《传感器原理与应用》及《传感器与测量技术》习题集与部分参考答案教材：传感器技术（第 3 版）贾伯年主编，及其他参考书第 2 章 电阻式传感器2-1 金属应变计与半导体应变计在工作机理上有何异同试比较应变计各种灵敏系数概念的不同物理意义。答：（1）相同点：它们都是在外界力作用下产生机械变形，从而导致材料的电阻发生变化所；不同点：金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。（2）对于金属材料，灵敏系数 K0=Km=(1+2μ)+C(1-2μ)。前部分为受力后金属几何尺寸变化，一般μ≈，因此（1+2μ）=；后部分为电阻率随应变而变的部分。金属丝材的应变电阻效应以结构尺寸变化为主。对于半导体材料，灵敏系数 K0=Ks=(1+2μ)+πE。前部分同样为尺寸变化，后部分为半导体材料的压阻效应所致，而 πE>>(1+2μ)，因此 K0=Ks=πE。半导体材料的应变电阻效应主要基于压阻效应。2-2 从丝绕式应变计的横向效应考虑，应该如何正确选择和使用应变计在测量应力梯度较大或应力集中的静态应力和动态应力时，还需考虑什么因素2-3 简述电阻应变计产生热输出（温度误差）的原因及其补偿办法。答：电阻应变计的温度效应及其热输出由两部分组成：前部分为热阻效应所造成；后部分为敏感栅与试件热膨胀失配所引起。在工作温度变化较大时，会产生温度误差。补偿办法：1、温度自补偿法 （1）单丝自补偿应变计；(2) 双丝自补偿应变计 2、桥路补偿法 （1）双丝半桥式；（2）补偿块法2-4 试述应变电桥产生非线性的原因及消减非线性误差的措施。答：原因：上式分母中含 ΔRi/Ri，是造成输出量的非线性因素。无论是输出电压还是电流，实际上都与 ΔRi/Ri 呈非线性关系。措施：(1) 差动电桥补偿法：差动电桥呈现相对臂“和”，相邻臂“差”的特征，通过应变计合理布片达到补偿目的。常用的有半桥差动电路和全桥差动电路。(2) 恒流源补偿法：误差主要由于应变电阻 ΔRi 的变化引起工作臂电流的变化所致。采纳恒流源，可减小误差。2-5 如何用电阻应变计构成应变式传感器对其各组成部分有何要求答：一是作为敏感元件，直接用于被测试件的应变测量；另一是作为转换元件，通过弹性敏感元件构成传感器，用以对任何能转变成弹性元件应变的其他物理量作间接测量。要求：非线性误差要小（<%~%），力学性能参数受环境温度影响小，并与弹性元件匹配...
