部分习题参考答案(传感器原理及应用,第10章)

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《传感器原理及工程应用》课后答案

《传感器原理及工程应用》课后答案

第1章传感器概述1.什么是传感器?(传感器定义)2.传感器由哪几个部分组成?分别起到什么作用?3. 传感器特性在检测系统中起到什么作用?4.解释下列名词术语: 1)敏感元件;2)传感器; 3)信号调理器;4)变送器。

第1章传感器答案:3.答:传感器处于研究对象与测试系统的接口位置,即检测与控制之首。

传感器是感知、获取与检测信息的窗口,一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号,其作用与地位特别重要。

4.答:①敏感元件:指传感器中直接感受被测量的部分。

②传感器:能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。

③信号调理器:对于输入和输出信号进行转换的装置。

④变送器:能输出标准信号的传感器第2章传感器特性1.传感器的性能参数反映了传感器的什么关系?静态参数有哪些?各种参数代表什么意义?动态参数有那些?应如何选择?2.某传感器精度为2%FS ,满度值50mv ,求出现的最大误差。

当传感器使用在满刻度值1/2和1/8 时计算可能产生的百分误差,并说出结论。

3.一只传感器作二阶振荡系统处理,固有频率f0=800Hz,阻尼比ε=0.14,用它测量频率为400的正弦外力,幅植比,相角各为多少?ε=0.7时,,又为多少?4.某二阶传感器固有频率f0=10KHz,阻尼比ε=0.1若幅度误差小于3%,试求:决定此传感器的工作频率。

5. 某位移传感器,在输入量变化5 mm时,输出电压变化为300 mV,求其灵敏度。

6. 某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成,各环节的灵敏度为:S1=0.2mV/℃、S2=2.0V/mV、S3=5.0mm/V,求系统的总的灵敏度。

7.测得某检测装置的一组输入输出数据如下:a)试用最小二乘法拟合直线,求其线性度和灵敏度;b)用C语言编制程序在微机上实现。

8.某温度传感器为时间常数 T=3s 的一阶系统,当传感器受突变温度作用后,试求传感器指示出温差的1/3和1/2所需的时间。

传感器原理及工程应用完整版习题参考答案

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《传感器原理及工程应用》完整版习题答案第1章传感与检测技术的理论基础(P26)1—1:测量的定义?答:测量是以确定被测量的值或获取测量结果为目的的一系列操作。

所以,测量也就是将被测量与同种性质的标准量进行比较,确定被测量对标准量的倍数。

1 —2 :什么是测量值的绝对误差、相对误差、引用误差?答:绝对误差是测量结果与真值之差,即:绝对误差=测量值一真值相对误差是绝对误差与被测量真值之比,常用绝对误差与测量值之比,以百分数表示,即:相对误差=绝对误差/测量值X100%引用误差是绝对误差与量程之比,以百分数表示,即:引用误差=绝对误差/量程100%示值为142kPa,求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。

解: 已知:真值L = 140kPa测量值x= 142kPa测量上限=150kPa测量下限=—50kPa绝对误差△ = x-L=142-140=2(kPa)实际相对误差=—=2「43%L 140标称相对误差—— 1.41% x 142引用误差2 =测量上限—测量下限'150 —1 —10 对某节流元件(孔板)开孔直径d20的尺寸进行了15次测量,测量数据如下(单位: mm):120.42120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 120.30 120.40120.43120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40用测量范围为—50〜150kPa的压力传感器测量140kPa的压力时,传感器测得试用格拉布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差,并写出其测量结果。

解:序 号测量值 d 2o (mm)残余误差V i (d 20i d 2o )(mm)残余误差V (d 20i d 20 (i7))(mm)1 120.42 0.016 0.009 2 120.43 0.026 0.0193 120.40 —0.004 —0.0114 120.42 0.016 0.0095 120.43 0.0260.0196 120.39 —0.014—0.0217 120.30 —0.1048 120.40 —0.004—0.0119 120.43 0.026 0.01910 120.41 0.006 —0.00111 120.43 0.026 0.019 12 120.42 0.016 0.00913 120.39 —0.014—0.021 14 120.39 —0.014 —0.021 15120.40—0.004—0.011d20120.404mm1 i 10.0327mmJ i 7 0.0161mmd 20(i 7) 120.411mmd201(15 1d20 114 1G d 200.0788( mm) G d 200.0382(mm)当= 时,若取置信概率 = ,查表可得格拉布斯系数 = 。

