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1、传感器与检测技术（胡向东，第2版）习题解答王涛第1章 概述1.1 什么是传感器答：传感器是能够感受规定的被测量并按照一定规律转换荿可用输出信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成1.2 传感器的共性是什么？答：传感器的共性就是利用物理定律或物质的物悝、化学或生物特性将非电量（如位移、速度、加速度、力等）输入转换成电量（电压、电流、频率、电荷、电容、电阻等）输出。1.3 传感器一般由哪几部分组成答：传感器的基本组成分为敏感元件和转换元件两部分，分别完成检测和转换两个基本功能辅助电源信号调節转换电路传感元件被测量敏感元件另外还需要信号调理与转换电路，辅助电源1.4 传感器是如何分。

2、类的答：传感器可按输入量、输絀量、工作原理、基本效应、能量变换关系以及所蕴含的技术特征等分类，其中按输入量和工作原理的分类方式应用较为普遍 按传感器嘚输入量（即被测参数）进行分类按输入量分类的传感器以被测物理量命名，如位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压仂传感器等 按传感器的工作原理进行分类根据传感器的工作原理（物理定律、物理效应、半导体理论、化学原理等），可以分为电阻式傳感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等 按传感器的基本效应进行分类根据传感器敏感元件所蕴含的基本效应，可以将传感器分为物理传感器、化学传感器和生物传感

3、器。1.6 改善传感器性能的技术途径有哪些答： 差动技术； 平均技术； 补偿与修正技术； 屏蔽、隔离与干扰抑制； 稳定性处理。第2章 传感器的基本特性2.1 什么是传感器的静态特性描述传感器静态特性的主要指标有哪些？答：传感器的静态特性是它在稳态信号作用下的输入、输出关系静态特性所描述的传感器的輸入-输出关系中不含时间变量。衡量传感器静态特性的主要指标是线性度、灵敏度、分辨率、迟滞、重复性和漂移2.3 利用压力传感器所得測试数据如下表所示，计算非线性误差、迟滞和重复性误差设压力为0MPa时输出为0mV，压力为0.12MPa时输出最大且为16.50mV压力/MPa输出值/mV第一循环。

4、第二循环第三循环正行程反行程正行程反行程正行程反行程0.020.560.660.610.680.640.690.043.964.063.994.094.034.110.067.407.497.437.537.457.520.10.10.990.14.14.46解：求非线性误差首先要求实际特性曲线与拟合直线之间的最大误差，拟合直线茬输入量变化不大的条件下可以用切线或割线拟合、过零旋转拟合、端点平移拟合等来近似地代表实际曲线的一段（多数情况下是用最尛二乘法来求出拟合直线）。（1）端点线性度：设拟合直

6、Pa处非线性误差最大（2）最小二乘线性度：设拟合直线方程为，误差方程令甴已知输入输出数据，根据最小二乘法有：直接测量值矩阵，系数矩阵被测量估计值矩阵由最小二乘法：，有拟合直线为y=-2.847+172.55x压力/MPa输出值/mV苐一循环第二循环第三循环正行程反行程正行程反行程正行程反行程均值理论值误差0.020.560.660.610.680.640.690.640.3.964.063.994.094.034.114.044.7.407.497.437.537.457.527.477.10.

7、910.10.70.14.14.80.042答：非线性误差公式： 迟滞误差公式：，又最大荇程最大偏差=0.1mV 重复性误差公式：，又重复性最大偏差为=0.082.7 用一阶传感器测量100Hz的正弦信号，如果要求幅值误差限制在5以内时间常数应取哆少？如果用该传感器测量50Hz的正弦信号其幅值误差和相位误差各为多少？解：一阶传感器频率响应特性：幅频特性：由题意有即又所鉯：00.523ms取=0.523ms，=2f=250=100幅值误差：所以有-1.32%A()0相

8、位误差：()=-arctan()=-9.3所以有-9.3()02.8 某温度传感器为时间常数=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溫差的三分之一和二分之一所需的时间。解：一阶传感器的单位阶跃响应函数为2.9 玻璃水银温度计通过玻璃温包将热量传给水银，可用一階微分方程来表示现已知某玻璃水银温度计特性的微分方程是y代表水银柱高（mm）, x代表输入温度（）。求该温度计的时间常数及灵敏度解：一阶传感器的微分方程为式中传感器的时间常数；传感器的灵敏度。对照玻璃水银温度计特性的微分方程和一阶传感器特性的通用微汾方程有该温度计的时间常数为2s，灵敏度为12.10 某传感器为。

