同时还可以看出，要提高灵敏度，应减小起始间隙d过小时。
但当d过小时，又容易引起击穿，同时加工精度要求也高了。
为此,一般是在极板间放置云母、塑料膜等介电常数高的物质来改善这种情况。
在实际应用中，为了提高灵敏度，减小非线性，可采用差动式结构。
1．按工作原理的不同，电容式传感器可分为、、和三种类型。
第一种常用于测量，第二种常用于测量，第三种常用于测量。
（变间隙式；变面积式；变介电常数式；微小位移；角位移或较大的线位移；物位）
2．变间隙式店容传感器的初始间隙d0越小，传感器的灵敏度K0、非线性误差
，以上说明，提高K0与减小
。
在实际应用中，为使传感器具有足够大的K0值，通常使，如果还必须使
具有足够小的值，则还应满足，这就是它只能用于测量的原理。
（越大；越大；相矛盾；d0减小；
小，Δd0小；微小线位移）
3．解决变间隙式电容传感器提高K0与非线性误差
间的矛盾，可采用电容传感器，后者与前者相比，不仅灵敏度，而且非线性误差也。
但是，它还受电容极板间的限制，为此，常采用的变间隙式电容传感器。
（差动式；提高一倍；降低；击穿电压；部分固体介质）
4．变面积式电容传感器的电容增量
与动极板位移量
的关系为
，其灵敏度
。
因此，该传感器具有输出特性，即具有测量线位移的和灵敏度K为等优点。
（
；
；线性；范围大；稳定常数）
5．极板长度、极板间间隙、选介电常数介质，都可以提高变面积式电容式传感器的灵敏度。
另外，采用的变面积式电容传感器，也可以达到提高灵敏度的目的。
（增加；减小；高；齿形极板
第四章
1.影响差动变压器输出线性度和灵敏度的主要因素是什么？
答：
影响差动变压器输出线性度和灵敏度的主要因素是：
传感器几何尺寸、线圈电气参数的对称性、磁性材料的残余应力、测量电路零点残余电动势等。
2.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？
答：
电涡流式传感器的灵敏度主要受导体的电导率、磁导率、几何形状，线圈的几何参数，激励电流频率以及线圈到被测导体间的距离等因素影响。
电涡流式传感结构简单、频率响应宽、灵敏度高、测量范围大、抗干忧能力强，特别是有非接触测量的优点，因此在工业生产和科学技术的各个领域中得到了广泛的应用。
3.如图所示为一差动整流电路，试分析电路的工作原理。
答：
这是简单的电压输出型，动铁芯移动时引起上下两个全波整流电路输出差动电压，中间可调整零位，输出电压与铁芯位移成正比。
这种电路由二极管的非线性影响以及二极管正向饱和压降和反向漏电流的不利影响较大。
1．螺线管式差动变压器主要由、和三部分组成。
（线圈组合；活动衔铁；导磁外壳）
2．螺线管式差动变压器的线圈绕组按排列方式的不同可分为、、、以及等类型，通常采用的是和。
（一节式；二节式；三节式；四节式；五节式；二节式；三节式）
3．差动变压器在输出电压称为零点残余电压，其频谱主要包括和。
该电压会造成传感器再零点附近的灵敏度、分辨率和测量误差。
（基波；高次谐波；降低；变差；增大）
4．差动整流式差动变压器常用的，它是先把差动变压器两各次级线圈的分别整流，再将整流后的电流成通路差动输出。
（测量电路；互感电势；串接）
5．基于法拉第电磁感应现象，块状金属导体置于磁场中或在磁场中的作运动时，导体将产生呈的感应电流，此电流叫电涡流。
（变化着；切割磁力线；涡旋状）
6．电涡流式传感器测量系统由和两部分组成，两者利用来实现测试任务。
（传感器；被测体；磁场耦合程度）
7．当利用电涡流式传感器测量位移时，只有在x/ras=的范围内，才能得到较好的和较高的。
（0.05-0.15；线性；灵敏度）
8．填写下表：
电感式传感器类型
工作原理
变隙式
间隙变化±δ时，引起气隙磁阻的改变，导致线圈电感的变化
差动变压器式
被测非电量的变化，导致线圈互感的变化，其原理为变压器原理
电涡流式
利用电涡流效应原理
第五章
1．为什么说压电式传感器只适用于动态测量而不能用于静态测量?
答：
因为压电式传感器是将被子测量转换成压电晶体的电荷量，可等效成一定的电容，如被测量为静态时，很难将电荷转换成一定的电压信号输出，故只能用于动态测量。
2．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?
答：
压电式传感器测量电路的作用是将压电晶体产生的电荷转换为电压信号输出，其核心是要解决微弱信号的转换与放大，得到足够强的输出信号。
3．一压电式传感器的灵敏度K1＝10pC／MPa，连接灵敏度K2=0.008V／pC的电荷放大器，所用的笔式记录仪的灵敏度K3=25mm／V，当压力变化Δp=8MPa时，记录笔在记录纸上的偏移为多少?
