《传感器与测试技术》
国家开放大学-传感器与测试技术课程设计(实验成绩)
传感器与测试技术课程设计随着计算机技术、信息技术的发展, 信息资源的获取与信息的转换愈来愈引起人们的高度重视。
传感器与测试技术作为信息科学的一个重要的分支, 与计算机技术、自动控制技术和通信技术一起构成了完整的信息技术学科, 在信息技术领域具有不可替代的作用, 以传感器为核心的测试系统已广泛地应用于工业、农业、国防和科学研究等领域。
在军事上, 传感器与测试技术已经成为高技术武器装备发展的关键。
在装备性能检测、控制、故障诊断维修, 以及战场目标探测、战场生化、环境探测等方面得到广泛应用, 因此, 许多高校都将《传感器与测试技术>作为工科专业学生的必修课程, 也有多个专业开设了该门课程。
上课学生数量多, 教学时数在36学时左右。
如何进一步完善基础教学内容、改革教学方法, 增加装备应用特色, 提高学生的实践与创新能力, 已成为任课教师考虑的主要问题。
十分有必要根据学生的培养目标, 以及传感器与测试技术的发展趋势, 从教学理念、教学目的、课程和实验内容等方面进行优化设计。
一、课程教学理念与目标在工程技术领域, 传感与测试过程是利用物质的物理、化学和生物效应, 从客观事物对象中提取有关信息的感知和认识过程, 属于信息科学中信息获取的范畴。
“工欲善其事, 必先利其器”, 传感器与测试技术作为人类认识客观事物特性、掌握其内在规律的主要手段, 在认识世界、改造世界的过程中具有重要的作用, 已成为信息时代的关键技术之一。
所以应能从哲学高度认识传感器与测试在信息获取和预处理过程中作用地位, 树立“广义测试”的理念。
在教学内容的组织上, 首先从了解传感器与测试技术在现代工业领域的作用地位为出发点, 掌握传感器与测试过程的基本静动态特性和技术指标。
然后以实现位移、振动力、温度、流量等常见物理量的测量为目标, 深入介绍电阻、电容、电感、热电、光电等传感器的工作原理和测量方法。
并结合武器装备中常用的微光、红外探测器件, 详细介绍其构成原理, 以突出本课程的军事应用特色。
广播电视大学(本科)-传感器与测试技术
传感器与测试技术1．选用传感器应该遵循的原则是什么？1．灵敏度和检测极限灵敏度是指传感器达到工作稳定时，输出量y的变化量△y与引起此变化的输入量z的变化量△x之比，即k= △y /△x显然希望k越大越好，但当k过大后，对干扰信号会太敏感。
因此，在满足要求的情况下，尽量选用灵敏度低的传感器，以增强抗干扰能力。
一般来说，人们希望检测极限大、范围宽，但这往往又与灵敏度相矛盾，故二者应折中考虑。
2．精密度和准确度衡量测量结果的好坏常用精确度来表示。
精确度包括精密度和准确度。
精密度：在同一条件下进行重复测量时所得结果彼此之间的差别程度，也称重复性。
传感器的随机误差小，精密度高，但不一定准确。
准确度：测量结果与实际数值的偏离程度。
同样，准确不一定精密。
故在选用传感器时，要着重考虑精密度——重复性。
因为准确度可用某种方法进行补偿，而重复性是传感器本身固有的，外电路对此无能为力。
3．动态范围和直线性动态范围是由传感器本身决定的，直线性和非线性相对应。
若配用一般的测量电路，直线性很重要，若用微机进行数据处理，则动态范围需要重点考虑。
即使非线性很严重，也可用计算机等对其进行线性化处理。
4．响应速度和滞后性对所使用的传感器，希望其动态响应快，时间滞后小，但这类传感器的价格就会相应偏高一些。
5．使用环境及抗干扰工作环境（尤其是工业环境）往往有各种干扰。
一般希望能经受住高／f氐温、湿度、磁场、电场、辐射、震动、冲击等恶劣环境的考验，因此要求其具有一定的适应限度。
这一条往往成为选择传感器的关键。
6．互换性互换性是指传感器性能的一致性。
值得指出的是：大多数传感器的性能一致性不理想。
在修理或调换时要特别注意。
7．老化传感器使用一段时间后，会出现所谓的老化现象，其性能会有所变化；或者即使无输入信号或输入信号不变，传感器的输出也会有某些变化，这都会影响传感器的可靠性，故要定期对其进行检验。
反馈答：应该根据具体的检测要求和条件，保证性能满足要求即可，即选用时遵循以下几个原则。
传感器与测试技术教案
传感器与测试技术教案一、教学目标1.了解传感器的基本概念和分类；2.掌握传感器的工作原理和特点；3.掌握传感器的应用领域和相关测试技术；4.实践操作传感器的测试技术。
二、教学内容1.传感器的基本概念和分类1.1传感器的定义和作用1.2传感器的分类与特点2.传感器的工作原理和特点2.1传感器的工作原理介绍2.2传感器的特点和性能指标分析3.传感器的应用领域和测试技术3.1传感器在工业自动化领域的应用3.2传感器在环境监测领域的应用3.3传感器在医疗健康领域的应用3.4传感器在农业领域的应用3.5传感器在智能家居领域的应用3.6传感器相关测试技术介绍4.实践操作传感器的测试技术4.1传感器测量系统的搭建4.2传感器信号的处理与分析4.3传感器测试和校准方法4.4传感器测试仪器和设备的使用三、教学方法1.理论讲授：通过课堂讲解传感器的基本概念、工作原理和应用领域，让学生掌握相关的理论知识。
2.案例分析：结合实际案例，分析传感器在不同领域的具体应用和测试技术，激发学生的兴趣和参与度。
3.实践操作：组织学生进行传感器的测试技术实践操作，锻炼学生的实际操作能力和解决问题的能力。
4.讨论交流：鼓励学生在课堂上提问和发表观点，启发学生思考和互相学习。
四、教学过程1.引入：通过引入一些实际案例，让学生了解传感器的基本概念和作用。
2.讲解传感器的基本概念和分类，让学生了解传感器的种类和特点。