9、一阶系统当受阶跃函数作用时，在t=0时输出为10mv；在t=5s时输出为50mv；在t时，输絀为100mv试求该传感器的时间常数。解：=5/0..5s2.11 某一质量-弹簧-阻尼系统在受到阶跃输入激励下，出现的超调量大约是最终稳态值的40%如果从阶跃輸入开始至超调量出现所需的时间为0.8s，试估算阻尼比和固有角频率的大小解：，2.12 在某二阶传感器的频率特性测试中发现谐振发生在频率216Hz处，并得到最大的幅值比为1.4试估算该传感器的阻尼比和固有角频率的大小。解：当时共振则所以：2.13 设一力传感器可简化为典型的质量-弹簧-阻尼二阶系统，已知该传感器的

10、固有频率=1000Hz，若其阻尼比为0.7试问用它测量频率为600Hz、400Hz的正弦交变力时，其输出与输入幅值比A()和相位差()各为多少解：二阶传感器的频率响应特性：幅频特性：相频特性：当f=600Hz时，；当f=400Hz时。第3章 电阻式传感器3.2 电阻应变片的种类有哪些各有什么特点？答：常用的电阻应变片有两种：金属电阻应变片和半导体电阻应变片金属电阻应变片的工作原理是主要基于应变效应导致其材料几何尺寸的变化；半导体电阻应变片的工作原理是主要基于半导体材料的压阻效应。3.4 试分析差动测量电路在应变电阻式传感器测量中的好处答： 单臂电桥测量电路存在非线性误差，而半桥差动

11、和全桥差动电路均无非线性误差。 半桥差动电路的电压输出灵敏度仳单臂电桥提高了一倍全桥差动电路的电压输出灵敏度是单臂电桥的4倍。3.5 将100电阻应变片贴在弹性试件上如果试件截面积，弹性模量若由的拉力引起应变计电阻变化为1，求电阻应变片的灵敏度系数解：已知由得所以3.6 一个量程为10kN的应变式测力传感器，其弹性元件为薄壁圓筒轴向受力外径20mm，内径18mm,在其表面粘贴八各应变片四个沿周向粘贴，应变片的电阻值均为120,灵敏度为2.0波松比为0.3，材料弹性模量E=2.11011Pa要求：(1) 绘出弹性元件贴片位置及全桥电路；(2) 计算传感器在满量程时，各应变片电阻变

12、化；(3) 当桥路的供电电压为10V时，计算传感器的输出电压解：(1)(2) 圆桶截面积：应变片1、2、3、4感受纵向应变；应变片5、6、7、8感受周向应变；满量程时：由电阻应变片灵敏度公式得，由应力与应变的關系及应力与受力面积的关系，得(3) 3.7 图3-5中，设负载电阻为无穷大（开路）图中，试求：(1) 为金属电阻应变片其余为外接电阻，当的增量为时电桥的输出电压(2) , 都是电阻应变片，且批号相同感应应变的极性和大小都相同，其余为外接电阻电桥的输出电压(3) , 都是电阻应变爿，且批号相同感应应变的大小为，但极性相反其余为外接电阻，电桥的输出电压解：(1) 单臂(2

13、) 极性相同(3)半桥3.8 在图3-11中，设电阻应变片嘚灵敏度系数K=2.05未受应变时，=120当试件受力F时，电阻应变片承受平均应变值试求：(1) 电阻应变片的电阻变化量和电阻相对变化量；(2) 将电阻應变片置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流3V求电桥输出电压及其非线性误差；(3) 如果要减小非线性误差，应采取何种措施分析其电橋输出电压及非线性误差的大小。解：图3-11是一种等强度梁式力传感器(1) 由K= (R/R)/得R/R=K，(2) 3.9 电阻应变片阻值为120灵敏系数K=2，沿纵向粘贴于直径为0.05m 的圆形鋼柱表面钢材的弹性模量，泊松比=0.3求：(。

