传感器作业
《传感器》作业4-7章答案
1、如何改善单组式变极距型电容传感器的非线性？答：对于变极距单组式电容器由于存在着原理上的非线性，所以在实际应用中必须要改善其非线性。
改善其非线性可以采用两种方法。
（1）使变极距电容传感器工作在一个较小的范围内（0.01μm至零点几毫米），而且最大△δ应小于极板间距δ的1/5—1/10。
（2）采用差动式，理论分析表明，差动式电容传感器的非线性得到很大改善，灵敏度也提高一倍。
2、单组式变面积型平板形线位移电容传感器，两极板相对覆盖部分的宽度为4mm，两极板的间隙为0.5mm，极板间介质为空气，试求其静态灵敏度？若两极板相对移动2mm，求其电容变化量。
已知：b=4mm，δ=0.5mm，ε0=8.85×10－12F/m 求：（1）k=?；(2)若△a=2mm时△C=?。
6、画出电容式加速度传感器的结构示意图，并说明其工作原理。
答：电容式加速度传感器的结构示意图为：其中：1、5为两个固定极板；2为壳体；3为支撑弹簧片；4质量块；A面和B面为固定在质量块上的电容器的极板。
当测量垂直方向上直线加速度时，传感器的壳体2固定在被测振动体上，振动体的振动使壳体相对质量块运动，因而与壳体固定在一起的两固定极板1、5相对质量块4运动，致使上固定极板5与质量块4的A面组成的电容器Cx1以及下固定极板与质量块4的B面组成的电容器Cx2随之改变，一个增大，一个减小，它们的差值正比于被测加速度，而实现测量加速度的目的。
1、某霍尔元件l 、b 、d 尺寸分别为1.0cm ×0.35cm ×0.1cm ，沿l 方向通以电流I =1.0mA ，在垂直于lb 面方向加有均匀磁场B=0.3T ，传感器的灵敏度系数为22V/A ·T ，试求其输出霍尔电动势及载流子浓度。
已知：l ×b ×d=1.0cm ×0.35cm ×0.1cm ；I =1.0mA ；B=0.3T ；k H =22V/A ·T ；求：U H =?；n=？解：如图IB IB V IB k U H H 33106.63.0100.122--⨯=⨯⨯⨯==2、试说明霍尔式位移传感器的输出U H 与位移x 成正比关系。
传感器作业(含答案)
一、选择题1、回程误差表明的是在（）期间输出——输入特性曲线不重合的程度。
( D )A、多次测量B、同次测量C、不同测量D、正反行程2、传感器的下列指标全部属于静态特性的是（）( C )A、线性度、灵敏度、阻尼系数B、幅频特性、相频特性、稳态误差C、迟滞、重复性、漂移D、精度、时间常数、重复性3、（）是采用真空蒸发或真空沉积等方法，将电阻材料在基底上制成一层各种形式敏感栅而形成应变片。
这种应变片灵敏系数高，易实现工业化生产，是一种很有前途的新型应变片。
( D )A、箔式应变片B、半导体应变片C、沉积膜应变片D、薄膜应变片4、利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（）。
( C )A、两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片B、两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C、两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片D、两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片5、金属丝的电阻随着它所受的机械变形（拉伸或压缩）的大小而发生相应的变化的现象称为金属的（）。
( B )A、电阻形变效应B、电阻应变效应C、压电效应D、压阻效应6、下列说法正确的是（）。
( D )A、差动整流电路可以消除零点残余电压，但不能判断衔铁的位置。
B、差动整流电路可以判断衔铁的位置，但不能判断运动的方向。
C、相敏检波电路可以判断位移的大小，但不能判断位移的方向。
D、相敏检波电路可以判断位移的大小，也可以判断位移的方向。