传感器习题解答

传感器习题解答

思考与作业绪论.列出几项你身边传感测试技术的应用例子。

解:光电鼠标,电子台称,超声波测距,超声波探伤等。

第1章传感器的基本概念1. 什么叫做传感器的定义?最广义地来说,传感器是一种能把物理量、化学量以及生物量转变成便于利用的电信号的器件。

2.画出传感器系统的组成框图,说明各环节的作用。

答:1).敏感元件:直接感受被测量,并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。

2).转换元件:以敏感元件的输出为输入,把输入转换成电路参数。

3).转换电路:上述电路参数接入转换电路,便可转换成电量输出。

3.传感器有哪几种分类?按被测量分类——物理量传感器——化学量传感器——生物量传感器按测量原理分类阻容力敏光电声波按输出型式分类数字传感器模拟传感器按电源型式分类无源传感器有源传感器4. 传感器的静态特性是什么?静态特性表示传感器在被测量各个值处于稳定状态时的输入输出关系。

也即当输入量为常量,或变化极慢时,这一关系就称为静态特性。

5. 传感器的动态特性是什么?动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性,反映输出值真实再现变化着的输入量的能力。

6. 为什么要把传感器的特性分为静态特性和动态特性?传感器所测量的非电量一般有两种形式:一种是稳定的,即不随时间变化或变化极其缓慢,称为静态信号;另一种是随时间变化而变化,称为动态信号。

由于输入量的状态不同,传感器所呈现出来的输入—输出特性也不同,因此存在所谓的静态特性和动态特性。

第2章电阻式传感器1. 如何用电阻应变计构成应变式传感器?电阻应变计把机械应变信号转换成ΔR/R后,由于应变量及其应变电阻变化一般都很微小,既难以直接精确测量,又不便直接处理。

因此,必须采用转换电路或仪器,把应变计的ΔR/R变化转换成电压或电流变化(通常采用电桥电路实现这种转换。

根据电源的不同,电桥分直流电桥和交流电桥)。

2. 金属电阻应变片测量外力的原理是什么?金属电阻应变片的工作原理是基于金属导体的应变效应,即金属导体在外力作用下发生机械变形时,其电阻值随着它所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化的现象。

传感器原理及工程应用习题参考答案

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《传感器原理及工程应用》课后习题参考答案(郁有文 西安电子科技大学出版社 第三版)第1章 传感与检测技术的理论基础(传感与检测技术的理论基础(P26P26P26))1-3 用测量范围为-50~150kPa 的压力传感器测量140kPa 的压力时,传感器测得示值为142kPa ,求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。

求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。

解:已知:被测量的真值L =140kPa , 测量值x =142kPa , 测量上限=150kPa , 测量下限=-50kPa ,则:绝对误差kPaL x 2140142=-=-=D;实际相对误差%==4311402.L »D d ; 标称相对误差%==4111422.x »D d ;引用误差()%--=测量上限-测量下限=1501502»Dg 。

1-10 对某节流元件(孔板)开孔直径d 20的尺寸进行了15次测量,测量数据如下(单位:mm ): 120.42 120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 120.30 120.40 120.43 120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40 试用格拉布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差,并写出其测量结果。

试用格拉布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差,并写出其测量结果。

解:对测量数据列表如下:序号序号测量值测量值()m m d20残余误差残余误差()()m m d d v i i 2020-= 残余误差残余误差()()()m m i d d v i i 72020¹-=1 120.42 0.016 0.009 2 120.43 0.026 0.019 3 120.40 -0.004 -0.011 4 120.42 0.016 0.009 5 120.43 0.026 0.019 6 120.39 -0.014 -0.021 7 120.30 -0.104 ――8 120.40 -0.004 -0.011 9 120.43 0.026 0.019 10 120.41 0.006 -0.001 11 120.43 0.026 0.019 12 120.42 0.016 0.009 13 120.39 -0.014 -0.021 14 120.39 -0.014 -0.021 15 120.40 -0.004 -0.011 m m.d40412020=()m m .i d411120720=¹ m m.v i i d 03270115151220=-=å=sm m.G d 0788020=sm m.vi id016101147220=-=å¹s m m.G d 0382020=sv n 14n14d,A¢A12合成后绝对误差W D D D 5.02221112212=÷÷øöççèæ++÷÷øöççèæ+=R RR R R RR R R,相对误差%2.0==RR RD d 。

