传感器与检测技术课后答案(DOC)
传感器与检测技术 周杏鹏 课后答案
1‐2 自动检测系统通常由几个部分组成其中对转感器的一般要求是什么 首先先由各种传感器将非电被测物理或化学成分参量转化成电参量信号，然后经信号调理，数据采集，信号处理后，进行显示，输出，加上系统所需的交，直流稳压电源和必要的输入设备，便构成了一个完整的自动检测系统。
对传感器通常有如下要求:1，准确性 2,稳定性 3，灵敏度 4 其他:如耐腐蚀性，功耗，输出信号形式，体积，售价等。
1‐3 试述信号调理和信号处理的主要功能和区别，并说明信号调理单元和信号处理单元通常由哪些部分组成。
信号调理在检测系统中的作用是对传感器输出的微弱信号进行检波，转换，滤彼，放大等，以便检测系统后续处理或显示。
信号处理模块是自动检测仪表，检测系统进行数据处理和各种控制的中枢环节，其作用和大脑相类似。
信号调理电路通常包括滤波、放大、线性化等环节。
信号处理模块通常以各种型号的嵌入式微控制器、专用高速处理器(D5P)和大规模可编程集成电路，或直接采用工业控制计算机来构建。
2‐1 随机误差，系统误差，粗大误差产生的原因是什么对测量结果的影响有什么不同从提高测量准确度看，应如何处理这些误差 随机误差主要是由于检测仪器或测量过程中某些未知或无法控制的随机因素综合作用的结果。
系统误差产生的原因大体上有:测量所用的仪器木身性能不完善或安装，布置，调整不当;在测量过程中温度，湿度，气压，电磁干扰等环境条件发生变化;测量方法不完善，或者测量所依据的理论本身不完善;操作人员视读方式不当等。
粗大误差一般由外界重大干扰或仪器故障或不正确的操作等引起的。
减小和消除系统误并的方法 1.针对产生系统误差的主要原因采取相应措施 2.采用修止方法减小恒差系统误差 3.采用交叉读书法减小线性系统误差 4.采用半周期法减小周期性系统误差 随机误差的处理 可以用数理统计的方法，对其分布范围做出估计，得到随机影响的不确定度。
粗大误差的处理 拉伊达准则和格拉布斯准则 2‐2 工业仪表常用的精度等级是如何定义的精度等级与测量误差是什么关系 人为规定:取最大引用误差百分数的分子作为检测仪器(系统)精度等级的标志，即用最大引 用 误 差 去 掉 正 负 号 的 数 字 来 表 示 精 度 等 级 。
(完整版)传感器与检测技术习题答案
第1章传感器与检测技术基础思考题答案l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。
答：一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。
当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。
下图给出了检测系统的组成框图。
检测系统的组成框图传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。
测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。
通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。
根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。
显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。
2.传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义?依次为主称（传感器）被测量—转换原理—序号主称——传感器，代号C；被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。
见附录表2；转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。