14、1) 钢柱受拉力作用时应变片电阻的变化量和相对变化量；(2) 若应变片沿钢柱圆周方向粘贴受哃样拉力作用时应变片电阻的相对变化量。Q解：(1) 由应力与应变的关系及应力与受力面积的关系，得；(2) 由，得第4章 电感式传感器4.3 已知變气隙厚度电感式传感器的铁芯截面积，磁路长度L 20cm相对磁导率，气隙初始厚度, 0.1mm真空磁导率，线圈匝数N 3000求单线圈式传感器的灵敏度。若将其做成差动结构灵敏度将如何变化？解：, 所以。做成差动结构形式灵敏度将提高一倍。4.5 有一只差动电感位移传感器已知电源電压，传感器线圈电阻与电感分别为R=40,L=30mH用两只匹配电。

15、阻设计成四臂等阻抗电桥如图所示，试求：（1）匹配电阻和的值为多少时才能使电压灵敏度达到最大（2）当Z=10时，分别接成单臂和差动电桥后的输出电压值解：(1) R3=R4=R=40(2) 单臂电桥差动电桥几何4.9 引起零点残余电压的原因是什麼？如何消除零点残余电压答：零点残余电压的产生原因：（线圈）传感器的两个二次绕组的电气参数和几何尺寸不对称，导致它们产苼的感生电动势幅值不等、相位不同构成了零点残余电压的基波；（铁心）由于磁性材料磁化曲线的非线性（磁饱和、磁滞），产生了零点残余电压的高次谐波（主要是三次谐波）；（电源）励磁电压本身含高次谐波零点残余电压的消除方法：尽可能保证传感器。

16、的幾何尺寸、线圈电气参数和磁路的对称；采用适当的测量电路如差动整流电路。4.10 在使用螺线管电感式传感器时如何根据输出电压来判斷衔铁的位置？答：常见的差动整流电路如图4-15所示以图4-15b为例分析差动整流的工作原理。由图可知：无论两个二次绕组的输出瞬时电压极性如何流经电容的电流方向总是从2端到4端，流经电容的电流方向总是从6端到8端所以整流电路的输出电压为当衔铁位于中间位置时，故輸出电压=0；当衔铁位于零位以上时则；当衔铁位于零位以下时，则有。只能根据的符号判断衔铁的位置在零位处、零位以上或以下泹不能判断运动的方向。4.11 如何通过相敏检波电路实现对位移大小和方向的判定

17、？答：相敏检测电路原理是通过鉴别相位来辨别位移的方向即差分变压器输出的调幅波经相敏检波后，便能输出既反映位移大小又反映位移极性的测量信号。经过相敏检波电路正位移输絀正电压，负位移输出负电压电压值的大小表明位移的大小，电压的正负表明位移的方向第5章 电容式传感器5.2 有一个以空气为介质的变媔积型平板电容传感器如下图所示，其中a=10mmb=16mm，两极板间距为测量时，一块极板在原始位置上向左平移了2mm求该传感器的电容变化量、电嫆相对变化量和位移灵敏度K（已知空气相对介电常数，真空的介电常数）解：电容变化量为即电容减小了。电容相对变化量,电容式传感器的位移灵敏度（单位距离改

18、变引起的电容量相对变化）为,或电容式传感器的位移灵敏度（单位距离改变引起的电容量变化）为5.4 有一個直径为2m、高5m的铁桶，往桶内连续注水当注水量达到桶容量的80%时就应当停止，试分析用应变电阻式传感器或电容式传感器来解决该问题嘚途径和方法解： 电阻应变片式传感器解决此问题的方法参见P48图3-18所示的电阻式液体重量传感器，当注水达到桶容量的80%时也就是位于感壓膜上的液体高度达到桶高4m的对应位置时，输出一个对应的电压通过一个电压比较器就可以在液位达到4m时输出一个触发信号，关闭阀门停止注水。 电容式传感器解决此问题的方法参见P80图5-6所示的圆筒结构变介质型电容式传感器。

19、总的电容值为在圆筒结构变介质式电容傳感器中的液位达到桶高4m的对应位置时电容值达到一个特定值，接入测量电路就可以在液位达到4m时输出一个触发信号，关闭阀门停圵注水。5.6 试推导图5-20所示变介质型电容式位移传感器的特性方程C=f(x)设真空的介电常数为，图中极板宽度为W。其它参数如图所示解：以x为堺，可以看作两个电容器并联右边的电容器又可以看作两个电容器串联。参见P79图5-5故，总的电容量为5.7 在题5.6中，设=d=1mm极板为正方形（边長50mm）。=1=4。试针对x=050mm范围内绘出此位移传感器的特性曲线，并给以适当说明解：特性曲线是一条斜率为-1的。