3.介绍传感器的工作原理和特点，让学生了解传感器的工作原理和性能指标。
4.通过案例分析，介绍传感器在不同领域的应用和测试技术。
5.组织学生进行传感器的测试技术实践操作，让学生掌握传感器的测试方法和工具的使用。
6.总结与评价：对本节课的学习内容进行总结和评价，鼓励学生提出自己的观点和疑问。
五、教学评估1.课堂讨论中，学生能够积极参与，提出问题并发表观点。
2.实践操作中，学生能够独立搭建传感器测量系统，进行传感器的测试和校准。
3.学生能够正确运用传感器测试技术，分析传感器信号并进行处理。
《传感器与检测技术》试卷及答案(共五套)
（试卷一）第一部分选择题（共24分）一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
错选、多选和未选均无分。
1．下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（）A．压力B．力矩C．温度D．厚度2．属于传感器动态特性指标的是（）A．重复性B．线性度C．灵敏度D．固有频率3．按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（）A．光电式传感器B．电容式传感器C．压电式传感器D．磁电式传感器4．测量范围大的电容式位移传感器的类型为（）A．变极板面积型B．变极距型C．变介质型D．容栅型5．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（）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6．影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（）A．电缆的安装与固定方式B．电缆的长度C．前置放大器的输出阻抗D．前置放大器的输入阻抗7．固体半导体摄像元件CCD是一种（）A．PN结光电二极管电路B．PNP型晶体管集成电路C．MOS型晶体管开关集成电路D．NPN型晶体管集成电路8．将电阻R和电容C串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的RC吸收电路，其作用是（）A．抑制共模噪声B．抑制差模噪声C．克服串扰D．消除电火花干扰9．在采用限定最大偏差法进行数字滤波时，若限定偏差△Y≤0.01，本次采样值为0.315，上次采样值为0.301，则本次采样值Y n应选为（）A．0.301 B．0.303 C．0.308 D．0.31510．若模/数转换器输出二进制数的位数为10，最大输入信号为2.5V，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为（）A．1.22mV B．2.44mV C．3.66mV D．4.88mV11．周期信号的自相关函数必为（）A．周期偶函数B．非周期偶函数C．周期奇函数D．非周期奇函数12．已知函数x(t)的傅里叶变换为X（f），则函数y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为（）A．2X(f3) B．23X(f3) C．23X(f) D．2X(f) 第二部分非选择题（共76分）二、填空题（本大题共12小题，每小题1分，共12分）不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。
传感器与测试技术李晓莹高教版课后答案
传感器与测试技术李晓莹高教版课后答案《传感器与测试技术》是自动化、电子、机械等专业的重要课程之一，这门课程涵盖了传感器的基本原理、测试技术及其应用等多个方面的内容。
对于学习这门课程的学生来说，掌握好传感器与测试技术的知识点和方法是非常重要的。
下面我们来看看《传感器与测试技术》李晓莹高教版课后答案的主要内容。
1.课程介绍在这部分内容中，李晓莹教授对传感器和测试技术的基本概念、特点、应用和发展趋势进行了详细的阐述。
学生需要了解什么是传感器，什么是测试技术，它们在自动化、电子、机械等领域的作用和应用，以及当前传感器和测试技术的发展趋势和未来发展方向。
2.传感器的基本原理在这部分内容中，李晓莹教授讲解了传感器的基本原理和分类，包括电阻式、电容式、电感式、光电式、热电式等不同类型的传感器的工作原理和特点。
学生需要掌握不同类型传感器的原理和特点，了解它们的应用范围和局限性。
3.测试技术的基础知识在这部分内容中，李晓莹教授讲解了测试技术的基础知识，包括误差分析、数据处理、信号处理等方面的内容。
学生需要掌握测试误差的分析方法，了解数据处理和信号处理的基本原理和方法。
4.传感器的应用在这部分内容中，李晓莹教授讲解了传感器在自动化、电子、机械等领域的应用，包括压力、温度、流量、位移等方面的测量和控制。
学生需要了解不同领域对传感器的需求和应用情况，掌握不同类型传感器在这些领域中的应用方法和注意事项。
5.测试技术的应用在这部分内容中，李晓莹教授讲解了测试技术在自动化、电子、机械等领域的应用，包括机器视觉、机器人导航、智能制造等方面的应用。
学生需要了解测试技术在这些领域中的应用方法和注意事项，掌握测试技术的实际应用技巧和经验。
6.实验与实践在这部分内容中，李晓莹教授提供了多个实验和实践项目，包括传感器实验和测试技术实验等。
学生需要通过这些实验和实践项目来加深对传感器和测试技术的理解和掌握程度，提高实际应用能力。
7.课后习题与思考题在这部分内容中，李晓莹教授提供了大量的课后习题和思考题，这些题目涵盖了传感器和测试技术的各个方面。
传感器与测试技术.