见附录表3；序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。
若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等，（其中I、Q不用）。
例：应变式位移传感器：C WY-YB-20；光纤压力传感器：C Y-GQ-2。
3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法? 如何进行?答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量。
此时输出电压认可表示为U0，U0=U+△U，其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U 来讲为一小量。
传感器原理与检测技术何兆湘课后答案
传感器原理与检测技术何兆湘课后答案1. 什么是传感器原理？传感器原理是指传感器通过特定的物理效应将感知的物理量转化成可测量的电信号的一种工作原理。
传感器原理是传感器能够实现物理量的检测和测量的基础。
2. 传感器的分类有哪些？传感器可以按照测量的物理量进行分类，常见的分类包括：•光学传感器：通过感光元件将光的强度、颜色等转化为电信号，如光敏电阻、光电二极管等；•声学传感器：通过感应声波转化为电信号，如麦克风、压电传感器等；•温度传感器：通过感应温度变化转化为电信号，如热电偶、热敏电阻等；•压力传感器：通过感应压力变化转化为电信号，如压电传感器、电容传感器等；•加速度传感器：通过感应加速度变化转化为电信号，如加速度计、震动传感器等；•湿度传感器：通过感应湿度变化转化为电信号，如湿敏电阻、电容传感器等。
3. 传感器检测技术有哪些？传感器检测技术是指用于检测和测量物理量的方法和技术。
常见的传感器检测技术包括：•电阻检测技术：通过测量电阻的变化来检测物理量的变化，如电位器、电阻传感器等；•电压检测技术：通过测量电压的变化来检测物理量的变化，如电压分压器、电压传感器等；•电流检测技术：通过测量电流的变化来检测物理量的变化，如电流互感器、电流传感器等；•频率检测技术：通过测量信号的频率变化来检测物理量的变化，如频率计、震动传感器等；•位移检测技术：通过测量物体的位移变化来检测物理量的变化，如位移传感器、霍尔传感器等；•光学检测技术：通过测量光的强度、颜色、波长等变化来检测物理量的变化，如光敏电阻、光电二极管等。
4. 传感器原理和检测技术的应用领域有哪些？传感器原理和检测技术广泛应用于各个领域，包括：•工业领域：用于工业自动化控制、生产流程监测等，如温度传感器、压力传感器、流量传感器等；•建筑领域：用于楼宇自动化、能源管理等，如温湿度传感器、光照传感器等；•农业领域：用于农作物生长监测、土壤湿度检测等，如土壤湿度传感器、气象传感器等；•医疗领域：用于医疗设备监测、生命体征检测等，如心率传感器、血压传感器等；•环境领域：用于大气污染监测、水质检测等，如气体传感器、水质传感器等。
《传感器与检测技术》课后习题：第八章(含答案)
第八章习题答案1．什么是光电效应，依其表现形式如何分类，并予以解释。
解：光电效应首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后通过光电转换元件变换成电信号,光电效应分为外光电效应和内光电效应两大类：a)在光线作用下，能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应;b)受光照的物体导电率1R发生变化，或产生光生电动势的效应叫内光电效应。
2．分别列举属于内光电效应和外光电效应的光电器件。
解：外光电效应，如光电管、光电倍增管等。
内光电效应，如光敏电阻、光电池和光敏晶体管等。
3．简述CCD 的工作原理。
解：CCD 的工作原理如下：首先构成CCD 的基本单元是MOS 电容器，如果MOS 电容器中的半导体是P 型硅，当在金属电极上施加一个正电压时，在其电极下形成所谓耗尽层，由于电子在那里势能较低，形成了电子的势阱，成为蓄积电荷的场所。