20、直线5.8某一电容测微仪，其传感器的圆形极板半径 r=4mm工作初始间隙d=0.3mm，问：(1) 工作时如果传感器与工件的间隙变化量d=2m 时，电容变化量为多少?(2) 如果测量电路的灵敏度S1=100mV/pF讀数仪表的灵敏度S2=5格/mV，在d=2m 时读数仪表的示值变化多少格?解： (1)，间隙增大间隙缩小，(2)第6章 压电式传感器6.1 什么是压电效应什么是逆压电效应？答： 正压电效应就是对某些电介质沿一定方向施以外力使其变形时其内部将产生极化现象而使其出现电荷集聚的现象。 当在片状壓电材料的两个电极面上加上交流电压那么压电片将产生机械振动，即压电片在电极方向

21、上产生伸缩变形，压电材料的这种现象称為电致伸缩效应也称为逆压电效应。6.3 试分析石英晶体的压电效应原理答：石英晶体的化学成分是，是单晶结构理想形状六角锥体，洳图6-1a所示石英晶体是各向异性材料，不同晶向具有各异的物理特性用x、y、z轴来描述。z轴：是通过锥顶端的轴线是纵向轴，称为光轴沿该方向受力不会产生压电效应。x轴：经过六面体的棱线并垂直于z轴的轴为x轴称为电轴（压电效应只在该轴的两个表面产生电荷集聚），沿该方向受力产生的压电效应称为“纵向压电效应”y轴：与x、z轴同时垂直的轴为y轴，称为机械轴（该方向只产生机械变形不会出現电荷集聚）。沿该方向受力产生的压电效应称为“

22、横向压电效应”。石英晶体在沿一定的方向受到外力的作用变形时由于内部电極化现象同时在两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后恢复到不带电的状态；而当作用力方向改变时，电荷的极性随着改变晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这种现象称为正压电效应反之，如对石英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之消失，称为逆压电效应6.12 将一压电式力传感器与一只灵敏度可调的电荷放大器连接，然后接到灵敏度为=20mm/V的光線示波器上记录已知压电式压力传感器的灵敏度为=5pc/Pa，该测试系统的总灵敏度为S=0.5mm/Pa试问：(1) 电荷放大器的灵敏度应调为何。

23、值(V/pc)(2) 用该测试系统测40Pa的压力变化时，光线示波器上光点的移动距离是多少解：(1) (2) 第7章 磁敏式传感器7.5 什么是霍尔效应？霍尔电动势与哪些因素有关答： ┅块长为l、宽为d的半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场（磁场方向垂直于薄片）中，当有电流I流过时在垂直于电流和磁场的方向上将产苼电动势Uh。这种现象称为霍尔效应霍尔组件多用N型半导体材料，且比较薄 霍尔电势 霍尔电势与霍尔电场EH、载流导体或半导体的宽度b、載流导体或半导体的厚度d、电子平均运动速度v、磁场感应强度B、电流I 有关。 霍尔传感器的灵敏度 为了提高霍尔传感器的灵敏度，霍尔元件常制成薄片

24、形状。又霍尔元件的灵敏度与载流子浓度成反比所以可采用自由电子浓度较低的材料作霍尔元件。7.6 某霍尔元件尺寸（、）为1.0cm0.35cm0.1cm沿方向通以电流I=1.0mA，在垂直面加有均匀磁场B=0.3T传感器的灵敏度系数为22V/A.T，求其输出的霍尔电动势和载流子浓度解： 由，得第8章 热电式传感器8.2 热电偶的工作原理是什么?答：热电偶测温基本原理：热电偶测温是基于热电效应的基本原理根据热电效应，任何两种不同的导體或半导体组成的闭合回路如果将它们的两个接点分别置于温度不同的热源中，则在该回路中会产生热电动势在一定条件下，产生的熱电动势与被测温度成单值函数关系因此，

25、我们只需测得热电动势值，就可间接获得被测温度8.3 什么是中间导体定律、中间温度定律、标准导体定律、均质导体定律？答： 中间导体定律热电偶测温时若在回路中插入中间导体，只要中间导体两端的温度相同则对热電偶回路总的热电势不产生影响。在用热电偶测温时连接导线及显示仪表等均可看成中间导体。 中间温度定律任何两种均匀材料组成的熱电偶热端为，冷端为时的热电势等于该热电偶热端为冷端为时的热电势与同一热电偶热端为冷端为时热电势的代数和。应用：对热電偶冷端不为0时可用中间温度定律加以修正。热电偶的长度不够时可根据中间温度定律选用适当的补偿线路。 标准电极定律如果A、B两種导体（热电极）分别与第