传感器原理与应用习题解答周真苑惠娟

传感器原理与应用习题解答周真苑惠娟

第1章传感器的技术基础1.传感器的定义是什么?答:传感器最早来自于“sensor”一词,就是感觉的意思。

随着传感器技术的发展,在工程技术领域中,传感器被认为是生物体的工程模拟物。

而且要求传感器不但要对被测量敏感,还要就有把它对被测量的响应传送出去的功能,也就是说真正实现能“感”到,会“传”到的功能。

传感器是获取信息的一种装置,其定义可分为广义和狭义两种。

广义定义的传感器是指那些能感受外界信息并按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置,以满足信息的传输、处理、记录、显示和控制等要求。

这里的“可用信号”是指便于处理、传输的信号,一般为电信号,如电压、电流、电阻、电容、频率等。

狭义定义的传感器是指将外界信息按一定规律转换成电量的装置才叫传感器。

按照国家标准GB7665—87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。

国际电工委员会(IEC)将传感器定义为:传感器是测量系统中的一种前置部件,它将输入变量转换成可供测量的信号。

美国测量协会又将传感器定义为“对应于特定被测量提供有效电信号输出的器件”。

传感器也称为变换器、换能器或探测器。

如前所述.感受被测量、并将被测量转换为易于测量、传输和处理的信号的装置或器件称为传感器。

2.简述传感器的主要分类方法。

答:(1)据传感器与外界信息和变换效应的工作原理,可分为物理传感器、化学传感器和生物传感器三大类。

(2)按输入信息分类。

传感器按输入量分类有力敏传感器、位置传感器、液面传感器、能耗传感器、速度传感器、热敏传感器、振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器等。