7、随着人们对各项产品技术含量的要求的不断提高，传感器也朝向智能化方面发展，其中，典型的传感器智能化结构模式是（）。
( B )A、传感器+通信技术B、传感器+微处理器C、传感器+多媒体技术D、传感器+计算机二、判断题线性测量系统的灵敏度是时间的线性函数。
( F )涡流传感器一般不能用来测量钢板厚度。
( F )电感式传感器根据结构形式可分为自感式和互感式两种。
( F )光生伏特效应属于内光电效应的一种。
( T )引用误差反映了一个检测装置的综合性能指标，用来作为检测仪表的分类标准。
《用传感器测磁感应强度》 作业设计方案
《用传感器测磁感应强度》作业设计方案一、作业目标1、让学生了解磁感应强度的概念和物理意义。
2、掌握使用传感器测量磁感应强度的基本原理和方法。
3、培养学生的实验操作能力、数据分析能力和解决问题的能力。
4、激发学生对物理实验的兴趣，提高学生的科学素养。
二、作业内容1、理论知识预习（1）布置学生预习磁感应强度的相关知识，包括定义、单位、公式等。
（2）让学生了解常见的磁场产生方式，如永磁体、通电直导线、通电螺线管等。
2、实验准备（1）准备实验器材，如霍尔传感器、数据采集器、计算机、永磁体、通电螺线管、电源等。
（2）向学生介绍实验器材的使用方法和注意事项。
3、实验操作（1）测量永磁体周围的磁感应强度将霍尔传感器放置在永磁体周围的不同位置，记录数据采集器上显示的磁感应强度值。
改变传感器与永磁体的距离，观察磁感应强度的变化。
（2）测量通电直导线周围的磁感应强度连接好电路，使通电直导线通过一定大小的电流。
将霍尔传感器沿着直导线的垂直方向移动，测量不同位置的磁感应强度。
（3）测量通电螺线管内部的磁感应强度将霍尔传感器插入通电螺线管内部的不同位置，测量磁感应强度。
改变电流大小，观察磁感应强度的变化。
4、数据处理与分析（1）学生将实验中测量的数据记录在表格中。
（2）根据数据绘制磁感应强度与位置的关系曲线。
（3）分析实验数据，讨论磁感应强度的分布规律。
5、问题思考与讨论（1）比较不同实验条件下测量得到的磁感应强度，分析影响磁感应强度大小的因素。
（2）思考霍尔传感器测量磁感应强度的误差来源，并提出减小误差的方法。
（3）探讨如何利用所学知识，设计一个更精确的磁感应强度测量方案。
三、作业要求1、学生在实验过程中要认真操作，如实记录数据。
2、实验完成后，及时整理实验器材，保持实验室整洁。
3、独立完成实验报告，包括实验目的、实验步骤、实验数据、数据分析和结论等内容。
4、在讨论环节中，积极参与，发表自己的观点和看法。
四、作业评价1、实验操作评价（1）观察学生在实验中的操作是否规范、熟练。
《传感器的应用作业设计方案》
《传感器的应用》作业设计方案一、设计背景：传感器是一种能够感知环境中各种物理量并将其转换为电信号的设备，广泛应用于工业、农业、医疗等领域。
本次作业旨在让学生了解传感器的基本原理和应用，并通过实际操作加深对传感器的理解。
二、设计目标：1. 了解传感器的基本原理和分类；2. 掌握传感器在不同领域的应用；3. 能够设计简单的传感器应用实验。
三、设计内容：1. 进修任务：（1）阅读相关教材或资料，了解传感器的基本原理和分类；（2）查阅资料，了解传感器在工业、农业、医疗等领域的应用。
2. 实践任务：（1）设计一个简单的传感器应用实验，如温度传感器检测环境温度；（2）记录实验过程和结果，撰写实验报告。
四、设计步骤：1. 进修任务：（1）预习阶段：学生自主阅读相关资料，了解传感器的基本原理和分类；（2）教室授课：教师讲解传感器的基本原理和应用，引导学生思考传感器在实际生活中的应用途景。
2. 实践任务：（1）实验准备：学生准备实验所需材料，如温度传感器、Arduino开发板等；（2）实验操作：学生根据设计的实验方案，进行实验操作并记录数据；（3）实验分析：学生分析实验结果，总结实验过程中的问题和经验教训；（4）实验报告：学生撰写实验报告，包括实验目标、方法、结果和结论。