传感器与测试技术一、判断题1、传感器是与人感觉器官相对应的原件。
B 错误2、敏感元件，是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。
A 正确3、信息革命的两大重要支柱是信息的采集和处理。
A 正确4、传感元件把各种被测非电量转换为R,L,C的变化后，必须进一步转换为电流或电压的变化，才能进行处理，记录和显示。
A 正确5、弹性敏感元件在传感器技术中有极重要的地位。
A 正确6、敏感元件加工新技术有薄膜技术和真空镀膜技术。
B 错误2、传感器动态特性可用瞬态响应法和频率相应法分析。
A 正确4、传感器的输出--输入校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏差与传感器满量程输出之比，称为该传感器的“非线性误差”。
A 正确5、选择传感器时，相对灵敏度必须大于零。
B 错误6、用一阶系统描述的传感器，其动态响应特征的优劣也主要取决于时间常数τ，τ越大越好。
B 错误7、一阶装置动态特性的主要参数是时间常数，一般希望它越大越好。
B 错误8、LTI系统的灵敏度是时间的线性函数。
B 错误9、一个复杂的高阶系统总是可以看成是由若干个零阶、一阶和二阶系统并联而成的。
B 错误10、无论何种传感器，若要提高灵敏度，必然会增加非线性误差。
B 错误11、幅频特性优良的传感器，其动态范围大，故可以用于高精度测量。
B 错误12、传感器的阈值，实际上就是传感器在零点附近的分辨力。
B 错误13、非线性误差的大小是以一拟合直线作为基准直线计算出来的，基准直线不同，所得出的线性度就不一样。
A 正确14、外差检测的优点是对光强波动和低频噪声不敏感。
A 正确15、传感器在稳态信号作用下，输入和输出的对应关系称为静态特性；在动态的信号作用下，输入和输出的关系称为动态特性。
A 正确16、传感器动态特性的传递函数中，两个各有G1(s）和G2(s)传递函数的系统串联后，如果他们的阻抗匹配合适，相互之间仍会影响彼此的工作状态。
B 错误17、对比波长大得多的长度变化，物理扰动P随时间变化的速率与振荡频率f成正比。
传感器与测试技术
传感器与测试技术参考资料一、单项选择题（本大题共 0 分，共 95 小题，每小题 0 分）1.电阻应变片的线路温度补偿方法有(B )。
A. 差动电桥补偿法B. 补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法C. 补偿线圈补偿法D. 恒流源温度补偿电路法2.按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（A ）。
A. 光电式传感器B. 电容式传感器C. 压电式传感器D. 磁电式传感器3.测量快速变化的温度时，要选用（ D）测量。
A.普通型热电偶B.铠装型热电偶C.薄膜型热电偶D.红外线辐射温度计4.应变式传感器的温度误差产生的主要原因（D ）。
A. 应变式温度传感器件的温度系数变化B. 应变式温度传感器件的测量部分引起的C. 应变式温度传感器件对温度应变不敏感引起的D. 试件材料与应变丝材料的线膨胀系数不一, 使应变丝产生附加变形而造成的电阻变化5.具有压电效应的物体称为（D ）。
A.磁电材料B.光电材料C.压电效应D.压电材料6.测量不能直接接触的高温物体温度，可采用（A ）温度传感器。
A. 热电偶B. 亮度式C. 半导体三极管D. 半导体二极管7.能够测量大气湿度的传感器称为（B ）。
A.温度传感器B.湿度传感器C.光电器件D.热敏元件8.在实际的热电偶测温应用中，引用测量仪表而不影响测量结果是利用了热电偶的哪个基本定律？(A )A. 中间导体定律B. 中间温度定律C. 标准电极定律D. 均质导体定律9.工业测量用得最多的温度传感器是（ D）。
A. 热敏电阻B. 双金片C. 铂电阻D. 热电偶10.热电阻传感器的测量引线采用 3 线制是为了（A）。
A. 消除引线电阻的影响B. 消除接触电动势的影响C. 减少绝缘电阻的影响D.减少寄生电动势的影响11.测试系统的输出与输入系统能否像理想系统那样保持正常值（D ）的一种度量称为线性度。
A. 重复性B.线性度 C.比例关系 D.平方关系12.热电偶可以测量（B ）。
A.压力B.电压C.温度D.热电势13.如果一个信号的频谱是离散的，则该信号频率成分是（C ）。
《传感器与测试技术》复习题
《传感器与测试技术》复习题．什么是传感器？它由哪几个部分组成？分别起到什么作用？解：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置，能完成检测任务；传感器由敏感元件，转换元件，转换电路组成。
敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量；转换元件把敏感元件的输出作为它的输入，转换成电路参量；上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出。
．传感器技术的发展动向表现在哪几个方面？解：（）开发新的敏感、传感材料：在发现力、热、光、磁、气体等物理量都会使半导体硅材料的性能改变，从而制成力敏、热敏、光敏、磁敏和气敏等敏感元件后，寻找发现具有新原理、新效应的敏感元件和传感元件。
（）开发研制新型传感器及组成新型测试系统①技术要求研制微型传感器。
如用于微型侦察机的传感器、用于管道爬壁机器人的力敏、视觉传感器。
②研制仿生传感器③研制海洋探测用传感器④研制成分分析用传感器⑤研制微弱信号检测传感器（）研究新一代的智能化传感器及测试系统：如电子血压计，智能水、电、煤气、热量表。
它们的特点是传感器与微型计算机有机结合，构成智能传感器。
系统功能最大程度地用软件实现。
（）传感器发展集成化：固体功能材料的进一步开发和集成技术的不断发展，为传感器集成化开辟了广阔的前景。
（）多功能与多参数传感器的研究：如同时检测压力、温度和液位的传感器已逐步走向市场。