CCD 的最基本结构是一系列彼此非常靠近的MOS 电容器，这些电容器用同一半导体衬底制成，衬底上面覆盖一层氧化层，并在其上制作许多金属电极，各电极按三相（也有二相和四相）配线方式连接。
CCD 的基本功能是存储与转移信息电荷，为了实现信号电荷的转换：必须使MOS 电容阵列的排列足够紧密，以致相邻MOS 电容的势阱相互沟通，即相互耦合；控制相邻MOC 电容栅极电压高低来调节势阱深浅，使信号电荷由势阱浅的地方流向势阱深处；在CCD 中电荷的转移必须按照确定的方向。
4．说明光纤传输的原理。
解：光在空间是直线传播的。
在光纤中，光的传输限制在光纤中，并随光纤能传送到很远的距离，光纤的传输是基于光的全内反射。
当光纤的直径比光的波长大很多时，可以用几何光学的方法来说明光在光纤内的传播。
设有一段圆柱形光纤，它的两个端面均为光滑的平面。
当光线射入一个端面并与圆柱的轴线成θi 角时，根据斯涅耳（Snell ）光的折射定律，在光纤内折射成θj ，然后以θk 角入射至纤芯与包层的界面。
若要在界面上发生全反射，则纤芯与界面的光线入射角θk 应大于临界角φc （处于临界状态时，θr =90º），即:21arcsin k c n n θϕ≥=且在光纤内部以同样的角度反复逐次反射，直至传播到另一端面。
42870《传感器与检测技术(第2版)》胡向东(书中课后习题解答)
又
2 2f 200 T ，所以： 0 0.523ms
取 0.523ms ， 2f 2 50 100
1 1 ( ) 2 幅值误差： A( ) 1
所以有： 1.32% A() 0
1 100% 1.32%
0 t<0 x(t) { 1 t0 单位阶跃信号：
X(s) L[x(t)] x(t)e st d t
0
进行拉氏变换：
1 s
H(s)
一阶系统传递函数：
Y(s) 1 X(s) 1 s
1 1 1 1 s s s s 1
t /
Y(s) H(s) X(s)
解：①非线性误差： 取六次测量结果的平均值作为输出测量值，即
x :0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
y :0.64 4.04 7.47 10.93 14.45
设拟合直线方程为： y a0 a1 x
0.64 4.04 L 7.47 10.93 14.45 则
0.10 14.45
ˆ ：0.604 4.055 y
7.506 10.957 14.408 0.036 0.027 0.042
∴
：0.036
0.015
Lmax 0.042
∴非线性误差为： L ②迟滞误差： 第一循环： 第二循环: 第三循环： ∴
0.042 100% 0.3% 14.5 0.5
Rmax 0.08 100% 100% 0.5714% yFS 14
4
《传感器与检测技术(第 2 版)》习题参考答案(20150914 版)
《传感器与检测技术》课后习题：第四章(含答案)
第四章习题答案1．某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径)(4mm r =，工作初始极板间距离)(3.00mm =δ，介质为空气。
问：（1）如果极板间距离变化量)(1m μδ±=∆，电容的变化量C ∆是多少？（2）如果测量电路的灵敏度)(1001pF mV k =，读数仪表的灵敏度52=k （格／mV ）在)(1m μδ±=∆时，读数仪表的变化量为多少？解：（1）根据公式SSSd C d d d d d dεεε∆∆=-=⋅-∆-∆ ，其中S=2r π （2）根据公式112k k δδ∆=∆ ，可得到112k k δδ⋅∆∆==31001100.025-⨯⨯= 2．寄生电容与电容传感器相关联影响传感器的灵敏度，它的变化为虚假信号影响传感器的精度。
试阐述消除和减小寄生电容影响的几种方法和原理。
解：电容式传感器内极板与其周围导体构成的“寄生电容”却较大，不仅降低了传感器的灵敏度，而且这些电容（如电缆电容）常常是随机变化的，将使仪器工作很不稳定，影响测量精度。
