶并联图10-2-9a E=+*2+*3=K%+△+〃速度=KT
三、声速校正图8-4-2或图8-4-32soc=-------U°=EX」KFN\33“0荷重传感器与电子秤2采用热电偶串联图10-2-9b£=E,+E2+E3=K7\+4+=荷重传感器一一用于测量重力的力传感器3KT
7、椭圆齿轮流量计一一容积式流量计图10—3-1在/2=纪电子秤一一主要由荷重传感器压头及显示仪表组仪表的测量室中安装两个相互啮合的椭圆形齿轮可绕自己成轴转动当被测介质流入仪表时，推动齿轮旋转，由于两个
四、检测液一液相界面位置图8-4-
41.电子台秤图9-3-9齿轮所处位置不同，分别起主，从动轮作用在图中位置时，…/「八乂/=LA
2.吊车秤由于P1大于p2,轮I受到一个顺时针的转矩，而轮II虽受到
223.料斗秤pl和p2的作用，但合力矩为零，此时，轮1将带动轮II旋
3、电容法测物液位
一、测非导电物液位
4.平台秤和轨道衡转，于是将外壳与轮I之间标准测量室内液体排入下游当
1.测非士电液体液位采用同轴双层电极如图8-4-9a
5.皮带秤图9-3-10齿轮转至图b所示位置时，轮I受到顺时针力矩，轮II受逆所示gt=Awg/L4=qgQ时针力矩，两齿轮在P1,P2作用下继续转动当齿轮转至
2.测非导电固体散料料位用电极棒和容器壁组成内外图c位置时，；类似图a,只不过此时轮II为主动轮,轮I为W=g，v⑴电极如图8-4-9b所示从动轮上游流体又被封入轮II形成的测量室内，这样，H=0时，2加L E2=c2Vt每转一周两个齿轮共送出四个标准体积的液体，椭圆齿轮的0-\nD/d w=^dt=^-[E Edt转数通过设在测量室外部的机械式齿轮减速机构及滚轮计s[2数机构累计，为了减小密封轴的摩擦，这里多采用永久磁铁HwO时，做成的磁联轴节传递主轴转动，既保证了良好的密封，又减0_2腐0-—，[2咫H第io章小了摩擦，由上所述，椭圆齿轮流量计可可看作是一个把
1、压力的概念和术语xlnD/JlnD/J“流量”转化成“转速”，把“总量”转换为“转数”的敏压力一一流体介质作用于单位面积的力二2^0£2^-g-g0H压力术语间的关系一一图10-1-1感器，如果再配置转速传感器，就可使流量转换成相应的脉冲频率，总后•转换为相应的脉冲计数器，从而实现流量和~ln£/5lnD/J
1、绝压Pa一一是相对于绝对真空绝对零压力所测得的压力总量的电测量2万£一4---------------------------il ln1/d
2、表压P g------p=p_P]P h-----------------------大气压流量Q=匕.〃11------转速C「C°=Cx接入图4-2-10所示二极管环形电桥，将上式力总量V=U,N N——转数v o——每转送出流体体积代入4-2-36式可知，电流表读数与液位高度
3、负压Pv――P=P「P
8、流量-------差压转换法Q=Kyf^PH成正比节流流量计怎么工作，水平测量管中安装一个孔径比管径下真空度V-------低于大气压力的绝对压力产的节流件，当充满管道的流体流经节流件时，由于流道械面q
4、差压Pd一—两个压力之间的差值积突然缩小，流束将在节流件处形成局部收缩，使流速加快，In-a
2、压力敏感器一一压力敏感器是能够将压力转换为应变和根据能量守恒定律，流体压力能和动能在一定条件下就可以
二、测不粘滞导电液体液位位移的弹性敏感元件相互转换，流速加快必然导致静压力p降低，由于在节流件压力-*位移y=KP压力-*应变前后产生静压差Ap=pl-p2,流过的液体流量与静压差的平方E=KP根成正比，既Q=K后
一、弹簧管图10-1-2K——由测量管直径，节流件开孔直径流体密弯曲成C形的空心扁管，一端与接头相连，另一端自由端度等决定的常数密封采用绝缘材料制作一个同轴圆筒形容器，轴心采用、Ap一—节流件上游侧压力pl与下游侧压力p2之2组合式压力传感器直径为d的金属圆棒作为内电极，金属圆棒外的绝缘材料包差这三1感器中的晟变片不直接粘贴在压力感受元件上，而采层直径为D,绝缘材料的介电常数为导电液体作为外电极由式可见，只要将压差通过引压管作用到压差计上，测得压用某种传递机构将感压元件的位移传递到贴有应变片的其差Ap=pl-p2,便可求得流过管道流体的流量他弹性元件，图a利用膜片1和悬臂梁2组合成弹性系统C=.Hx在压力的作用下，膜片产生位移，通过杆件使悬臂梁变形，\nD/d图b利用锤链式膜片1将压力传给弹性圆捅2,使之产生变形，此电容传感器若接入图4—2—6b电路，则电路输出图c利用弹簧管1在压力的作用下，自由端产生拉力，使悬电压幅值为臂梁2变形，图d利用波纹管1产生轴向力，使梁2变形JJ二5吟二2笳q H
3.电感式压力传感器°“C°C0lnO/d如图a为膜盒与空气隙型自感传感器构成的气体压力传感器，活动悬铁固定在膜盒的自由端，气体压力是膜盒变形，推动衔铁上移引起电感的变化，这种传感器适用于测量警队要求不高的场第9章合和报警系统中图b为差动变压器与膜盒构成的微压力传感器，力的间接电测法无压力作用时，固练与膜盒中心的衔铁位于差动变压器的线圈的•、应变式力传感器一一将应变片粘贴到力敏感器中部，输出电压为零当被测压力经接头输入膜盒后，推动衔铁
1、移动，从而使差动变压器输出正比于被测压力的电压图c为四应变片接成电桥的输出电压YDC型压力机的原理弹簧管1的自由端和差动式变压器的活动衔铁2相连，当压力-q便弹簧管产生.位移时，衔铁在变压器中_EAR}A/2AR,运动，因而差动变压器的的两个二次线圈的感应电动势发生变化I，，4当它们差接时，就有一个与弹簧管自由端位移成正比的电压输出测出这个电压输出，通过标定换算出压力U等=
34.光电式压力传感器如图，当被测压力p作用于膜片时，膜片中心处位移引起两Rj E遮光板中狭缝一个变窄，一个变宽，从而使投射到两光电器I5£]-％+£3件上的光强度一个增强一个减弱，把两光电器件接成差动电路，差动输出电压可设计成与压力成比例，这种差动结构不仅可提高灵敏度，而且能消除光源亮度变化产生的影响
1、受力圆柱上沿轴向和周向粘贴应变片图9-3-
32、采用热电偶图10-2-6采用多只热电偶串联，可提高灵〃kU、尸敏度，减小相对误差^o=-0+A-2AE
2、等强度梁上下两表面粘贴应变片图9-3-4Uo=kU・£=kU———F0Eb.lT
3、受力薄壁环上粘贴应变片图9-3-5〃……
1.0927「Ur=kU，£=kU-------------z—F0bd2E。
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