．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？动态参数有那些？应如何选择？解：在生产过程和科学实验中，要对各种各样的参数进行检测和控制，就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量，这取决于传感器的基本特性，即输出—输入特性。
衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度，迟滞和重复性等。
）传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度；）传感器的灵敏度是指传感器的输出量增量Δ与引起输出量增量Δ的输入量增量Δ的比值；）传感器的迟滞是指传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程期间其输出输入特性曲线不重合的现象；）传感器的重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。
传感器与测试技术概述
传感器按被测量的性质划分，可分为位移传感器、速度传感器、加 速度传感器、转速传感器、力矩传感器、压力传感器、流量传感器、温 度传感器、湿度传感器、浓度传感器等等。由于这种分类方法是按被测 量命名的，因而能够明确地指出传感器的用途，方便地表示传感器的功 能，便于使用者选用。生产厂家和用户都习惯于这种分类方法。
传感器敏感元件的性能、尺寸不仅与材料有 关，而且还与加工工艺及技术有关。
将多种功能的敏感元件或同一功能的多个敏感 元件集成在一个芯片上，就可以检测多种被测量。
1.3 本课程的特点及任务要求
传感器与测试技术是一门技术基础课，它涉及到工程数学、电工电子学、控 制技术、计算机技术、机械技术、数据处理技术等多门学科和技术。在学习中要 综合运用所学的各种知识，在获得测试技术知识和技能的基础上，着重培养灵活 合理应用基础知识解决工程实际问题的能力。
传感器与测试技术
1.1 测试基础
1.1.1 测试的含义
所谓测试，就是具有试验性质的测量，它是试验和测量的综合。
测试
试验 测量
试验是对未知事物探索认识的过程，是对被研究的 对象或系统进行试验性研究的过程。通常是将被研究对 象或系统置于某种特定的或人为构建的环境条件下，通 过试验数据来探讨被研究对象的性能的过程。
1.2.3 传感器的发展趋势
半导体材料
半导体材料包括单晶硅、多 晶硅、非晶硅、硅蓝宝石等半导 体硅材料。
新材料、新
传
功能的开发
感
器
的
发
新工艺、新
展
技术的应用
趋
势
传感器与测试技术
传感器与测试技术一、判断题1、传感器是与人感觉器官相对应的原件。
B错误2、敏感组件，是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。
A正确3、信息革命的两大重要支柱是信息的采集和处理。
A正确4、传感组件把各种被测非电量转换为R,L,C的变化后，必须进一步转换为电流或电压的变化，才能进行处理，记录和显示。
A正确5、弹性敏感组件在传感器技术中有极重要的地位。
A正确6、敏感组件加工新技术有薄膜技术和真空镀膜技术。
B错误2、传感器动态特性可用瞬态响应法和频率相应法分析。
A正确4、传感器的输出--输入校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏差与传感器满量程输出之比，称为该传感器的“非线性误差”。
A正确5、选择传感器时，相对灵敏度必须大于零。
B错误6、用一阶系统描述的传感器，其动态响应特征的优劣也主要取决于时间常数τ，τ越大越好。
B错误7、一阶装置动态特性的主要参数是时间常数，一般希望它越大越好。
B错误8、LTI系统的灵敏度是时间的线性函数。
B错误9、一个复杂的高阶系统总是可以看成是由若干个零阶、一阶和二阶系统并联而成的。
B错误10、无论何种传感器，若要提高灵敏度，必然会增加非线性误差。
B错误11、幅频特性优良的传感器，其动态范围大，故可以用于高精度测量。
B错误12、传感器的阈值，实际上就是传感器在零点附近的分辨力。
B错误13、非线性误差的大小是以一拟合直线作为基准直线计算出来的，基准直线不同，所得出的线性度就不一样。
A正确14、外差检测的优点是对光强波动和低频噪声不敏感。
A正确15、传感器在稳态信号作用下，输入和输出的对应关系称为静态特性；在动态的信号作用下，输入和输出的关系称为动态特性。
A正确16、传感器动态特性的传递函数中，两个各有G1(s）和G2(s)传递函数的系统串联后，如果他们的阻抗匹配合适，相互之间仍会影响彼此的工作状态。
B错误17、对比波长大得多的长度变化，物理扰动P随时间变化的速率与振荡频率f成正比。
【传感器与测试技术】练习题及答案
10．传感器按照工作原理分类，如：应变式传感器、压电式传感器、压阻式传感器、电感式传感器、电容式 传感器、光电式传感器等。对 问答题 1. 选用传感器应该遵循的原则是什么？
答：应该根据具体的检测要求和条件，保证性能满足要求即可，即选用时遵循以下几个原则。 （1）考虑检测系统内部的要求 主要指测量的目的，被检测量的选择，测量范围、精度、时间等要求。 （2）考虑检测系统外部的条件 主要指安装现场条件及情况、环境条件（温度、湿度、振动等）、信号传输距离、需要现场提供的功率 容量等。 考虑传感器自身的技术指标 主要指传感器自身的一些静态特性指标及动态特性指标，如精度、灵敏度、分辨率、固有频率、阻尼比、 频率特性、时间常数等。 2. 什么是传感器的线性度？ 答：线性度指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。 3．什么是传感器的迟滞？ 答：传感器在输入量由小到大（正行程）及输入量由大到小（反行程）变化期间，其输入输出特性曲线不重 合的现象称为迟滞。也就是说，对于同一大小的输入信号，传感器的正反行程输出信号大小不相等，这个差 值称为迟滞差值。 4．什么是传感器的精度？ 答：精度指测量结果的可靠程度，是测量中各类误差的综合反映。测量误差越小，传感器的精度越高。 5．什么是传感器的灵敏度？ 答：灵敏度表示传感器的输入增量与由它引起的输出增量之间的函数关系。更确切地说，灵敏度等于传感器 输出增量与被测量增量之比，是传感器在稳态输出输入特性曲线上各点的斜率。 6．什么是传感器的分辨率？ 答：传感器能检测到输入量最小变化量的能力称为分辨力。对于某些传感器，如电位器式传感器，当输入量 连续变化时，输出量只做阶梯变化，则分辨力就是输出量的每个“阶梯”所代表的输入量的大小。对于数字 式仪表，分辨力就是仪表指示值的最后一位数字所代表的权值。当被测量的变化量小于分辨力时，数字式仪 表的最后一位数不变，仍指示原值。当分辨力以满量程输出的百分数表示时则称为分辨率。
