解：?R?RS??120?2?100?10?6?0.024???
E1.5V??12.5mA R120?无应变时，I?有应变时，I?E1.5V??12.498mA R120??0.024?I12.5mA?12.498mA??0.016%，不能 I12.5mA习题5 举例说明电容式、电感式、电阻应变式传感器的测量电路有何异同？ 略
习题6 一电容测微仪，其传感器为平行极板电容器，圆形极板半径为4mm，工作初
始间隙为0.3mm，介质为空气，问：如果极板间隙变化量为????1?m电容变化量是多少？如果测量电路的灵敏度S1?100mV/pF，读数仪表的灵敏度
S2?5格/mV，相应的仪表读数是多少？
?C?0?rS8.85?10?12(F/m)???r2电容传感器的静态灵敏度K???22???(0.3?10?3)?8.85?10?12(F/m)???(4?10)?9?4.94?10(F/m)?32(0.3?10)?9?6?32
当????1um,,?C?K???4.94?10(F/m)?(?1?10m)??4.94?10?15F
仪表示值：?CS1S2??4.94?10习题8 略 习题9 2倍关系
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?15F?100mV/pF?5格/mV??2.47格
习题10 涡电流效应产生的交变磁场总是和原磁场相反，使涡流线圈的等效阻抗发生变化。导磁
体的涡流效应强。 4-12 图所示为一转速测量装置，叶轮以转速n转动，在磁铁N极端面处贴有一霍尔元件，试说明其工作原理，并给出霍尔元件输出的脉冲频率与待测转速之间的关系式。
答：工作原理： ，n=60f/Z=60f/4=15f
4-14 磁电式传感器和电感式传感器有哪些不同？磁电式传感器主要用于测量哪些物理参数？ 答：工作原理不同（解释略），结构组成不同（解释略），测量方式不同（解释略）等。 磁电式传感器直接测量速度，主要用于测量运动速度，振动速度、位移、加速度等。
信号获取补充：
有一拉力传感器，用钢柱作为敏感元件，其上贴一电阻应变片。已知钢柱的截面积A=1cm2，弹
性模量20*1010Pa，应变片的灵敏度=2。若测量电路对应变片电阻相对变化量的分辨力为10-7，试计算该传感器能测出的最小拉力。
??dR/RSF
???min(dR/R)min10?7???5?10?8S2F????EAFmin??minEA?5?10?8?20?1010?1?10?4N?1N17
电感式传感器选择题：
差动电感式传感器配接的测量电路有（C）。
A. 直流电桥 B. 交流电桥 C. 变压器电桥和相敏检波电路 D. 运算放大器 零点残余电压产生的原因（ABC）。
A. 两次级绕组电气参数不一致 B. 两次级绕组几何尺寸不对称 C. 磁性材料磁化曲线非线性 D. 温度影响 可以实现非接触测量的传感器有（DE）。
A. 应变片 B. 自感式传感器
C. 差动变压器式传感器 D. 电涡流传感器 E. 电容式传感器
简述电涡流传感器的工作原理
答：电涡流效应指的是这样一种现象：根据法拉第电磁感应定律，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，通过导体的磁通将发生变化，产生感应电动势，该电动势在导体内产生电流，并形成闭合曲线，状似水中的涡流，通常称为电涡流。
利用电涡流效益测量位移时，可将被测体的电阻率、磁导率、线圈与被测体的尺寸因子、线圈中激磁电流的频率保持不变，而只改变线圈与导体间的距离，这样如果测出传感器线圈阻抗的变化，就可确定位移的变化。
简述电容式传感器的工作原理及类型
答：根据电容式传感器的工作原理，可将其分为3种：变极板间距的变极距型、变极板覆盖面积的变面积型和变介质介电常数的变介质型。
变极板间距型电容式传感器的特点是电容量与极板间距成反比，适合测量位移量。 变极板覆盖面积型电容传感器的特点是电容量与面积改变量成正比，适合测量线位移和角位移。
变介质型电容传感器的特点是利用不同介质的介电常数各不相同，通过介质的改变来实现对被测量的检测，并通过电容式传感器的电容量的变化反映出来。适合于介质的介电常数发生改变的场合。
如何改善变极距电容传感器的非线性？
答：单极式变极距电容传感器的灵敏度和非线性对极板初始间隙的要求是相反的，要改善其非线性，要求应增大初始间隙，但这样会造成灵敏度的下降，因此通常采用差动结构来改善非线性。
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第5章习题及解答
５．１ 用应变电桥测量力F（见题5-1图）。请回答下列问题： （1）在题图5-1、两种情况下，应分别将应变片接在电桥哪两个臂上？
（2）在题图5-1a、b两种情况下，应分别采取什么措施来消除温度变化引起的电阻
值的变化？
题5-1图
答： a 对臂，b邻臂，
a两个邻臂使用温度补偿应变片，b邻臂接入已经具有温度补偿功能
５．２ 题5-2图中两个电桥是否有区别？如果有，请指出哪个更为合理。
题5-２图
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答：第一个好，消除非线性和温度等共模误差
习题3 当电桥带有负载电阻时，求其输出电压。写出与开路输出电压之间的关系式。
见电桥的平衡条件
习题4 以阻值R＝120Ω、灵敏度S＝2的电阻丝应变片与阻值为120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为3V，并假设负载电阻为无穷大。当应变片的应变为2με和2000με时，分别求出单臂、双臂电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。
E3??6?6U?S???2?2?10?3?10Vo?44单臂：?E3?Uo?S???2?2000?10?6?3?10?3V44?
E3 ??6?6U?S???2?2?10?6?10V?o22双臂：?E3?Uo?S???2?2000?10?6?6?10?3V22??Uo?ES??3?2?2?10?6?12?10?6V全桥：??6?3U?ES??3?2?2000?10?12?10V?o习题5 有人在使用电阻应变仪时，发现灵敏度过小，于是试图在工作电桥上增加电阻应变片数
以提高灵敏度。试问在下列情况下，是否可提高灵敏度？说明为什么。
（1）半桥双臂各串联一片。 （2）半桥双臂各并联一片。
不能
习题6 用电阻应变片接成全桥，测量某一构件的应变。已知其变化规律为
ε(t)=Acos10t+Bcos100t , 如果电桥激励电压为 u (t)=Usin10000t, 求此电桥的输出信号频谱。
u20 y(t)?S?(t)u0(t)?SAcos10?t?Esin1000?t?
SAE?sin(1010?t)?sin(990?t)?2