因此对电缆的选择、安装、接法都有要求。
若考虑电容传感器在高温、高湿及高频激励的条件下工作而不可忽视其附加损耗和电效应影响时，其等效电路如图4-8所示。
图中L 包括引线电缆电感和电容式传感器本身的电感；C 0为传感器本身的电容；C p 为引线电缆、所接测量电路及极板与外界所形成的总寄生电容，克服其影响，是提高电容传感器实用性能的关键之一；R g 为低频损耗并联电阻，它包含极板间漏电和介质损耗；R s 为高湿、高温、高频激励工作时的串联损耗电组，它包含导线、极板间和金属支座等损耗电阻。
此时电容传感器的等效灵敏度为2200220/(1)(1)g e e k C C LC k d d LC ωω∆∆-===∆∆- （4-28）当电容式传感器的供电电源频率较高时，传感器的灵敏度由k g 变为k e ，k e 与传感器的固有电感（包括电缆电感）有关，且随ω变化而变化。
《传感器与检测技术》课后习题答案（大学期末复习资料）
绪论1检测一个圆柱体的直径，请想出尽可能多的检测方法，并分析这些方法中的误差影响因素和大小。
答:a、使用游标卡尺测量，误差主要为人手安放直径相对位置的准确性；b、使用软绳沿直径轴向缠绕，多绕几圈求平均值，利用周长与直径的关系计算，误差主要是缠绕绳与轴线的垂直情况，与游标尺相比，减少了单个测量的误差；c，采用标准件，使用磁力表架进行测量，此种测量精度较高，一般在0.02mm。
2请举例说明动态特性和静态特性的区别。
答：动态特性的函数与时间相关，即时间不同，特征值不尽相同；而静态特性与时间无关。
如，温度传感器的线性度是通过一定时间稳定后才测量温度，而温度变化引起的温度传感器发生变化的滞后则属于动态特性。
3说明传感器与检测技术的发展趋势。
答：a、不断拓展检测范围，努力提高检测精度和可靠性；b、传感器逐渐向集成化、组合式、数字化方向发展；c、重视非接触式检测技术研究；d、检测系统智能化。
4说明频率域分析能解决的问题。
答: 频域描述反映信号的频率组成及幅值、相位关系。
为了解决不同的问题，往往需要掌握信号的不同方面的特征，因而可采用不同的信号描述方式。
例如，评定机器振动烈度，需要振动速度的均方根值作为判据，而在寻找振动源头时则需要掌握振动信号的频率分量，需要采用频域描述。
项目一1设想一个方案使用光电接近开关检测转速。
答：在转轴上粘接一个小面积的反光板，试验光电接近开关的敏感距离，安放光电接近开关，这样，转轴每转一圈，光电开关输出一个脉冲，利用计数器表头，或者人工计数，计量转动圈数的时间，利用转速公式获得转速。
2使用数显表配合接近开关，设计一个方案，检测传送带上的输运物料的个数。
答：在传送带边上设计一个接近开关，并测试其对物料的敏感距离，然后将其信号线按照实训任务中的方法连接，即可在数显表上显示来料个数。
3上网查找一个接近开关的生产厂家，并介绍其生产接近开关的型号和应用场合。
答：/products.asp?id=65，上海巨马。
(完整版)《传感器与检测技术》习题答案--周杏鹏
传感器与检测技术习题答案第一章1.1答：随着我国工业化、信息化步伐加快，现代化建设中的各行各业高效生产对传感器也检测技术的依赖逐步加深。
比如：先进的传感器技术助力现代化石油钻井平台建设。
为了能够可靠地采集钻井平台钴机塔架上运动部件的终点位置，使用了感应式传感器。
在整个新型钻井中共使用了60个这样的感应式传感器，方形的接近开关对钢质目标的感应距离增大到20mm, 满足了近海海上勘探工作环境极为恶劣的所有要求。
1.2答：自动检测系统组成框图如下：对于传感器，一般要求是：①准确性：输出信号必须反映其输入量，即被测量的变化。
因此，传感器的输出与输入关系必须是严格的单值函数关系，最好是线性关系。
②稳定性：传感器的输入、输出的单值函数关系最好不随时间和温度二变化，受外界其他因素的干扰影响亦很小，重复性要好。
③灵敏度：即被测参量较小的变化就可使传感器获得较大的输出信号。
④其他：如耐腐蚀性、功耗、输出信号形式、体积、售价等。
