特性曲线。极板间介质为空气，?0?8.85?10?12F/m。
课题四 电感式传感器
4-1 电感式传感器有几大类？各有何特点？
4-2 什么叫零点残余电压？产生的原因是什么？ 4-3 图4-24所示是一种差动整流的电桥电路，电路由差动电感传感器Z1、Z2以
及平衡电阻R1、R2（R1?R2）组成。桥的一个对角线接有交流电源Ui，另一个对角线为输出端Uo。试分析该电路的工作原理。
R1Z1VD1R3R1C1R2VD2UiZ2VD4VD3C2R4mAUo图4-24 差动整流电桥电路
4-4 差动变压器式“差压变送器”见图4-16，其差压与膜盒挠度的关系、差动
变压器衔铁的位移与输出电压的关系如图所示。求：当输出电压50mV时，差压P1-P2为多少帕斯卡？
4-5 用一电涡流式测振仪测量某种机器主轴的轴向振动，已知传感器的灵敏度为
20mV/mm。最大线性范围为5mm。现将传感器安装在主轴的右侧，如图4-26b所示。问：
1）传感器与被测金属的安装距离l为多少毫米时可得到良好的测量效果？ 2）轴向振幅的最大值是多少？ 3）主轴振动的基频f是多少？
4-6 影响差动变压器输出线性度和灵敏度 的主要因素是什么？
4-7 电涡流式传感器的灵敏度主要受哪些因素影响？它的主要优点是什么？
4-8 试说明图所示的差动相敏检波电路的工作原理。
uL2L1R1u0R24-9如图所示的差动电感式传感器的桥式测 量电路，L1、L2为传感器的两差动电感线圈的电感，其初始值均为L0。R1、R2为标准电阻，u为电源电压。试写出输出电压u0与传感器电感变化量?L间的关系。 4-10如图所示为一差动 整流电路，试分析电路的 工作原理。
U?abcVU0d
课题五 压电式传感器
5-1 什么是压电效应？以石英晶体为例说明压电晶体是怎样产生压电效应的？ 5-2 常用的压电材料有哪些？各有哪些特点？ 5-3 压电式传感器能否用于静态测量？为什么？ 5-4 某压电式压力传感器的灵敏度为8?10?4pCPa，假设输入压力为3?10Pa
5时的输出电压式1V，试确定传感器总电容量。
5-5 用压电式加速度计及电荷放大器测量振动，若传感器灵敏度为7pCg（g
为重力加速度），电荷放大器灵敏度为100mVpC，试确定输入3g加速度时系统的输出电压。
5-6 图6-9所示是用压电式传感器和电荷放大器测量某种机器的振动，已知传感
器的灵敏度为100pG/g，电荷放大器的反馈电容Cf=0.01uF,测得输出电压峰值为Uom=0.4V,振动频率为100Hz。 1）求机器振动的加速度最大值 am(m/s2);
2)假定振动为正弦波，求振动的速度v(t)；
3）求出振动的幅度的最大值xm0 提示：
受力方向，标出晶体切片上产生电荷的符号。
xxxx12?3图6-9 压电式加速度传感器测振示意图
5-7 根据图6-10所示石英晶体切片上的 1－传感器 2－机器 3－底座
FxyFxyFxyFyFyy图6-10 石英晶片的受力示意图
5-8 压电式传感器测量电路的作用是什么？其核心是解决什么问题？
Ｖ/pC的5-9 一压电式传感器的灵敏度K1?10pC/mPa，连接灵敏度K2?0.008电荷放大器，所用的笔式记录仪的灵敏度K3?25mm/Ｖ，当压力变化
?p?8mPa时，纪录笔在记录纸上的偏移为多少？
5-10 某加速度计的校准振动台，它能作50HZ和1g的振动，今有压电式加速度