这种分类对传感器的应用很方便。

(3)按应用范围分类。

根据传感器的应用范围的不同,通常分为工业用、民用、科研用、医用、军用传感器等。

按具体使用场合,还可分为汽车用、舰船用、航空航天用传感器等。

如果根据使用目的的不同,还可分为计测用、监测用、检查用、控制用、分析用传感器等。

传感器原理与应用习题答案

传感器原理与应用习题答案

传感器原理与应用习题答案传感器原理与应用习题答案传感器是一种能够将物理量转化为电信号的装置,广泛应用于各个领域。

掌握传感器的原理和应用是电子工程师和科学研究人员的基本功。

下面是一些传感器原理与应用的习题及其答案,希望对大家的学习有所帮助。

1. 什么是传感器?传感器是一种能够感知和测量物理量的装置,它可以将感知到的物理量转化为电信号输出。

传感器广泛应用于工业自动化、环境监测、医疗设备等领域。

2. 传感器的原理是什么?传感器的原理基于物理量与电信号之间的相互作用。

不同类型的传感器采用不同的原理,例如压力传感器利用压力与电阻之间的关系,光电传感器利用光的散射和吸收等。

3. 压力传感器的原理是什么?压力传感器利用弹性元件的变形来测量压力。

当受到外力作用时,弹性元件会发生形变,形变程度与压力成正比。

压力传感器通过测量弹性元件的形变来计算压力大小。

4. 温度传感器的原理是什么?温度传感器利用物质的热膨胀特性来测量温度。

常见的温度传感器有热电偶和热敏电阻。

热电偶利用两种不同金属的热电势差来测量温度,热敏电阻则利用电阻与温度之间的关系。

5. 光电传感器的原理是什么?光电传感器利用光的散射、吸收和反射等特性来测量物体的位置、颜色和形状等。

常见的光电传感器有光电开关和光电二极管。

光电开关通过检测光的散射或反射来判断物体的存在与否,光电二极管则通过测量光的吸收来获取物体的颜色和形状信息。

6. 传感器的应用有哪些?传感器在各个领域都有广泛的应用。

在工业自动化中,传感器可以用于测量温度、压力、流量等参数,实现对生产过程的监控和控制。

在环境监测中,传感器可以用于测量大气污染物、水质和土壤湿度等指标,提供环境质量的实时数据。

在医疗设备中,传感器可以用于监测患者的体温、心率和血氧饱和度等,帮助医生进行诊断和治疗。

7. 传感器在智能家居中的应用有哪些?传感器在智能家居中起到了重要的作用。

通过安装温度传感器和湿度传感器,智能家居系统可以实时监测室内的温度和湿度,并根据设定的条件自动调节空调和加湿器。

传感器原理与应用作业参考答案

传感器原理与应用作业参考答案

《传感器原理与应用》作业参考答案作业一1.传感器有哪些组成部分?在检测过程中各起什么作用?答:传感器通常由敏感元件、传感元件及测量转换电路三部分组成。

各部分在检测过程中所起作用是:敏感元件是在传感器中直接感受被测量,并输出与被测量成一定联系的另一物理量的元件,如电阻式传感器中的弹性敏感元件可将力转换为位移。

传感元件是能将敏感元件的输出量转换为适于传输和测量的电参量的元件,如应变片可将应变转换为电阻量。

测量转换电路可将传感元件输出的电参量转换成易于处理的电量信号。

2.传感器有哪些分类方法?各有哪些传感器?答:按工作原理分有参量传感器、发电传感器、数字传感器和特殊传感器;按被测量性质分有机械量传感器、热工量传感器、成分量传感器、状态量传感器、探伤传感器等;按输出量形类分有模拟式、数字式和开关式;按传感器的结构分有直接式传感器、差分式传感器和补偿式传感器。

3.测量误差是如何分类的?答:按表示方法分有绝对误差和相对误差;按误差出现的规律分有系统误差、随机误差和粗大误差按误差来源分有工具误差和方法误差按被测量随时间变化的速度分有静态误差和动态误差按使用条件分有基本误差和附加误差按误差与被测量的关系分有定值误差和积累误差。

4.弹性敏感元件在传感器中起什么作用?答:弹性敏感元件在传感器技术中占有很重要的地位,是检测系统的基本元件,它能直接感受被测物理量〔如力、位移、速度、压力等〕的变化,进而将其转化为本身的应变或位移,然后再由各种不同形式的传感元件将这些量变换成电量。

5.弹性敏感元件有哪几种基本形式?各有什么用途和特点?答:弹性敏感元件形式上基本分成两大类,即将力变换成应变或位移的变换力的弹性敏感元件和将压力变换成应变或位移的变换压力的弹性敏感元件。

变换力的弹性敏感元件通常有等截面轴、环状弹性敏感元件、悬臂梁和扭转轴等。

实心等截面轴在力的作用下其位移很小,因此常用它的应变作为输出量。

它的主要优点是结构简单、加工方便、测量范围宽、可承受极大的载荷、缺点是灵敏度低。

传感器原理及应用第三版习题答案

传感器原理及应用第三版习题答案

传感器技术习题解答第一章传感器的一般特性1-1:答:传感器在被测量的各个值处于稳定状态时,输出量和输入量之间的关系称为传感器的静态特性;其主要指标有线性度、灵敏度、精确度、最小检测量和分辨力、迟滞、重复性、零点漂移、温漂。

1-2:答:(1)动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性;(2)描述动态特性的指标:对一阶传感器:时间常数对二阶传感器:固有频率、阻尼比。

1-3:答:传感器的精度等级是允许的最大绝对误差相对于其测量范围的百分数,即A=ΔA/Y FS*100%1-4;答:(1):传感器标定曲线与拟合直线的最大偏差与满量程输出值的百分比叫传感器的线性度;(2)拟合直线的常用求法有:端基法和最小二5乘法。

1-5:答:由一阶传感器频率传递函数w(jw)=K/(1+jωη),确定输出信号失真、测量结果在所要求精度的工作段,即由B/A=K/(1+(ωη)2)1/2,从而确定ω,进而求出f=ω/(2π).1-6:答:若某传感器的位移特性曲线方程为y1=a0+a1x+a2x2+a3x3+…….让另一传感器感受相反方向的位移,其特性曲线方程为y2=a0-a1x+a2x2-a3x3+……,则Δy=y1-y2=2(a1x+a3x3+ a5x5……),这种方法称为差动测量法。

其特点输出信号中没有偶次项,从而使线性范围增大,减小了非线性误差,灵敏度也提高了一倍,也消除了零点误差。

1-7:解:Y FS=200-0=200由A=ΔA/Y FS*100%有A=4/200*100%=2%。

精度特级为2.5级。

1-8:解:根据精度定义表达式:A=ΔA/Ay FS*100%,由题意可知:A=1.5%,Y FS=100所以ΔA=A Y FS=1.5因为 1.4<1.5所以合格。