五、评判方式：1. 进修任务评判：考察学生对传感器基本原理和分类的理解水平；2. 实践任务评判：考察学生设计实验的能力和实验操作的准确性；3. 实验报告评判：考察学生实验报告的完备性和逻辑性。
六、作业要求：1. 按时完成进修任务和实践任务；2. 实验报告格式规范，内容完备。
七、参考资料：1. 《传感器技术与应用》2. 《Arduino入门教程》以上为《传感器的应用》作业设计方案，希望学生能够通过本次作业深入了解传感器的应用，提高实践能力和动手能力。
祝学生们顺利完成作业！。
《认识传感器作业设计方案》
《认识传感器》作业设计方案一、课程背景传感器是一种能够感知并转化物理量或化学量为电信号的装置。
在摩登科技领域中，传感器扮演着至关重要的角色，广泛应用于各种领域，如工业控制、环境监测、医疗仪器等。
本课程旨在让学生了解传感器的基本原理、分类、工作原理以及应用领域，培养学生对传感器的认识和兴趣。
二、教学目标1. 了解传感器的定义、分类和工作原理；2. 掌握传感器的常见应用领域；3. 能够设计简单的传感器应用实验；4. 培养学生的创新能力和动手能力。
三、教学内容1. 传感器的定义和分类；2. 传感器的工作原理；3. 传感器的应用领域；4. 传感器实验设计。
四、教学方法1. 理论讲解结合实例分析；2. 实验操作演示；3. 小组讨论和展示。
五、作业设计方案1. 作业一：传感器调查报告要求学生选择一个特定的传感器（如温度传感器、湿度传感器等），调查其原理、工作方式、应用领域以及市场需求。
撰写一份调查报告，并进行口头汇报。
2. 作业二：传感器应用设计学生根据实际需求，设计一个简单的传感器应用方案，包括传感器类型选择、工作原理、数据采集和处理方法等。
制作应用方案的演示文稿，并进行小组展示。
3. 作业三：传感器实验设计学生根据所学知识，设计一个简单的传感器实验，包括实验材料准备、实验步骤、数据采集和分析等内容。
完成实验报告，并进行实验结果展示。
六、评判方式1. 作业一：传感器调查报告，分析深度、表达清晰、结构合理；2. 作业二：传感器应用设计，创新性、实用性、演示效果；3. 作业三：传感器实验设计，实验设计合理、数据准确、结论明晰。
七、参考资料1. 《传感器技术与应用》2. 《传感器原理与应用》3. 《传感器与检测技术》以上是《认识传感器》作业设计方案的详细内容，希望能够帮助学生更好地了解传感器的相关知识，培养学生的实践能力和创新思维。
愿学生在本课程中取得优异的成绩，为未来的发展打下坚实的基础。
《传感器及其应用作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术粤科版》
《传感器及其应用》作业设计方案一、设计目标：通过本次作业设计，帮助学生深入了解传感器的原理、分类、应用及未来发展趋势，培养学生的实践操作能力和创新思维，提高学生的综合应用能力和解决问题能力。
二、设计内容：1. 传感器基本原理及分类：介绍传感器的基本原理、分类方式和特点，让学生了解不同类型的传感器在不同领域的应用。
2. 传感器的应用案例分析：选取几个典型的传感器应用案例，让学生分析其工作原理、优缺点以及在实际生活中的应用情况。
3. 传感器的自主设计与实验：要求学生根据所学知识，自主设计一个简单的传感器系统，并进行实验验证其可行性和准确性。
4. 传感器未来发展趋势展望：引导学生了解传感器技术的未来发展方向和趋势，让学生思考传感器在未来的应用前景。
三、设计步骤：1. 学生自主进修：要求学生在教室前自主进修传感器的基本知识，包括原理、分类、应用等方面，为教室上的深入讨论做好准备。
2. 教室讨论与案例分析：在教室上，老师介绍传感器的基本知识，并选取几个典型的传感器应用案例进行深入分析和讨论，让学生了解传感器在不同领域的应用情况。
3. 设计传感器实验：要求学生根据所学知识，自主设计一个简单的传感器系统，并进行实验验证其可行性和准确性，学生可以选择自己感兴趣的传感器类型进行设计。