计出厂时标出灵敏度K?100mＶ/g，由于测试要求需加长导线，因此要重新标定加速度计灵敏度，假定所用的阻抗变换器放大倍数为1，电压放大器放大倍数为100，标定时晶体管毫伏表上指示为9.13Ｖ试画出标定系统的框图，并计算加速度计的电压灵敏度。
课题六 磁电式传感器
6-1 说明磁电式传感器的基本工作原理
6-2 试通过转速测量系统的实例说明磁电式转速传感器的应用。 6-3 磁电式振动传感器与磁电式转速传感器在工作原理上有什么区别？ 6-4 采用SZMB-3型磁电式传感器测量转速，当传感器输出频率为1KhZ的正弦
波信号时，被测轴的转速是多少？
6-5 磁电式传感器能否检测表面粗糙度？试绘出其原理图。 6-6 请写出你认为可以用霍尔传感器来检测的物理量。
6-7 图8-11是霍尔式钳型电流表结构图，请你分析它的工作原理。 6-8 图8-12是霍尔式加速度计示意图，请你分析其工作原理。 6-9 请你设计一种霍尔式液位控制器，要求：
1）画出磁路系统示意图； 2）画出电路原理简图； 3）简要说明其工作原理。
6-10 请你在分析了图8-6至8-12以后，说出在这几个霍尔传感器应用的实例中，
哪几个采用的是线性霍尔集成电路？哪几个采用的是开关型霍尔集成电路？
6-11 什么是霍尔效应？
6-12 为什么导体材料和绝缘体材料均不宜做成霍尔元件？ 6-13 为什么霍尔元件一般采用N型半导体材料？ 6-14 霍尔灵敏度与霍尔元件厚度之间有什么关系？ 6-15 什么是霍尔元件的温度特性？如何进行补偿？ 6-16 集成霍尔传感器有什么特点？
6-17 写出你认为可以用霍尔传感器来检测的物理量。
6-18 设计一个采用霍尔传感器的液位控制系统。要求画出磁路系统示意图和电
路原理简图，并简要说明其工作原理。
6-19 下图是一个采用霍尔传感器的钳型电流表结构图，试分析它的工作原理。 6-20 通过一个实例说明开关型集成霍尔传感器的应用。
课题七 热电偶传感器
7-1 什么是金属导体的热电效应？试说明热电偶的测量原理。 7-2 试分析金属导体产生接触电动势的原因。
7-3 补偿导线的作用是什么？使用补偿导线的原则是什么？ 7-4简述热电偶的几个重要定律，并分别说明它们的实用价值。
7-5 试证明图9-17所示热电偶回路中，加入第三种材料C，第四种材料D（无论
插入何处），只要插入材料两端温度相同，则回路总电动势不变（na>nB,t>t0）。
DCtCABAt0图9-17 热电偶测量回路
7-6用镍铬-镍硅（K）热电偶测温度，已知冷端温度为40℃，用高精度毫伏表测
得这时的热电动势为29.188mV，求被测点温度。
7-7 图9-18所示镍铬-镍硅热电偶，A’、B’为补偿导线，Cu为铜导线，已知
接线盒1的温度t1=40.0℃，冰水温度t2=0.0℃，接线盒2的温度t3=20.0℃。
tAB?A?Cut1接线盒1B?t2冰瓶U3Cut3接线盒2图9-18 采用补偿导线的镍铬－镍硅热电偶测温示意图
1）当U3=39.310mV时，计算被测点温度t。
2）如果A’、B’换成铜导线，此时U3=37.699mV，再求t.
7-8 图9-19所示热电偶测温线路，A、B为热电极，A’、B’是两种廉价金属，
它们的电子浓度之比相等，即nA/nA’=nB/nB’。
1）求证：A’、B’与A、B连接后总的Uo仅取决于A、B及T、To，而与Ta及A’、B’无关。
2）A’、B’在测量中起什么作用？
7-9 试述热电偶冷端温度补偿的几种主要方法和补偿原理。