国家开放大学-传感器与测试技术学习总结
传感器与测试技术学习总结
传感器是能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成电信号或其他形式的信息输出，以满足信息传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求的一种检测装置。
而测试技术是指人们借助仪器、设备，通过一定的方法，对被测对象进行定性认识或者定量认识的过程。
首先我们学习了测量转换的基本电路，包括电桥、信号放大电路、信号滤波电路以及信号转换电路，并重点学习了电桥的基本知识。
电桥部分内容包括直流电桥、交流电桥、电桥平衡的调节以及使用方法。
传感器种类繁多，分类方式多种多样，可按被测物理量划分、按工作原理划分、按转换能量方式划分、按传感器工作机理划分以及按输出信号划分。
本课程我们主要学习了以下几种传感器：
1、电路参量式传感器；2电动势式传感器；3、光电传感器；4、辐射式传感器；5、智能传感器；
6、机器人传感器；
其中电路参量式传感器包括电阻式传感器、电容式传感器以及电感式传感器，电动势式传感器包括压电式传感器、磁电式传感器、热电偶传感器以及霍尔传感器；光电传感器包括光纤传感器、光电式编码器、光栅式传感器、激光传感器、CCD图像传感器以及CMOS图像传感器；辐射式传感器包括红外传感器、超声波传感器以及核辐射传感器；智能传感器包括微型传感器、模糊传感器以及网络传感器；机器人传感器技术我们主要学习了机器人视觉传感技术、机器人触觉传感技术、机器人嗅觉传感技术、机器人味觉传感技术以及机器人听觉传感技术。
此外，我们还学习了虚拟仪器的相关知识以及传感器与测试技术的相关典型应用。
通过《传感器技术与检测技术》这门课程的学习，使我们对传感器及测试技术有了一个全面、深刻的认识，为我们在今后的工作种正确使用传感器打下坚实的基础。
传感器与测试技术
一、填空题（总分20分，每空1分）1. 传感器的作用包括信息的（收集）、信息数据的（转换）和控制信息的（采集）。
2. 按输出信号的性质传感器可分为（开关型）传感器、（模拟）传感器、（数字式）传感器。
3.在使用仪表或传感器进行测量时，对仪表读数不需要经过任何运算就能直接表示测量所需要结果的测量方法称为（直接测量）。
4.热电偶是基于（热电效应）原理而工作。
热电偶回路产生的热电动势由（接触电动势）和（温差电动势）两部分组成。
5. 功能型光纤传感器主要使用单模光纤。
光纤本身不仅起（传光）作用，又是（敏感元件）。
6. 霍尔式传感器是利用霍尔元件的（霍尔效应）制作的半导体磁敏传感器。
7. 电涡流式传感器是基于（电涡流效应）原理制成的传感器。
常用的电涡流式传感器的测量电路有（电桥）电路和（谐振）电路。
8. 压电式传感器的输出可以是电压信号，也可以是电荷信号，因此前置放大器也有两种形式：（电压放大器）和（电荷放大器）。
8. 仪表精度等级是仪表在规定工作条件下，（最大允许误差值）相对仪表测量范围的百分数。
某仪表的精度为1级，表明该仪表指示值相对误差不大于（± 1%）。
9. 光电式传感器按输出信号的形式可以分为（模拟型）和（开关型）两大类。
二、单项选择题（总分20分，每题2分）1.在测量位移的传感器中，符合非接触测量，而且不受油污等介质影响的是（C ）传感器。
A．压电式B．电阻式C．电容式D．电涡流式2. 不能用涡流式传感器进行测量的是（A ）。
A．橡胶材料B．材质鉴别C．探伤D.位移3. 测量中由于测量者疏忽大意或环境的突然变化引起的误差属于（C ）。
A．系统误差B．随机误差C．粗大误差4. （B ）是描述仪表指示值有规律地偏离真值程度的量。
A．精密度B．准确度C．精确度5. （A ）不属于传感器的静态特性。
A．固有频率B．线性度C．回程误差D．灵敏度6. 传感器的灵敏度高，表示该传感器（C）。
A．能检测出被测信号的最小变化量越小B．工作频带宽C．单位输入量引起的输出量大D．线性范围宽7. 利用热电偶测量管道温度时（图中箭头为介质流向），热电偶安装正确的是（ A ）A.B．C.8. 压电式传感器是利用某些物质的压电效应工作的。
传感器与测试技术
第一批次作业一、填空题：1. 测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。
2. 霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小。
3. 光电传感器的理论基础是光电效应。
通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。
第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、光电倍增管；第二类是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变的内光电效应，这类元件有光敏电阻；第三类是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势的光生伏特效应，这类元件有光电池、光电仪表、光敏二极管及光敏三极管。
4.压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下，其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。
5. 传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用信号输出的_转换元件以及相应的信号调节转换电路组成。