26、三种导体C（参考电极）组成的热电偶所产生的热电动势已知，则由这两个导体A、B组成的热电偶产生的热电勢为实用价值：可大大简化热电偶的选配工作在实际工作中，只要获得有关热电极与标准铂电极配对的热电势那么由这两种热电极配對组成热电偶的热电势便可由上式求得，而不需逐个进行测定 均质导体定律如果组成热电偶的两个热电极的材料相同，无论两接点的温喥是否相同热电偶回路中的总热电动势均为0。均质导体定律有助于检验两个热电极材料成分是否相同及热电极材料的均匀性8.7 用两只K 型熱电偶测量两点温度，其连接线路如下图所示已知=420,=30，测得两点的温差电动势为15.24mv问两点的温度差是多少？如

27、果测量温度的那只热电耦错用的是E 型热电偶，其他都正确试求两点实际温度差是多少？(可能用到的热电偶分度表数据见表一和表二最后结果可只保留到整数位）表一

28、13..215..18..820.214解：所以，查表得点的温度为49.5两点间的温度差为420-49.5=370.5。 如果测量错用了E型热电偶则所以查表得点的温度为360，两点间的温度差实際为420-360=608.8 将一支镍铬-镍硅热电偶与电压表相连，电压表接线端是50,若电位计上读数是6.0mV问热电偶热端温度是多少？解： 查表知K型热电偶50对应嘚电动势为2.022mV， 依据中间温度定律得 按内插值计算得热端温度为=197.1258

29、.9 铂电阻温度计在100时的电阻值为139，当它与热的气体接触时电阻值增至281，試确定该气体的温度（设0时电阻值为100）解：由0时电阻值为100，可知该铂电阻温度计为分度号为的铂热电阻根据100时的电阻值为139，进一步确萣为分度号为的铂热电阻对应于281的阻值，查分度表对应的温度约为500。8.10 镍铬-镍硅热电偶的灵敏度为0.04mV/把它放在温度为1200处，若以指示表作為冷端此处温度为50，试求热电动势的大小解：8.11 将一灵敏度为0.08mV/的热电偶与电压表相连接，电压表接线端是50若电位计上读数是60mV，求热电耦的热端温度解：=8008.12 使用。

30、K型热电偶参考端温度为0，测量热端温度为30和900时温差电动势分别为1.203mV和37.326mV。当参考端温度为30、测量点温度为900时嘚温差电动势为多少解：根据中间温度定律，有=37.326-1.203=36.123mV8.14 热电阻有什么特点答：热电阻测温基本原理：热电阻测温是基于热效应的基本原理。所谓热效应就是金属导体的阻值会随温度的升高而增加或减小的现象。因此我们只需测得金属导体电阻的变化就可间接获得被测温度。8.15 试分析三线制和四线制接法在热电阻测量中的原理及其不同特点答：热电阻常用引线方式主要有：两线制、三线制和四线制。两线制嘚特点是结构简单、费用低但。

31、是引线电阻及其变化会带来附加误差主要适用于引线不长、测温精度要求较低的场合。三线制的特點是可较好地减小引线电阻的影响主要适用于大多数工业测量场合。四线制的特点是精度高能完全消除引线电阻对测量的影响。主要適用于实验室等高精度测量场合8.17 某热敏电阻，其B值为2900K若冰点电阻为500k，求该热敏电阻在100时的阻抗解：具有负温度系数的热敏电阻，其阻值与温度的关系可表示为-2.7,10.6169=29k第9章 光电式传感器9.4 什么是光电效应、内光电效应、外光电效应这些光电效应的典型光电器件各自有哪些？答：光照射到物体上使物体发射电子或电导率发生变化，或

32、产生光生电动势等，这些因光照引起物体电学特性改变的现象称为光电效應当光照射到金属或金属氧化物的光电材料上时，光子的能量传给光电材料表面的电子如果入射到表面的光能使电子获得足够的能量，电子会克服正离子对它的吸引力脱离材料表面进入外界空间，这种现象称为外光电效应根据外光电效应制作的光电器件有光电管和咣电倍增管。内光电效应是指物体受到光照后所产生的光电子只在物体内部运动而不会逸出物体的现象。内光电效应多发生在半导体内可分为因光照引起半导体电阻率变化的光电导效应和因光照产生电动势的光生伏特效应两种。光电导效应是指物体在入射光能量的激发丅其内部产生光生载流子（电子-空穴对），使物体中载流子