1.3答：功能：信号调理：在检测系统中的作用是对传感器输出的微弱信号进行检波、转换、滤波、放大等，以方便检测系统后续处理或显示。
信号处理：信号处理时自动检测仪表，检测系统进行数据处理和各种控制的中枢环节，其作用和人类的大脑相类似。
区别：被测对象传感器 信号调理数据采集 信号处理 输入设备 信号存储 信号输出 信号显示 稳压电源信号调理作用是把信号规格化，滤除干扰，信号处理则是提取信号中的信息，并对这些信息按照功能要求进行处理。
可以说，信号调理是进行信号处理的基础。
组成：信号调理：信号放大、信号滤波、A/D转换信号处理：主要是各种信号的嵌入式微控制器、专用高速数据处理器（DSP）等1.4答：分类见表1-1(P8)1.5答：按照被测参量分类，可以分成测量：电工量、热工量、机械量、物性和成分量、光学量、状态量等。
1.6答：1.不断拓展测量范围，提高管检测精度和可靠性2重视非接触式检测技术研究3检测系统智能化第二章2.1答：随机误差：检测仪器或者测量过程中某些未知或无法控制的随机因素（如仪器某些原件器件性能不稳定、外界温度、湿度变化，空中电磁波扰动等）综合作用的结果。
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1-2 自动检测系统通常由几个部分组成？其中对传感器的一般要求是什么？首先由各种传感器将非电被测物理或化学成分参量转化成电参量信号，然后经信号调理，数据采集，信号处理后，进行显示，输出，加上系统所需的交，直流稳压电源和必要的输入设备，便构成了一个完整的自动检测系统。
对传感器通常有如下要求：1，准确性2，稳定性3，灵敏度4其他：如耐腐蚀性，功耗，输出信号形式，体积，售价等。
1-3 试述信号调理和信号处理的主要功能和区别，并说明信号调理单元和信号处理单元通常由哪些部分组成。
信号调理在检测系统中的作用是对传感器输出的微弱信号进行检波，转换，滤波，放大等，以便检测系统后续处理或显示。
信号处理模块是自动检测仪表，检测系统进行数据处理和各种控制的中枢环节，其作用和大脑相类似。
信号调理电路通常包括滤波、放大、线性化等环节。
信号处理模块通常以各种型号的嵌入式微控制器、专用高速处理器（DSP）和大规模可编程集成电路，或直接采用工业控制计算机来构建。
2-1 随机误差，系统误差，粗大误差产生的原因是什么？对测量结果的影响有什么不同？从提高测量准确度看，应如何处理这些误差？随机误差主要是由于检测仪器或测量过程中某些未知或无法控制的随机因素综合作用的结果。
系统误差产生的原因大体上有：测量所用的仪器本身性能不完善或安装，布置，调整不当；在测量过程中温度，湿度，气压，电磁干扰等环境条件发生变化；测量方法不完善，或者测量所依据的理论本身不完善；操作人员视读方式不当等。
粗大误差一般由外界重大干扰或仪器故障或不正确的操作等引起的。
减小和消除系统误差的方法——1，针对产生系统误差的主要原因采取相应措施2，采用修正方法减小恒差系统误差3，采用交叉读书法减小线性系统误差4，采用半周期法减小周期性系统误差随机误差的处理——可以用数理统计的方法，对其分布范围做出估计，得到随机影响的不确定度。
粗大误差的处理——拉伊达准则和格拉布斯准则2-2 工业仪表常用的精度等级是如何定义的？精度等级与测量误差是什么关系？人为规定：取最大引用误差百分数的分子作为检测仪器（系统）精度等级的标志，即用最大引用误差去掉正负号的数字来表示精度等级。
精度等级常用符号G表示。
0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0七个等级是我国工业检测仪器（系统）常用精度等级。
检测仪器（系统）的精度等级由生产商根据其最大引用误差的大小并以选大不选小的原则就近套用上述精度等级得到。
2-3 已知被测电压范围为0 ~5V ，现有（满量程）20V 、0.5级和150V 、0.1级两只电压表，应选用哪只电表进行测量？A 表B 表两者比较，通常选用A 表进行测量所产生的测量误差较小。