6. 在变压器式传感器中，一次侧和二次侧互感M的大小与绕组匝数成正比，与穿过线圈的磁通成正比，与磁回路中_ 磁阻成反比。
7. 测量过程中存在着测量误差，按性质可被分为绝对误差、_相对误差和_引用误差_三类，其中_绝对误差可以通过对多次测量结果求_平均__ 的方法来减小它对测量结果的影响。
8. 光电传感器的工作原理是基于物质的光电效应，目前所利用的光电效应大致有三大类：第一类是利用在光线作用下材料中电子溢出表面的现象，即外光电效应，光电管及光电倍增管_ 传感器属于这一类；第二类是利用在光线作用下_材料的电阻率发生改变的_现象，即内光电效应。
光敏电阻传感器属于这一类。
第三类是利用在光线作用下产生光势垒现象，即_光生伏特效应，光敏二极管及光敏三极管传感器属于这一类。
9. 偏差式测量是指_在测量过程中,用仪器表指针的位移(即偏差)来表示被测量的测量方法；零位测量是指测量时用被测量与标准量相比较，用指零仪表指示被测量与标准量相等（平衡），从而获得被测量方法；10.电位器或电阻传感器按特性不同，可分为线性电位器和非线性电位器。
国家开放大学电大本科《传感器与测试技术》期末题库及答案
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《传感器与测试技术》题库及答案一一、简答题(每小题5分。
共20分)1．传感器：2．静特性：3．霍尔效应：4．压电效应：二、选择题(选择正确的答案，将其对应的字母填入括号内。
每空3分。
共12分)5．在光的作用下，能够使物体内部产生一定方向的电动势的现象叫( )。
A ．声光效应B ．热释电效应C ．光电导效应D ．光生伏特效应6．应变片绝缘电阻R m 是指已粘贴的应变片的引线与被测试件之间的电阻值，通常要求R m 的范围是( )。
A ．50～100ΩM 以上B ．10～100ΩM 以上C ．50～l00ΩK 以上D ．100～500ΩM 以上7．利用光生伏特效应制成的光电器件有光敏二极管、光敏三极管和光电池等。
利用( )可制成半导体光敏电阻。
利用( )制成的光电器件有真空光电管、充气光电管和光电倍增管。
A ．压电效应B ．外光电效应C ．磁电效应D ．声光效应E ．光电导效应三、问答题(每小题6分，共24分)8．无失真检测的条件是什么?9．什么叫金属应变片的横向效应?10．磁电式传感器有何优点?11．简述电容式传感器的工作原理。
四、简答题(16分)12．请画出两种霍尔元件的驱动电路，简述其优缺点。
五、简述题(16分)13．常用的超声波探伤方法有哪些?各有什么特点?六、论述题(12分)14．简述传感器的选用原则与设计测试系统时应考虑的因素。
试题答案及评分标准一、简答题(每小题5分，共20分)1．传感器：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于精确处理和应用的另一种量的测量装置或系统。
《传感器与测试技术》课程学习指南
《传感器与测试技术》课程学习指南一、课程基本情况二、学习建议同学们在进行该课程的学习之前，已学过了高等数学、电路基础、大学物理、信号与系统等课程，了解了一些电磁效应、光学效应、功能材料等传感器的技术基础知识，并且这门课程并不能囊括所有的传感器。
所以课程的目标定位是，在学员已有背景知识的基础上，进行新知识的拓展，熟练掌握各类典型传感器的基本原理、基本技术特性及应用，掌握常见物理量的测试理论、方法和实验技术。
（一）内容学习方面同学们紧紧围绕测试系统特性-信号获取-信号加工和处理为主线。
对于课程三大块内容基础理论、典型传感器原理与应用以及典型参量的测试，采取不同的学习方法。
在在基础理论部分，建议同学们从身边的现象和亲身感知的事件中，了解传感器工作的物理现象、化学现象和机理；在学习每种传感器时，由于传感器涉及知识面广、种类多、发展快，同学们重点掌握每种传感器的知识要点：工作原理→分类及结构→工作特性参数→误差及补偿→基本信号调理电路→应用示例，深入探究传感器的工作原理及掌握其特性和应用；在典型参量测试部分，围绕不失真测试进行正确的选择传感器、设计测试系统、研究测量方法。
（二）资源利用方面按照由模块到单元的顺序，先了解课程构建、要求，再进入每一章节的学习。
首先阅读课程概要中的课程简介、课程大纲、考评方式与标准，了解课程的构架、基本内容和要求，根据教学日历的学习进度安排自己的学习进度。
进入每一章的内容的学习前，阅读课程模块中的教学要点、教学要求，大致了解本章的内容。
利用教学单元中的演示课件和教学录像以及电子教材进行主要内容的学习，并参考大纲要求把握学习的难度与深度。
各章节均配备相应的思考与练习题，由此检验学习效果。
学习各章节的时候，注意本章节的难点和重点问题，如果学习上存在问题，可利用拓展资源中的“交流讨论”向老师请教。
三、考核评价学生课程总成绩= 课程考试成绩×80% + 实验成绩×10% + 平时成绩×10%四、教材选用1．教材（1）《传感器与测试技术》，叶湘滨、熊飞丽、张文娜等编著，国防工业出版社，2007.04第1版，2012.01印刷（2）《传感器与测试技术实验指南》，熊飞丽、张文娜、叶湘滨，国防科技大学出版社（内印），2012.052．参考书（1）《传感器技术》，张文娜、叶湘滨、熊飞丽等编著，国防工业出版社，2011.11第1版，2011.11印刷（2）Sabrie Soloman. Sensors Handbook. McGraw-Hill, Inc. New York, NY, USA, 2009 （3）《Sensor Technology Handbook》，Jon Wilson. Newnes., 1st Edition，2005（4）《测试技术基础》，王伯雄主编，清华大学出版社，2003.04第1版，2003.04印刷（5）《自动检测技术及应用》，梁森，欧阳三泰，王侃夫编著，机械工业出版社，2006.10第1版，2006.10印刷。
传感器与测试技术
1、基本概念1.1传感器：能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。