4. 思考未来发展趋势：引导学生思考传感器技术的未来发展方向和趋势，鼓励学生展开讨论和思考，提出自己的见解。
四、评判方式：1. 教室表现：评判学生在教室上的积极参与水平和讨论质量。
2. 传感器实验报告：评判学生设计的传感器系统的实验过程和结果，并对实验数据进行分析和总结。
3. 未来发展趋势展望：评判学生对传感器技术未来发展的见解和思考深度。
五、作业要求：1. 传感器基本原理及分类的进修笔记；2. 传感器应用案例分析报告；3. 传感器设计实验报告；4. 传感器未来发展趋势展望论文。
六、参考资料：1. 《传感器技术及应用》（第二版），李明著，电子工业出版社；2. 《传感器原理与应用》（第三版），王强著，机械工业出版社；3. 《传感器与智能控制》（第四版），张三著，清华大学出版社。
《认识常见的传感器作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术苏教版》
《认识常见的传感器》作业设计方案第一课时一、目的：通过本次作业设计方案，帮助学生认识和了解常见的传感器的种类、原理和应用，培养学生对传感器技术的兴趣和理解能力。
二、适用对象：本作业设计适用于初中生或高中生，旨在开拓学生对科技领域的认识和兴趣。
三、时间安排：本作业设计为独立完成，预计用时3-5小时。
四、内容安排：1. 传感器概念介绍：通过简单易懂的语言，向学生解释传感器是什么、其作用以及在生活中的应用。
2. 常见传感器分类：介绍学生常见的传感器种类，如温度传感器、压力传感器、光电传感器等。
3. 传感器原理解析：针对不同类型的传感器，具体解析其工作原理和特点。
4. 传感器应用案例：举例说明传感器在各种领域的应用，如智能家居、工业自动化等。
5. 传感器发展趋势：简要介绍传感器技术的发展历程和未来趋势。
五、作业要求：1. 阅读相关资料，完成传感器概念的理解和分类；2. 选取一种常见传感器，详细研究其工作原理；3. 结合实际案例，分析该传感器在特定领域的应用；4. 撰写作业报告，包括传感器概念介绍、分类解析、工作原理分析、应用案例说明和个人感悟等内容。
六、评价标准：1. 对传感器概念的理解是否准确清晰；2. 对常见传感器分类的掌握程度；3. 对选取传感器工作原理的深入分析能力；4. 应用案例分析的逻辑性和实用性；5. 作业报告的表达能力和完整性。
七、扩展阅读：1. 《传感器技术与应用》2. 《智能传感器原理与应用》以上是本次《认识常见的传感器》作业设计方案的详细内容，希望能激发学生对传感器技术的兴趣，提升其科技水平和实践能力。
愿学生们在完成作业过程中能够获得知识的收获和思维的拓展。
第二课时作业设计方案一、课程背景介绍本次作业设计主要围绕“认识常见的传感器”展开。
传感器是一种能够感知并转换所测量的各种物理量或化学量为电信号或其他可识别形式的设备，广泛应用于工业控制、环境监测、医疗器械等领域。
通过本次作业，学生将深入了解不同类型的传感器及其工作原理，培养学生对传感器技术的认识和理解。
《简易机器人常用传感器作业设计方案》
《简易机器人常用传感器》作业设计方案第一课时一、设计背景：随着科技的不息进步，机器人技术已经逐渐走进人们的平时生活。
而机器人的核心功能之一就是能够感知四周环境，并依据环境的变化做出相应的反应。
因此，传感器作为机器人的“感觉器官”，在机器人设计中起着至关重要的作用。
本次作业旨在让同砚了解并精通常用的机器人传感器，并利用这些传感器设计一个简易机器人。
二、设计目标：1. 了解机器人传感器的种类和作用；2. 精通传感器与控制系统之间的协作原理；3. 进行实际操作，设计一个具有基本感知能力的简易机器人。
三、设计内容：1. 机器人传感器介绍：本次设计将涉及到以下常用机器人传感器：- 光敏传感器：用于检测光线强度，实现机器人对光线的感知；- 超声波传感器：用于测量距离，实现机器人对四周环境的距离感知；- 红外传感器：用于检测物体的距离和避障，实现机器人在前进过程中的避障功能；- 陀螺仪传感器：用于检测机器人的角度和方向变化，实现机器人的姿态控制。