即选用20V 、0.5级3.2 什么是仪表的灵敏度和分辨力？两者间存在什么关系？灵敏度是指测量系统在静态测量时，输出量和输入量的增量之比。
能引起输出量发生变化时输入量的最小变化量称为传感器或检测系统的分辨力。
灵敏度与分辨力关系：传感器的分辨力主要由敏感元件本身特性决定，提高灵敏度的措施，如提高放大倍数以及降低信噪比在一定程度有助于提高系统分辨力，但这种手段的作用在于充分发挥敏感元件的性能，因此其最大效果受限于敏感元件本身，若敏感元件本身分辨力有限，则灵敏度的提高也不会影响传感器的分辨力。
（灵敏度大则分辨率小）3.7 传感器与检测系统静态校准的条件与步骤是什么？静态标准条件是指没有加速度，振动，冲击（除非这些参数本身就是被测物理量）及环境温度一般为室温（20±5）ºC ，相对湿度不大于85%，大气压力为（101±7）KPa 的情况。
静态校准的步骤如下：1，根据标准的情况，将传感器或检测仪器全量程（测量范围）分成若干等间距点（一般至少均匀地选择五个以上的校准点，其中应包括起始点和终点）；2，然后由小到大逐一增加输入标准量值，并记录下被校准传感器或检测仪器与标准器相应的输出值；3，将输入值由大到小逐一减小，同时记录下与各输入值相应的输出值；4，按2,3所述过程，对传感器进行正，反行程往复循环多次测试，将得到的输出-输入测试数据用表格列出或作出曲线；5，对测试数据进行必要的处理，根据处理结果就可以确定被校准传感器1V . 0 20 * % 5 . 0 * maxmax = = = ∆ L x γ 15V . 0 150 * % 1 . 0 * max max = = = ∆ L x γ或检测仪器的线性度，灵敏度，滞后和重复性等静态特性指标。
4.1 什么是金属电阻丝的应变效应和灵敏度系数？金属材料的电阻相对变化与其线应变成正比。
这就是金属材料的应变电阻效应。
Km=(1+2u)+C(1-2u)为金属电阻丝的应变灵敏度系数，它由两部分组成：前半部分为受力后金属丝几何尺寸变化所致，后半部分为因应变而发生的电阻率相对变化。
4.3试述电阻应变片温度误差的慨念，产生的原因和补偿方法。
由温度变化引起应变计输出变化的现象，称为应变片的温度效应（也称温度误差）。
产生的原因：1，温度变化引起应变片敏感栅电阻变化而产生附加应变；2，试件材料与敏感材料的线膨胀系数不同，使应变片产生附加应变；温度补偿：应变片自补偿法；桥路补偿法；热敏电阻补偿法4.4 什么是直流电桥？若按不同的桥臂工作方式，可分为哪几种？各自的输出电压如何计算？单臂工作电桥双臂工作电桥全臂工作电桥4.7 拟在一个等截面的悬臂梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片，并组成差动全桥电路，试问：四个应变片应如何粘贴？试画出相应的电桥电路图，并说明如何克服温度误差？在梁的固定端附近的上下表面顺着梁L的方向各粘贴两片应变片。
为了好理解，我解释一下：就是说从上往下看（顺着力的方向），上面有两个并排的应变片，同样下面也有两个并排的应变片。
这样，上面受拉时，下面受挤压，两者发生极性相反的等量变化，4个应变电阻片就组成了全桥电路图在书本p113 图4-654.9 电容式传感器的测量电路主要有哪几种？各自特点是什么？使用这些测量电路时应注意哪些问题？调频电路；调频测量电路具有较高的灵敏度，可以测量0.01μm级位移变化量。
运算放大器式电路；运算放大器的输出电压与极板间距离dx成线性关系，从而克服了变间隙式电容传感器的非线性问题！运算放大器虽解决了单个变极距式电容传感器的非线性问题，但要求放大器具有足够大的放大倍数，而且输入阻抗很高。
双T二极管型电路；(1)电源、传感器电容、负载均可同时在一点接地；(2)二极管D1、D2工作于高电平下，因而非线性失真小；(3)其灵敏度与电源频率有关，因此电源频率需要稳定；(4)将D1、D2、R1、R2安装在C1、C2附近能消除电缆寄生电容影响，线路简单；(5)输出电压较高；(6)输出阻抗与电容C1和C2无关，而仅与R1、R2及RL有关；(7)输出信号的上升沿时间取决于负载电阻RL，可用于动态测量；(8)传感器的频率响应取决于振荡器的频率。