1.2测试：测试是指具有试验性质的测量，或测量和试验的综合2、测量2.1测量定义：测量是指以确定被测对象的量值为目的而进行的实验过程2.2测量分类：直接测量、间接测量2.3测量四要素：被测对象、计量单位、测量方法、测量误差2.4计量：实现单位统一和量值准确可靠的测量3、量3.1量的概念：现象、物体或物质可定性区别和定量确定的一种属性3.2量值：是用数值和计量单位的乘积来表示3.3基本量：长度L、质量M、时间T、温度θ、电流I、光强度N和物质J4、量纲4.1量纲概念：量制中可用基本量的幂的乘积来表示任何一个量的表达式4.2量纲法则：等号两侧的量纲应当相同5、计量单位5.1法定计量单位：以国际单位制（SI）为基础，组合其它少数计量单位5.2基本量的计量单位：长度L—m、质量M—kg、时间T—s温度θ—K、电流I—A、光强度N—Cd 物质J—mol6、基准6.1基准定义：用来保存、复现计量单位的计量器具6.2基准等级：国家基准；副基准；工作基准7、测量方法7.1测量方法定义：在实施测量中所涉及的一套理论运用和实际操作。
其中包括了测量原理和获得测量结果的方式。
7.2测量方法分类：直接测量、间接测量直接比较测量、替代测量接触测量、非接触测量7.3动态测量和静态测量：指被测量是否随时间而变化的，而不是指被测量处于机械静止或运动中7.4静态测量特点：被测量值可以认为是恒定的7.5动态测量特点：被测量值是随时间而变化的。
目的是测量被测量的瞬时值及其随时间而变化的规律8、测量装置术语8.1传感器：直接作用于被测量，并能按一定规律将被测量转换成同种或别种量值输出的器件。
8.2测量变换器：传感器是第一级的测量变换器。
（输入为被测量）变送器：输出为标准信号8.3检测器：用以指示某种特定量的存在而不必提供量值的器件或物质8.4准确度等级：表示测量器具的等级或级别8.5标称范围：测量器具标尺范围所对应的被测量示值的范围（量程：标称范围上下限之差的模）8.6测量范围：在测量器具的误差处于允许极限内的情况下，测量器具所能测量的被测量值的范围。
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1•传感器的特性一般指输入、输出特性，有动、静之分。
静态特性指标的有____ 、____ 、—、—、等。
P18— P202. 对于测量方法，从不同的角度有不同的分类，按照测量结果的显示方式，可以分为—和_。
P73. 对于测量方法，从不同的角度有不同的分类，按照是否在工位上测量可以分为_和________ 。
P74. 对于测量方法，从不同的角度有不同的分类，按照测量的具体手段，可以分为_、_和________ 。
P75. 某0.1级电流表满度值X m = 100mA，测量60mA的绝对误差为—。
&服从正态分布的随机误差具有如下性质 ______ 、—、____ 。
P137. ____________________________ 硅光电池的光电特性中，当___________ 时，光电流在很大范围内与照度呈__________ 。
P2308、把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据的基本原理制成的，其次级绕组都用______ 形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。
P679、霍尔传感器的霍尔电势U H为_若改变—或 _就能得到变化的霍尔电势。
P18310、电容式传感器中，变极距式一般用来测量—的位移。
11、压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，但不适宜测量________ 的被测量，特别是不能测量_________ 。
12、差动电感式传感器与单线圈电感式传感器相比,线性 _____ 灵感度提高倍、测量精度高。
13、热电偶冷端温度有如下补偿方法：、、、仪表机械零点调整法。
P21014. 空气介质变间隙式电容传感器中，提高其灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中大都采用_______式电容传感器。
15. 从原理来分，电容式传感器结构类型有：_____ 、_______ 、_______ 。
16. 变极距式电容传感器的电容变化与极板间距之间的关系是成___________ 关系，为了减小这种关系带来的测量误差，常采用___________ 结构来解决。
17. 电涡流式传感器分反射式和透射式两种，透射式是采用_________ （选“高频”或“低频”）的激励方式18. 电涡流式传感器与激励源频率的关系是：频率越_，电涡流的渗透深度越____ ，趋肤效应越____ 。
P8619. 变气隙自感传感器为了消除非线性误差，可采用__________ 结构。
20. 在测量次数足够多的情况下，如某个数据的剩余误差的绝对值明显大于真值，可认为该测量值为_______ ，该坏值应予______ 。
P1121. 各类传感器的测量放大器的作用是______ 微弱电信号。
此外，还要求能对_______ 信号有很强的抑制能力。
22. 电感式传感器结构类型有：_________ 和 _________ 、_________ 。
23. 通常压电陶瓷材料的压电常数比石英的压电常数 ___________ （选“大”或“小”）O24. 压电式传感器的工作原理是基于某些电介质材料的 ___________ O它是典型的_______ 传感器。
P13125. 热电偶的热电势由_______ 和____ 两部分电势组成，实际应用其冷端温度应保持在零度，否则要进行_____________ O二、单项选择题（20分）1. 随机误差小表示测量结果的______ O（A ）A. 准确度高B. 精密度高C.精度高D.绝对误差小2. 准确度高表明测量结果的________ O（C ）A. 系统误差小B.系统误差大C.随机误差小 D.随机误差大3. 差动电感传感器中的相敏电路的作用是（D ）A、放大信号 B 、检测出衔铁移动距离C提高灵敏度 D 、检测出衔铁移动方向4. （C ）指传感器在稳定状态下输出变化值与输入变化值的比。
A. 分辨力B.分辨率C.灵敏度D.线性度5. （A ）指传感器能检出被测信号的最小变化量。