2. 传感器与控制系统协作原理：传感器卖力感知四周环境，并将感知到的数据传递给控制系统，控制系统依据接收到的数据做出相应的决策和控制机器人的挪动。
这种协作原理是实现机器人智能感知和自主运动的关键。
3. 简易机器人设计：基于上述传感器和控制系统的协作原理，设计一个简易机器人，要求具有以下功能：- 能够感知光线强度，并依据光线强度的变化调整自身运动方向；- 能够测量前方距离并避障；- 能够保持水平姿态并依据陀螺仪传感器调整角度。
四、设计步骤：1. 硬件部分：- 搭建机器人底盘，安装电机和轮子；- 毗连光敏传感器、超声波传感器、红外传感器和陀螺仪传感器；- 搭建控制系统，包括单片机和电机驱动模块。
2. 软件部分：- 编写传感器数据得到程序，并将数据传递给控制系统；- 编写控制系统程序，依据传感器数据调整机器人的运动和姿态。
3. 测试部分：- 对机器人进行光线强度、距离、避障和姿态稳定性的测试；- 调整程序，优化机器人的运动和姿态控制。
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何谓电感式传感器电感式传感器分为哪几类各有何特点答：电感式传感器是利用线圈自感和互感的变化实现非电量电测的一种装置，传感器利用电磁感应定律将被测非电量转换为电感或互感的变化。
电感式传感器种类：自感式、差动式、互感式、涡流式。
自感式结构简单、测量范围小、非线性误差大；互感式结构复杂、测量范围较大、有零点残余电压；涡流式可以进行非接触测量、但对象必须是金属材料。
说明产生差动电感式传感器零位残余电压的原因及减小此电压的有效措施。
答：差动变压器式传感器的铁芯处于中间位置时，在零点附近总有一个最小的输出电压0U ，将铁芯处于中间位置时，最小不为零的电压称为零点残余电压。
产生零点残余电压的主要原因是由于两个次级线圈绕组电气系数（互感 M 、电感L 、内阻R ）不完全相同，几何尺寸也不完全相同，工艺上很难保证完全一致。
为减小零点残余电压的影响，除工业上采取措施外，一般要用电路进行补偿：①串联电阻；②并联电阻、电容，消除基波分量的相位差异，减小谐波分量；③加反馈支路，初、次级间加入反馈，减小谐波分量；④相敏检波电路对零点残余误差有很好的抑制作用。
什么叫电涡流效应说明电涡流式传感器的基本结构与工作原理。
电涡流式传感器的基本特性有哪些它是基于何种模型得到的答：1）块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作用切割磁力线运动时，导体内部会产生一圈圈闭和的电流，这种电流叫电涡流，这种现象叫做电涡流效应。
2）形成涡流必须具备两个条件：第一存在交变磁场；第二导电体处于交变磁场中。
电涡流式传感器通电后线圈周围产生交变磁场，金属导体置于线圈附近。
当金属导体靠近交变磁场中时，导体内部就会产生涡流，这个涡流同样产生交变磁场。
由于磁场的反作用使线圈的等效电感和等效阻抗发生变化，使流过线圈的电流大小、相位都发生变化。
通过检测与阻抗有关的参数进行非电量检测。
3）因为金属存在趋肤效应，电涡流只存在于金属导体的表面薄层内，实际上涡流的分布是不均匀的。
涡流区内各处的涡流密度不同，存在径向分布和轴向分布。
所以电涡流传感器的检测范围与传感器的尺寸（线圈直径）有关。
4）回路方程的建立是把金属上涡流所在范围近似看成一个单匝短路线圈作为等效模型。
什么是霍尔效应霍尔元件不等位电势产生的原因有哪些答：通电的导体（半导体）放在磁场中，电流与磁场垂直，在导体另外两侧会产生感应电动势，这种现象称霍尔效应。
霍尔电势不为零的原因是，霍尔引出电极安装不对称，不在同一等电位面上；激励电极接触不良，半导体材料不均匀造成电阻率ρ不均匀等原因。
某一霍尔元件尺寸为10=, 1.0=，沿L方向通以电流d mmb mmL mm=， 3.5=，灵敏度为B TI mA=，在垂直于L和b的方向加有均匀磁场0.31.0V A T⋅，试求输出霍尔电势及载流子浓度。
