发布时间 : 星期日 文章传感器原理及工程应用 - （第三版） - (（郁有文）) - （西安电子科技大学出版） - 详细答案(1)更新完毕开始阅读
【答】
图9-25所示为检测光波长（即颜色）处理电路。它由色敏半导体传感器、两路对数放大器电路及运算放大器OP3构成。
要识别色彩，必须获得两只光电二极管的短路电流比。故采用对数放大器电路，根据“虚断”概念得
ISD1?ID1?ISeUD1UTUD2UT
ISD2?ID2?ISe在电流较小的时候，二极管两端加上的电压和流过电流之间存在近似对数关系：
UD1?UTlnUD2?UTlnISD1 ISISD2 ISOP3的输入电压为UI1??UD1, UI1??UD1。OP3取出它们的差，输出为
其正比于短路电流比ISD2/ISD1的对数。其中C为比例常数。将电路输出电压经A/D变换、 处理后即可判断出与电平相对应的波长（即颜色）。
Uo??1nISD2?R2?(UI2?UI1)?C1n???R11nI?SD2? 21
9-7 图9-23为酒精测试电路，A是显示驱动器。问： （1）TGS—812是什么传感器？
（2）2、5脚是传感器哪个部分？有什么作用？ （3）分析电路工作原理，调节RP有什么意义？
【答】
1、TGS—812是气敏传感器。
22
2、2、5脚是气敏传感器加热电极。加热电极，可以加速还原反应，提高气敏传感器的灵敏度。烧掉金属网上的灰尘和油渍，提高响应速度。 3、电路工作原理
（1）当气体传感器探测不到酒精时，加在A的第5脚电平为低电平；当气体传感器探测到酒精时，其内阻变低，从而使A的第5脚电平变高。A为显示推动器，它共有10个输出端，每个输出端可以驱动一个发光二极管，显示推动器A根据第5脚电压高低来确定依次点亮发光二极管的级数，酒精含量越高则点亮二极管的级数越大。上面5个发光二极管为红色，表示超过安全水平。 下面5个发光二极管为绿色，代表安全水平，酒精含量不超过0.05%。 （2）调节RP 使测试仪适应在不同气体、不同浓度的条件下工作。
10-1 超声波在介质中传播具有哪些特性？ 【答】
（1）超声波的波型：声源在介质中施力方向与波在介质中传播方向的不同，声波的波型也不同。通常有：纵波、横波和表面波。
（2）超声波的传播速度：在固体中，纵波、横波及其表面波三者的声速有一定的关系， 通常可认为横波声速为纵波的一半，表面波声速为横波声速的90%；气体中纵波声速为344 m/s。；液体中纵波声速在900～1900m/s。
（3）超声波的反射和折射：声波从一种介质传播到另一种介质，在两个介质的分界面上一部分声波被反射, 另一部分透射过界面，在另一种介质内部继续传播。这样的两种情况称之为声波的反射和折射。
（4）超声波的衰减，声波在介质中传播时，随着传播距离的增加，能量逐渐衰减，其衰减的程度与声波的扩散、散射及吸收等因素有关。
23
10-3超声波物位测量有几种方式?各有什么特点?
有两种方式：1.让超声波在液体中介质中传播：由于超声波在液体中衰减比较小，所以即使发射的超声脉冲幅度较小也可以传播。2.超声波在空气中传播：这种方式便于安装和维修，但是超声波在空气中的衰减比较厉害。 10-4 简述超声波测量流量的工作原理，并推导出数学表达式。 【答】
采用时差法测流速。v为液体的平均速度，c为超声波的液体中传播速度。 设超声波探头1为发射探头，超声波探头2为接收探头，超声波传播的速度为c?vsin?，则顺流传播时间为：
Dt1?cos?
c?vsin?再以超声波探头2为发射探头，超声波探头1为接收探头，超声波传播的速度为c?vsin?，则逆流传播时间为：
Dt2?cos?
c?vsin?时差?t为
?t?t2?t1?由于c??v，可以近似有：
D2vsin? ?222cos?c?vsin??t?则液体的平均速度为
D2vsin?2Dvtan? ??22cos?ccc2v??t
2Dtan?
24