差动脉冲调宽电路；差动脉冲调宽电路不需要载频和附加解调线路，无波形和相移失真，输出信号只需要通过低通滤波器引出，直流信号的极性取决于C1和C2；对变极距和变面积的电容传感器均可获得线性输出。
这种脉宽调制线路也便于与传感器做在一起，从而使传输误差和干扰大大减小4.17 简述差动式电容测厚传感器的工作原理。
4.20 比较差动式自感传感器和差动变压器在结构及工作原理上的异同之处。
结构：都有完全对称的铁芯、衔铁和线圈结构。
但差动式电感传感器至少只有一对自感线圈，没有原副线圈之分；而差动变压器则至少由一对原线圈和一对副线圈组成，原线圈端需采用激励电源，输出电压自副线圈引出。
工作原理：相同点是都利用衔铁位置的改变实现差动检测。
不同点差动式电感传感器是通过改变衔铁的位置来改变两个差动线圈磁路的磁阻而使两个差动结构的线圈改变各自的自感系数实现被测量的检测，而差动变压式传感器则是通过改变衔铁的位置改变两个原副线圈的自感系数来检测相关的物理量。
4.23 电涡流式传感器有何特点？画出应用于测板材厚度的原理框图。
从应用来讲，电涡流式传感器的最大特点是能相对位移，振动，厚度，转速，表面温度，硬度，材料损伤等进行非接触式连续测量，具有结构简单，体积小，灵敏度高，频响范围宽，不受油污等介质影响的特点。
原理框图5.1什么是压阻效应？什么是压阻系数？表示压阻系数。
半导体电阻率随应变所引起的变化称为半导体的压阻效应。
5.2 什么是正压电效应和逆压电效应？什么叫纵向压电效应和横向压电效应？某些晶体或多晶陶瓷，当沿着一定方向受到外力作用时，内部就产生极化现象，同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力去掉后，又恢复到不带电状态；当作用力方向改变时，电荷的极性也随着改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。
上述现象称为正压电效应。
反之，如对晶体施加一定变电场，晶体本身将产生机械变形，外电场撤离，变形也随着消失，称为逆压电效应。
通常把沿电轴X方向的力作用下产生的压电效应称为“纵向压电效应”，而把沿机械轴Y方向的力作用下产生的压电效应称为“横向压电效应”5.3 简述石英晶体的结构特点，其X,Y,Z轴的名称是什么？每个轴分别具有什么特点？石英晶体是一个正六角形的晶柱。
纵向轴Z称为光轴，也称为中性轴，当光线沿此轴通过石英晶体时，无折射；X轴称为电轴，在垂直于此轴的面上压电效应最强；Y轴称为机械轴，在电场的作用下，沿该轴方向的机械变形最明显5.6 简述压电式加速度传感器的结构组成和工作原理压电式加速度传感器主要由压电原件，质量块，预压弹簧，基座及外壳等组成。
工作原理—当加速度传感器和被测物一起受到冲击振动时，压电元件受质量块惯性力的作用，根据牛顿第二定律，此惯性力是加速度的函数，既F=ma，此惯性力与物体质量m及加速度a成正比，此时力F作用在压电元件上，因而产生电荷Q，当传感器一旦确定，则电荷与加速度成正比。
因此通过测量电路测得电荷的大小，即可知道加速度的大小。
5.7什么是光电效应？光电效应有几种？并举例说出与光电效应相对的光电器件的名称。
因为吸收了光能后转换为该物体中某些电子的能量而产生的电效应就称为光电效应。
光电效应可分为外光电效应，内光电效应和阻挡层光电效应三种类型。
基于外光电效应原理工作的光电器件有光电管和光电倍增管；基于内光电效应原理工作的光电器件有光敏电阻和反向偏置工作的光敏二极管和光敏三极管；基于阻挡层光电效应原理工作的光电器件有光电池5.10 简述光敏电阻，光敏二极管，光敏晶体管和光电池的工作原理。
光敏电阻—光敏电阻又称为光电管，没有极性，纯粹是一个电阻器件，阻值随光照增加而减小，无光照时，光敏电阻阻值（暗电阻）很大，电路中电流（暗电流）很小；当受到一定波长范围的光照时，它的阻值（亮电阻）急剧减小，电路中的电流迅速增大。