22/()解：19191922/(), 1.0,0.36.610, 3.5, 1.0 1.6100.0010.328.41100.0066 1.6100.001H H H H K V A T I mA B TU K IB mVL mm b mm de mm e IB n U ed --∴=⋅====∴====⨯⨯=-==⨯⨯⨯⨯输出霍尔电势：，载流子浓度为：比较霍尔元件、磁敏电阻、磁敏晶体管，它们有哪些相同之处和不同之处简述其各自的特点。
答：霍尔元件具有体积小、外围电路简单、动态特性好、灵敏度高、频带宽等许多优点，在霍尔元件确定后，可以通过测量电压、电流、磁场来检测非电量，如力、压力、应变、振动、加速度等等，所以霍尔元件应用有三种方式：①激励电流不变，霍尔电势正比于磁场强度，可进行位移、加速度、转速测量。
②激励电流与磁场强度都为变量，传感器输出与两者乘积成正比，可测量乘法运算的物理量，如功率。
③磁场强度不变时，传感器输出正比于激励电流，可检测与电流有关的物理量，并可直接测量电流。
磁敏电阻与霍尔元件属同一类，都是磁电转换元件，两者本质不同是磁敏电阻没有判断极性的能力，只有与辅助材料(磁钢)并用才具有识别磁极的能力。
磁敏二极管可用来检测交直流磁场，特别是弱磁场。
可用作无触点开关、作箱位电流计、对高压线不断线测电流、小量程高斯计、漏磁仪、磁力探伤仪等设备装置。
磁敏三极管具有较好的磁灵敏度，主要应用于①磁场测量，特别适于10-6T 以下的弱磁场测量，不仅可测量磁场的大小，还可测出磁场方向；②电流测量。
特别是大电流不断线地检测和保护；③制作无触点开关和电位器，如计算机无触点电键、机床接近开关等；④漏磁探伤及位移、转速、流量、压力、速度等各种工业控制中参数测量。
石英晶体和压电陶瓷的压电效应有何不同之处为什么说PZT 压电陶瓷是优能的压电元件比较几种常用压电材料的优缺点，说出各自适用于什么场合答：1）石英晶体整个晶体是中性的，受外力作用而变形时没有体积变形压电效应，但它具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。
压电陶瓷PZT 是一种多晶铁电体，原始的压电陶瓷材料并不具有压电性，必须在一定温度下做极化处理后，留下了很强的剩余极化强度，才能使其呈现出压电特性。
2）比较石英晶体12d 、11d ，压电陶瓷的纵向压电常数33d 大的多，是它们的上百倍。
所以压电陶瓷制作的传感器灵敏度高。
常用的优能压电陶瓷是锆钛酸铅（PZT ），它具有很高的介电常数，工作温度可达250℃。
压电元件在使用时常采用多片串联或并联的结构形式。
试述在不同接法下输出电压、电荷、电容的关系，它们分别适用于何种应用场合 答：1）在压电式传感器中，为了提高灵敏度，往往采用多片压电芯片构成一个压电组件。
其中最常用的是两片结构；根据两片压电片的连接关系，可分为串联和并联连接。
2）如果按相同极性粘贴，相当两个压电片（电容）串联。
输出总电容为单片电容的一半，输出电荷与单片电荷相等，输出电压是单片的两倍；适合测量变化较快且以电压输出的场合；若按不同极性粘贴，相当两个压电片（电容）并联，输出电容为单电容的两倍，极板上电荷量是单片的两倍，但输出电压与单片相等，适合测量变化较慢且以电荷输出的场合。
己知电压前置放大器输人电阻及总电容分别为R i =100M?，C i =100pF ，求与压电加速度计相配，测100Hz 振动时幅值误差是多少解：实际输入电压幅值和理想输入电压幅值分别为：2221)(i i im im C R R dF U ωωω+= im im C dF U =∞)( 相对误差为：1)2(12)()()(222-+=∞∞-=i i ii im im im C R f C fR U U U ππωγ=%一压电加速度计，供它专用电缆的长度为1.2m ，电缆电容为100pF ，压电片本身电容为1000pF 。