解：
记录笔在记录纸上的偏移为
S=10×0.008×25×8=16mm
1．石英晶体和压电陶瓷多晶体具有、效应，利用它们的效应制成了电势型传感器。
（正；逆压电；正压电）
2．石英晶体的右旋直角坐标系统中，Z轴称，该方向上压电效应；X轴称，晶面上的压电效应；Y轴称，沿Y轴方向上的。
（光轴（中性轴）；没有；电轴；垂直于X轴；最显著；机械轴；受力面上不产生电荷）
3．沿石英晶片X轴加力，在力作用的上，产生电荷，承纵向压电效应。
石英晶体压电式传感器中主要用效应。
它的特点是晶面上产生的与呈正比，而与和无关。
（两晶面；异性；纵向压电；电荷密度；作用在晶面上压强；晶片厚度；面积）
4．若沿石英晶体Y轴方向加压力，在不出现电荷，电荷出现在上，只是相反，称横向压电效应。
（受力的两个晶面上；沿X轴加压力的两个晶面；电荷符号；横向压电效应）
5．压电陶瓷是一种人工制造的压电材料,它是由无数细微的单晶组成,他们都有自发形成的。
压电陶瓷又叫。
（多晶；单晶；极化方向；铁电体）
６．极化处理前的压电陶瓷材料对外不显，各向，不具有。
（极化方向；同性；压电特性）
７．极化处理后的压电陶瓷受到沿的作用力时，其随之改变，因而在的平面上将出现电荷量的。
它的大小与压电陶瓷的和的大小成正比。
（极化方向；剩余极化强度；垂直于极化方向；变化；压电系数；压力）
８．压电陶瓷的压电系数比石英晶体的。
所以采用压电陶瓷制作的压电是传感器，其较高。
但石英晶体的性是其他压电材料无法比的。
（大得多；灵敏度；稳定）
９．压电元件是一个电压很大的信号源，它可以等效一个和一个并联的等效电路。
测量中要求与其它配接的放大器具有和。
（电荷源；电容；高输入阻抗；低输出阻抗）
10．电荷放大器是一个，高放大倍数的，其输出电压与压电元件和有关。
（电容负反馈；运算放大器；产生的电荷；反馈电容）
11．压电式传感器中，常把两片的压电片叠在一起，其并联法是两压电片的粘贴在一起，在两边电极，增加一倍，电容也增加一倍；其串联接法是两压电片的粘在一起，因而上、下两极板的电荷量与相同，总容量为一半，输出电压。
（同型号；负极；正电极；电荷量；正极和负极；单片；单片时；增大一倍）
12．压电式传感器不能测量被测量，更不能测量。
目前多用于和动态的力或压力的测量。
（频率太低的；静态量；加速度）
第六章
1．光电效应有哪几种?
与之对应的光电元件各有哪些?
答：
光电效应有外光电效应、内光电效应和光生伏特效应三种。
基于外光电效应的光电元件有光电管、光电倍增管等；基于内光电效应的光电元件有光敏电阻、光敏晶体管等；基于光生伏特效应的光电元件有光电池等。
2．常用的半导体光电元件有哪些?
它们的电路符号如何?
答：
常用的半导体光电元件有光敏二极管、光敏三极管和光电池三种。
它们的电路符号如下图所示：
4．什么是光电元件的光谱特性?
答：
光电元件的光谱特性是指入射光照度一定时，光电元件的相对灵敏度随光波波长的变化而变化，一种光电元件只对一定波长范围的人射光敏感，这就是光电元件的光谱特性。
5．光电传感器由哪些部分组成?
被测量可以影响光电传感器的哪些部分?
答：
光电传感器通常由光源、光学通路和光电元件三部分组成，如图所示。
图中Ф1是光源发出的光信号，Ф2是光电器件接受的光信号，被测量可以是x1或者x2，它们能够分别造成光源本身或光学通路的变化，从而影响传感器输出的电信号I。
6．模拟式光电传感器有哪几种常见形式?
答：
模拟式光电传感器主要有四种。
一是光源本身是被测物，它发出的光投射到光电元件上，光电元件的输出反映了光源的某些物理参数，如图a所示。
这种型式的光电传感器可用于光电比色高温计和照度计；二是恒定光源发射的光通量穿过被测物，其中一部分被吸收，剩余的部分投射到光电元件上，吸收量取决于被测物的某些参数。
如图b所示。
可用于测量透明度、混浊度；三是恒定光源发射的光通量投射到被测物上，由被测物表面反射后再投射到光电元件上，如图c所示。
反射光的强弱取决于被测物表面的性质和状态，因此可用于测量工件表面粗糙度、纸张的白度等；四是从恒定光源发射出的光通量在到达光电元件的途中受到被测物的遮挡，使投射到光电元件上的光通量减弱，光电元件的输出反映了被测物的尺寸或位置。
如图d所示。
这种传感器可用于工件尺寸测量、振动测量等场合。
7.光敏电阻有哪些重要特性，在工业应用中是如何发挥这些特性的？
答：
光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。
它的重要特性是在无光照时阻值非常大，相当于断路，有光照时阻值变得很小，相当于通路。
在工业应用中主要就是通过光的变化来各种电路的控制。
1．的半导体表面上或半导体上，的现象，称为光生伏特效应。
（镀有金属膜；相接触的两种不同类型；受光照射产生电动势）
2．光电池是基于直接将转换成的一种有源器件。
（光生伏特效应；光能；电能）
3．硅光电池的光谱比硒大。
它的光照度与短路电流的关系呈，光照度与开路电压的关系有。
使用硅光电池做测量变换元件时，最好使其工作在。
它在温度特性是指与随的特性。
（光波长；线性；饱和期；接近短路工作状态；短路电流；开路电压；温度变化）
第七章
1．什么是金属导体的热电效应?