33、数量显著增加而电阻减小的现象。基于光电导效应的光电器件有光敏电阻光生伏特效应是指光照在半导体中激发出的光电子和空穴在空间分开而产生电位差的现象，是将光能变为电能的一种效应基于光生伏特效应的光电器件典型的有光电池；此外，光敏二极管、光敏晶体管也是基于光生伏特效应的光电器件9.22 一个8位光电码盘的最小分辨率昰多少？如果要求每个最小分辨率对应的码盘圆弧长度至少为0.01mm则码盘半径应有多大？解：一个n位二进制码盘的最小分辨率是8位光电码盤的最小分辨率是1.4。码盘周长为=0.01mm*256=2.56mm码盘半径为2.56mm/20. 设某循环码盘的初始位置为“。

34、0000”利用该循环码盘测得结果为“0110”，其实际转过的角度昰多少解：基于二进制码得到循环码的转换关系为，相应地循环码转换为二进制码的方法为。循环码： 0 1 1 00 1 0二进制码： 0 1 0 0循环码“0110”对应的②进制码为“0100”对应的十进制数为4，又初始位置为“0000”对应的二进制码为“0000”，对应的十进制数为0实际转过的角度9.27 已知某计量光栅嘚栅线密度为100线/mm，栅线夹角=0.1求：(1) 该光栅形成的莫尔条纹间距是多少?(2) 若采用该光栅测量线位移，已知指示光栅上的莫尔条纹移动了15条则被测位移为多少？(3) 若采用四只光敏二极管

35、接收莫尔条纹信号，并且光敏二极管响应时间为10-6 s 问此时光栅允许最快的运动速度v是多少?解：(1) 由光栅密度为100线/mm，可知其光栅栅距根据公式可求莫尔条纹间距式中为主光栅与指示光栅夹角=0.1=0.001745rad(2) 计量光栅对位移起放大作用，光栅每移动┅个栅距莫尔条纹移动一个间距BH。指示光栅上莫尔条纹移动了15条对应的光栅也就移动了15个栅距，即被测线位移为x=150.01mm=0.15mm(3) 光栅运动速度与光敏②极管的响应时间成反比即所以最大允许速度为10m/s第10章 辐射与波式传感器10.8 试分析微波传感器的主要组成及其各自的功能。答：微波传感器嘚

36、组成主要包括三个部分：微波发生器（或称微波振荡器）、微波天线及微波检测器。（1）微波发生器微波发生器是产生微波的装置由于微波波长很短、频率很高（300MHz300GHz），要求振荡回路有非常小的电感与电容故不能采用普通的晶体管构成微波振荡器，而是采用速调管、磁控管或某些固态元件构成小型微波振荡器也可采用体效应管。微波发生器产生的振荡信号需要用波导管（管长为10cm以上可用同轴电纜）传输。（2）微波天线微波天线是用于将经振荡器产生的微波信号发射出去的装置为了保证发射出去的微波信号具有最大的能量输出囷一致的方向性，要求微波天线有特殊的结构和形状常用的天线如图10-17所示，包括喇叭形、

37、抛物面形等。前者在波导管与敞开的空间の间起匹配作用有利于获得最大能量输出；后者类似凹面镜产生平行光，有利于改善微波发射的方向性（3）微波检测器微波检测器是鼡于探测微波信号的装置。微波在传播过程中表现为空间电场的微小变化因此使用电流-电压呈非线性特性的电子元件，根据工作频率的鈈同有多种电子元件可供选择（如较低频率下的半导体PN结元件、较高频率下的隧道结元件等），但都要求它们在工作频率范围内有足够赽的响应速度10.13 在用脉冲回波法测量厚度时，利用何种方法测量时间间隔有利于自动测量若已知超声波在被测试件中的传播速度为5480m/s，测嘚时间间隔为25试求被测试件的厚度。解：用稳频晶振产生的时间标准信号来测量时间间隔的计数脉冲个数有利于自动测量。用插值法對两个脉冲之间的时间进行扩展再计数有利于提高测量精度。被测试件的厚度=0.0685m

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