出厂标定电压灵敏度为100/V g ，若使用中改用另一根长2.9m 电缆，其电容量为300pF ，问其电压灵敏度如何改变 解：因C i 很小，忽略前置放大电路的输入电容，可得压电加速度计电压灵敏度为aC u C C md K +≈ 当电缆由为1.2m 换成2.9m 后，电压灵敏度将变为g /V 62.84g /V 10010003001000100=⨯++=+'+=+'≈'u a C a C a C u K C C C C C C md K 可见电缆加长后电压灵敏度下降。
什么是内光电效应什么是外光电效应说明其工作原理并指出相应的典型光电器件。
答：当用光照射物体时，物体受到一连串具有能量的光子的轰击，于是物体材料中的电子吸收光子能量而发生相应的电效应（如电阻率变化、发射电子或产生电动势等）。
这种现象称为光电效应。
1）当光线照在物体上,使物体的电导率发生变化，或产生光生电动势的现象叫做内光电效应，内光电效应又分为光电导效应和光生伏特效应。
入射光强改变物质导电率的物理现象称光电导效应，典型的光电器件有光敏电阻；光照时物体中能产生一定方向电动势的现象叫光生伏特效应，光电池、光敏晶体管。
2）在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应，典型的光电器件有光电管、光电倍增管。
什么是光敏电阻的亮电阻和暗电阻暗电阻电阻值通常在什么范围答：暗电阻，光敏电阻无光照时的电阻为暗电阻，暗电阻电阻值范围一般为～200MΩ；亮电阻、光敏电阻受光照时的电阻称亮电阻，亮电阻的阻值一般为～20KΩ。
何为光电池的开路电压及短路电流为什么作为检测元件时要采用短路电流输出形式，作为电压源使用时采用开路电压输出形式答：1）开路电压是指光电池外接负载非常大接近于开路时的电压，短路电流是指外接负载电阻相对于光电池内阻很小时的光电流值。
2）短路电流曲线在很大范围内与光照度成线性关系，因此光电池作为检测元件使用时，一般不作电压源使用，而作为电流源的形式应用。
而开路电压与光照度关系在照度为2000lx以上趋于饱和呈非线性关系，因此适于作电压源使用。
光电池的结构特征是什么它如何工作的答：1）光电池的结构是一个大面积的P-N结，上电极为栅状受光电极，栅状电极下涂有抗反射膜，用以增加透光减小反射，下电极是一层铝衬底。
2）当光照射在P-N结上时，若光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则产生电子-空穴对，光生的电子-空穴对迅速扩散，在P-N结电场作用下，空穴移向P区，电子移向N区，形成一个与光照强度有关的电动势采用波长为～mμ的红外光源时，宜采用哪种材料的光电器件做检测元件为什么答：1）采用波长为～mμ的红外光源时，宜采硅光电池或硅光敏管，其光谱响应峰值在mμ。
μ附近，波长范围在～m2）其中硅光电池适于接受红外光，可以在较宽的波长范围内应用。
光电传感器控制电路如图8-53所示，试分析电路工作原理：①GP-IS01是什么器件，内部由哪两种器件组成② 当用物体遮挡光路时，发光二极管LED有什么变化③ R1是什么电阻，在电路图8-53中起到什么作用如果V D二极管的最大额定电流为60mA，R1应该如何选择④ 如果GP-IS01中的V D二极管反向连接，电路状态如何晶体管VT 、LED如何变化答：1）GP-IS01是光电开关器件，内部由发光二极管和光敏晶体管组成；2）当用物体遮挡光路时，Vg无光电流，VT截止，发光二极管LED不发光；3）R1是限流电阻，在电路中可起到保护发光二极管V D的作用；如果VD二极管的最大额定电流为60mA，由于R I =（）/ = 188Ω，R I可选择大于或等于200?电阻。
4）如果GP-IS01中的VD 二极管反向连接，VD将不发光，Vg无光电流，VT截止，发光二极管LED不发光；物体遮挡，电路无状态变化。
光栅传感器的基本原理是什么莫尔条纹是如何形成的有何特点分析光栅传感器具有较高测量精度的原因。
答：光栅传感器是根据莫尔条纹制成的一种计量光栅，它由光源、透镜、光栅副和光电接收元件组成。