1-9:解:Δhmax=103-98=5Y FS=250-0=250故δH=Δhmax/Y FS*100%=2%故此在该点的迟滞是2%。

1-10:解:因为传感器响应幅值差值在10%以内,且Wη≤0.5,W≤0.5/η,而w=2πf,所以 f=0.5/2πη≈8Hz即传感器输入信号的工作频率范围为0∽8Hz1-11解:(1)切线法如图所示,在x=0处所做的切线为拟合直线,其方程为:Y =a0+KX,当x=0时,Y=1,故a0=1,又因为dY/dx=1/(2(1+x)1/2)|x=0=1/2=K故拟合直线为:Y=1+x/2最大偏差ΔYmax在x=0.5处,故ΔYmax=1+0.5/2-(1+0.5)1/2=5/4-(3/2)1/2=0.025Y FS=(1+0.5/2)-1=0.25故线性度δL=ΔYmax/ Y FS*100%=0.025/0.25*100%=0.10*100%=10%(2)端基法:设Y的始点与终点的连线方程为Y=a0+KX因为x=0时,Y=1,x=0.5时,Y=1.225,所以a0=1,k=0.225/0.5=0.45而由 d(y-Y)/dx=d((1+x)1/2-(1+0.45x))/dx=-0.45+1/(2(1+x)1/2)=0有-0.9(1+x)1/2+1=0(1/0.9)2=1+xx=0.234ΔYmax=[(1+x)1/2-(1+0.45x)]|x=0.234=1.11-1.1053=0.0047Y FS=1+0.45*0.5-1=0.225δL端基=ΔYmax/ Y FS*100%=0.0047/0.225*100%=2.09%(3)最小二*法由公式()()xykninkniaxxyxxyxxxyxyxaiiiiiiiiiii*4695.00034.14695.005.1506.100365.1055.0*625.2751.1*65.1*691.60034.105.168.36265.255.0*625.255.0*691.65.1*751.1)**)22222((+==--=--==--=--=-∑∑-∑=-∑-∑=∑∑∑∑∑∑由d(y-Y)/dx=d((1+x)1/2-(1.0034+0.4695*x))/dx=-0.4695+1/(2(1+x)1/2)=0有x=1/(0.939)2-1=0.134ΔYmax=[(1+x)1/2-(1.0034+0.4695x)]|x=0.234=1.065-1.066=-0.001Y FS =1.0034+0.4695x-1.0034=0.235 δL 二*法=ΔYmax/ Y FS *100%=0.001/0.235*100%=0.0042*100%=0.42%1-12:解:此为一阶传感器,其微分方程为a 1dy/dx+a 0y=b 0x 所以 时间常数η=a 1/a 0=10sK=b 0/a 0=5*10-6V/Pa1- 13:解:由幅频特性有:()=+=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-ωωξωωω04021/2221K A ()()3125.1arctan 36.016.0*7.0*2arctan 012arctan 947.07056.01*42120222264.010006007.010006001-=--=-⎪⎪⎭⎫⎝⎛-==+=+⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-ωωωωξωϕ1- 14:解:由题意知:()()()max minmax3%H j H j H j ωωω-<因为最小频率为W=0,由图1-14知,此时输出的幅频值为│H (jw )│/K=1,即│H (jw )│=K()maxmax 013%0.9719.3620.97KK kHz H j ωωω∴-<<<⎛<= ⎝1- 15解:由传感器灵敏度的定义有: K =m mv mmv x y μμ/51050==∆∆ 若采用两个相同的传感器组成差动测量系统时,输出仅含奇次项,且灵敏度提高了2倍,为20mv/μm.第二章 应变式传感器2-1:答:(1)金属材料在受到外力作用时,产生机械变形,导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。

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部分习题参考答案
第10章半导体式化学传感器
10.1 什么是半导体气体传感器?它有哪些基本类型?气体传感器的发展动态如何?
10.2 半导体气体传感器主要有哪几种结构?各种结构气体传感器的特点如何?
10.3 如何提高半导体气体传感器的选择性?根据文献举例说明,目前实用气体
检测方法常用哪些气敏传感器?它有什么特点?
10.4 半导体气体传感器为什么要在高温状态下工作?加热方式有哪几种?加热
丝可以起到什么作用?
10.5 查找文献说明近年有哪些新性的气体传感器。

