传感器课后习题

第五章 电容式传感器

1. 根据工作原理可将电容式传感器分为哪几种类型？每种类型各有什么特点？各适用于什么场合？

2. 如何改善单极式变极距型传感器的非线性？

3. 有一个以空气为介质的变面积型平板电容式传感器，如图3.3.3所示，其中a=8mm，b=12mm，两极板间距离为1mm。一块极板在原始位置上平移了5mm后，求该传感器的位移灵敏度K（已知空气相对介电常数??1F/m，真空时的介电常数?0?8.854?10?12F/m）。

4. 如图3.3.12，在电容式传感器的双T型电桥测量电路中，已知R?40K?，

RL?20K?,UE?10V,f?1MHz,C1?10PF,C2?10PF,?C?1PF。求

UL的表达式及对应上述已知参数的U0值。

5. 已知：圆盘形电容极板直径D=50mm，间距d0?0.2mm，在电极间置一块厚0.1mm的云母片（?r?7），空气（?r?1）。求：

①无云母片及有云母片两种情况下电容值C1及C2是多少？ ②当间距变化?d?0.025mm时，电容相对变化量

?C1?C2及是多少？ C1C2

6. 差动电容式传感器接入变压器交流电桥，当变压器副边两绕组电压有效值均为U时，式推导电桥空载输出电压U0与Cx1,Cx2的关系式。若采用变截距型

电容传感器，设初始截距均为?0，改变??后，求空载输出电压U0与??的关系式。

7. 有一平面直线位移差动传感器，其测量电路采用变压器交流电桥，电容传感器起始时a1?a2?2cm，极距=2mm，极间介质为空气，测量电路U1?3sin?tV，且u?u1。试求当动极板上输入一位移量?x?5mm时，电桥的输出电压u0

第六章 热电偶传感器（**）

1. 热电偶测温原理是什么？

2. 什么叫热电效应？热电势由哪几部分组成的？热电偶产生热电势的必要条件是什么？

3. 热电偶测温时为什么要进行冷端温度补偿？其方法有哪几种？

4. 将一只灵敏度为0.08mV/℃的热电偶与电压表相连，电压表接线端处温度为50℃。电压表上读数为60mV，求热电偶热端温度？（讲）

5. 某热电偶灵敏度为0.04mV/℃，把它放在温度为1200℃处，若以指示表处温度50℃为冷端，试求热电势的大小？

第七章 压电式传感器

1、有一压电晶体，其面积S＝3cm2，厚度d＝0.3mm，x切型纵向石英晶体压电系数d11＝2.31×10－12C/N。求受到压力p=10Mpa作用时产生的电荷Q及输出电压U0 （其中，真空介电常数?0?8.85?10?12F/m，石英晶体相对介电常数?r?4.5）

2、某压电式压力传感器为两片石英晶片并联，每片厚度d＝0.2mm，圆片半径 r＝1cm，?r?4.5，x切型纵向石英晶体压电系数d11＝2.31×10－12C/N。当0.1MPa

压力垂直作用于px平面时，求传感器输出电荷Q和电极间电压电压U0的值。

第八章 霍尔传感器

1、已知某霍尔元件尺寸为长L=10mm，宽b=3.5mm，厚d=1mm。沿L方向通以电流I=1.0mA，在垂直于b*d两方向上加均匀磁场B=0.3T，输出霍尔电势UH=6.55mV。求该霍尔元件的灵敏度系数KH和载流子浓度n是多少？（电荷电量

e?1.602?10?19C）

2、某霍尔元件L?b?d为（8×4×0.2）mm3，其灵敏度系数为1.2mV/mAT，沿L方向通过工作电流I=5mA，垂直于b?d面方向上的均匀磁场B=0.6T。求其输出的霍尔电势及载流子浓度是多少？