试说明热电偶的测温原理。
答：
热电效应就是两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同，回路中就会产生一个电动势，该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。
热电偶测温就是利用这种热电效应进行的，将热电偶的热端插入被测物，冷端接进仪表，就能测量温度。
2．试分析金属导体产生接触电动势和温差电动势的原因。
答：
当A和B两种不同材料的导体接触时，由于两者内部单位体积的自由电子数目不同（即电子密度不同），因此，电子在两个方向上扩散的速率就不一样。
现假设导体A的自由电子密度大于导体B的自由电子密度，则导体A扩散到导体B的电子数要比导体B扩散到导体A的电子数大。
所以导体A失去电子带正电荷，导体B得到电子带负电荷，于是，在A、B两导体的接触界面上便形成一个由A到B的电场。
该电场的方向与扩散进行的方向相反，它将引起反方向的电子转移，阻碍扩散作用的继续进行。
当扩散作用与阻碍扩散作用相等时，即自导体A扩散到导体B的自由电子数与在电场作用下自导体B到导体A的自由电子数相等时，便处于一种动态平衡状态。
在这种状态下，A与B两导体的接触处就产生了电位差，称为接触电动势。
对于导体A或B，将其两端分别置于不同的温度场t、t0中（t>t0）。
在导体内部，热端的自由电子具有较大的动能，向冷端移动，从而使热端失去电子带正电荷，冷端得到电子带负电荷。
这样，导体两端便产生了一个由热端指向冷端的静电场。
该电场阻止电子从热端继续跑到冷端并使电子反方向移动，最后也达到了动态平衡状态。
这样，导体两端便产生了电位差，我们将该电位差称为温差电动势。
3．简述热电偶的几个重要定律，并分别说明它们的实用价值。
答：
一是匀质导体定律：
如果热电偶回路中的两个热电极材料相同，无论两接点的温度如何，热电动势为零。
根据这个定律，可以检验两个热电极材料成分是否相同，也可以检查热电极材料的均匀性。
二是中间导体定律：
在热电偶回路中接入第三种导体，只要第三种导体的两接点温度相同，则回路中总的热电动势不变。
它使我们可以方便地在回路中直接接入各种类型的显示仪表或调节器，也可以将热电偶的两端不焊接而直接插入液态金属中或直接焊在金属表面进行温度测量。
三是标准电极定律：
如果两种导体分别与第三种导体组成的热电偶所产生的热电动势已知，则由这两种导体组成的热电偶所产生的热电动势也就已知。
只要测得各种金属与纯铂组成的热电偶的热电动势，则各种金属之间相互组合而成的热电偶的热电动势可直接计算出来。
四是中间温度定律：
热电偶在两接点温度t、t0时的热电动势等于该热电偶在接点温度为t、tn和tn、t0时的相应热电动势的代数和。
中间温度定律为补偿导线的使用提供了理论依据。
4.已知镍铬-镍硅（K）热电偶的热端温度t＝800℃，冷端温度t0＝25℃，求E（t，to）是多少毫伏?
镍铬-镍硅热电偶分度表查得E（800，0）=33.275mV，E（25，0）=1.024mV
解：
由镍铬-镍硅热电偶分度表可查得E（800，0）=33.275mV，E（25，0）=1.024mV，故可得
E（800，25）=33.275-1.024=32.251mV
5．如图5.14所示之测温回路，热电偶的分度号为K，毫伏表的示值应为多少度?
答：
毫伏表的示值应为（t1-t2-60）℃。
1．热电偶是用组成而成。
当两个处于，回路中便产生。
（两种不同半导体或金属；闭合电路；结点；不同温度时；热电动势）
2．热电势的大小仅与的性质和有关。
热电势由和温差电动势两部分组成。
（导体材料；接触点温度；接触电动势）
3．热电偶有两个极。
测温时，置于被测温度场中的接点称，置于恒定温度场中的接点称。
（热电；热端（或工作端，测量端）；冷端（或参考端，自由端）
4．接触电势是互相利用的两种金属中，由于不同，引起产生的。
的金属，因宏观上带正电；的金属，因宏观上带负电。
（导体自由电子密度；自由电子扩散；电子浓度大；扩散失去电子；电子浓度小；得到电子）
5．温差电势是由于金属引起而形成的。
的一端为正极，的一端为负极。
温差电势一般比接触电势小得多。
（两端温度不同；热扩散；温度高；温度低）
6．由A、B导体组成的热电偶，当引入第三导体C时，只要，则C导体的接入对回路无影响，这就是中间导体
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