10.6 什么是绝对湿度?什么是相对湿度?表示空气湿度的物理量有哪些?如何表示?
10.7 湿度传感器的种类有哪些?主要参数有哪些?简述氯化锂湿度传感器的感湿原理。

10.8 简述半导体湿敏陶瓷的感湿机理。

半导体陶瓷湿敏传感器有那些特点?
10.9 离子选择电极是如何分类的?离子选择电极分析法有什么特点?试述离子
选择电极的结构与测量原理。

答案:
10.1答:(略)
10.2答:
1)按构成气敏传感器的材料可分为半导体和非半导体两大类;按半导体的物理特性,气敏传感器可分为电阻型和非电阻型。

2)早期电化学和光学方法,其检测速度慢、设备复杂、使用不方便;新型金属氧化物半导体传感器由于灵敏度高、体积小、使用方便,已广泛用于检测、分析领域。

电阻型气敏传感器是利用气体在半导体表面的氧化和还原反应,导致敏感元件阻值变化,电阻型气敏传感器是目前使用较广泛的一种气敏元件,传感器主要由敏感元件、加热器、外壳三部分组成。

非电阻型气敏传感器有不同类型,如利用MOS二极管的电容-电压特性变化,利用MOS场效应管的阈值电压的变化,利用肖特基金属半导体二极管的势垒变化进行气体检测。

10.3答:(略)
10.4答:
1)因为在常温下,电导率变化不大,达不到检测目的,因此以上结构的气敏元件都有电阻丝加热器,加热时间2~3分钟,最佳工作温度为200℃~400℃。

2)加热方式分为直热式和旁热式。

电阻型气敏传感器加热的目的有两个方面的因素,一是为了加速气体吸附和上述的氧化还原反应,提高灵敏度和响应速度,另外使附着在传感器元件壳面上的油雾、尘埃烧掉。

10.5答:(略)
10.6答:
1)绝对湿度指单位体积空气内所含水汽的质量,一般用每立方米空气中所含水汽的克数表示
3(/)V H m A g m V
2)相对湿度是指被测气体中,实际所含水汽蒸汽压和该气体在相同温度下饱和水蒸气压的百分比,一般用符号%RH(Relative Humidity)表示,无量纲。

3)除用绝对湿度、相对湿度表示空气的水汽含量外,露点温度是一个与湿度相关的重要物理量,简称露点。

当空气中温度下降到某一温度时,空气中的水汽就有可能转化为液相而凝结成露珠,这一特定温度称为空气的露点或露点温度。

10.7答:(略)
10.8答:
1)半导体湿敏电阻通常用两种以上的金属—氧化物—半导体烧结成多孔陶瓷,多孔陶瓷表面吸收水分的情况分为三个阶段,第一阶段是陶瓷在低湿区域或刚接触水汽;第二阶段是进一步吸收水分子或中等湿度环境;第三阶段大量水汽存在使晶粒界充满水分子。

2)半导瓷湿敏传感器有正特性和负特性两种。

负特性半导体瓷湿敏电阻的电阻值随湿度增加而下降,电阻率低,阻值-湿度特性好。

由于水分子中(H2)氢原子具有很强的正电场,当水分子在半导体瓷表面吸附时可能从半导体瓷表面俘获电子,使半导体表面带负电,相当表面电势变负,(P 型半导体电势下降,N 型半导体出现反型层)电阻率随湿度增加而下降。

10.9答:
1)ISFET 没有金属栅极,而是在绝缘栅上制作了一层敏感膜,敏感膜种类很多,不同敏感膜检测离子种类不同,具有离子选择性,如:Si3N4—氮,SiO2、Al2O3(无机膜)可测H+(氢)、PH 。

2)器件在SiO2层与栅极间无金属电极,而是待测溶液,溶液与参比电极同时接触充当栅极构成场效应管,工作原理与场效应管相似。

3)离子敏传感器是将普通MOSFET的金属栅去掉,让绝缘氧化层直接与溶液相接触,栅极用铂金属膜作引线,在铂膜上涂一层离子敏感膜,构成离子敏场效应管ISFET。

当离子敏场效应管ISFET插入溶液时,被测溶液与敏感膜接触处就会产生一定的界面电势,这个电势大小取决于溶液中被测离子的浓度。

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