A. 分辨力B.分辨率C.灵敏度D.线性度6. 热敏电阻是将被测量转换为（D ）A. 电压变化B. 电流变化C.电荷变化D.电阻变化7. 应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能，应选择_C—测量转换电路A.单臂电桥B. 半桥C. 差动全桥8. 湿敏电阻用交流电作为激励电源是为了_B_。
A.提高灵敏度B.防止产生极化、电解作用C. 减小交流电桥平衡难度9. 当天气变化时，有时会发现在地下设施（例如地下室）中工作的仪器内部印制板漏电增大，机箱上有小水珠出现及电路板有结露等，影响了仪器的正常工作。
该水珠的来源是__C _____ 。
A. 从天花板上滴下来的B. 由于空气的绝对湿度达到饱和点而凝结成水滴C. 空气的绝对湿度基本不变，但气温下降，室内的空气相对湿度接近饱和，当接触到温度比大气更低的仪器外壳时，空气的相对湿度达到饱和状态，而凝结成水滴10. 在使用测谎器时，被测试人由于说谎、紧张而手心出汗，可用 D 传感器来检测。
A.应变片B. 热敏电阻C. 气敏电阻D.湿敏电阻11. 希望线性范围为土1mm应选择绕组骨架长度为—B」右的螺线管式自感传感器或差动变压器。
A. 2mmB. 20mmC. 400mmD. 1mm12. 反射式电涡流传感器激磁线圈的电源是—C___A.直流B. 工频交流C. 高频交流D.以上都不对13. 自感传感器或差动变压器采用相敏检波电路最重要的目的是为了__C____。
A. 提高灵敏度B. 将输出的交流信号转换成直流信号C. 使检波后的直流电压能反映检波前交流信号的相位和幅度15. 在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入相等厚度的 C ，可测得最大的电容量。
A.塑料薄膜B. 干的纸C. 湿的纸D . 玻璃薄片16. 电容传感器中两极板间的电容量与下列哪项无关_D ____ 。
A.极板间相对覆盖的面积B. 极板间的距离C.电容极板间介质的介电常数D. 极板的厚度17. 收音机调台是通过调节下列哪种电容值来改变谐振频率的 B 。
A.变极距式B. 变面积式C. 变介电常数式18. 压电式传感器目前主要用于测量_B______ 。
A.静态的力或压力B.动态的力或压力C.速度19. 压电式传感器的工作原理是基于 D 。
A.应变效应B.电磁效应C.光电效应D.压电效应20. 石英晶体在振荡电路中工作时，A______ ，从而产生稳定的振荡输出频率A. 压电效应与逆压电效应交替作用B. 只有压电效应作用C. 只有逆压电效应作用21. 人讲话时，声音从口腔沿水平方向向前方传播，则沿传播方向的空气分子D 。
A. 从口腔附近通过振动，移动到听者的耳朵B. 在原来的平衡位置前后振动而产生横波C. 在原来的平衡位置上下振动而产生横波D. 在原来的平衡位置前后振动而产生纵波22. 不可用于非接触式测量的传感器有（B ）A.电容式B. 热电阻C.霍尔式D.光电式23. 霍尔效应中，霍尔电势与（A ）A.霍尔常数成正比B.霍尔常数成反比C.霍尔元件的厚度成正比24. 公式EH=KHIBco曲中的角B是指C _A. 磁力线与霍尔薄片平面之间的夹角B. 磁力线与霍尔元件内部电流方向的夹角C. 磁力线与霍尔薄片的垂线之间的夹角D. 霍尔元件内部a、b端连线与c、d端连线的夹角25. _C_ 的数值越大，热电偶的输出热电动势就越大。
A.热端直径B. 热端和冷端的温度C.热端和冷端的温差D. 热电极的电导率26. 在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是_C___A.补偿热电偶冷端热电势的损失B. 起冷端温度补偿作用C.将热电偶冷端延长到远离高温区的地方D. 提高灵敏度27. 热电偶中产生热电势的条件是_B ___ 。
A.两热电极材料相同B. 两热电极材料不同第4页共7页C.两热电极的两端尺寸相同D.两热电极的两端尺寸不同28. 用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是_BA. 接线方便B. 减小引线电阻变化产生的测量误差C. 减小桥路中其它电阻对热电阻的影响D. 减小桥路中电源对热电阻的影响29. 温度上升，光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管的暗电流_AA.上升 B •下降C •不变30. 在光的作用下，物体内的电子逸出物体表面，向外发射的现象叫A.声光效应B.压电效应C. 磁电效应D.外光电效应31. ______________________________________ 把光电池当作传感器时，应把它看作_B _____________________________________ 。
A.电压源B. 电流源C. 电阻器32.光敏电阻的性能好，灵敏度高, 是指给定工作电压下A.暗电阻与亮电阻差值大B.亮电阻大C.暗电阻与亮电阻差值小D.暗电阻大33. 光敏电阻的制作依据是A、外光电效应、光电倍增效应C、内光电效应、光生伏特效应34. 在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于A、外光电效应 B 、光电发射C、内光电效应 D 、光生伏特效应35. 当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时，将引起传感器的（B ）A、灵敏度增加 B 、灵敏度减小C非线性误差不变D 、非线性误差减小36. 应变式传感器是将被测量转换为（A ）A.应变变化B. 压力变化C.压强变化D.应力变化37. 实际构建测量电路时，压电式传感器不适用于测量（C ）A 、振动B 、动态的力或压力C 、静态的力或压力D 、加速度三、多项选择题（12分）1.服从正态分布的随机误差具有的性质有（ABC ）第5页共7页A.集中性B. 有界性C.对称性D.多峰性2.当变间距式电容传感器两极板间的初始距离d增加时，将引起传感器的（A CA、初始电容减小B、非线性误差减小C、非线性误差变大D、灵敏度增大3.压电式传感器实际应用适用于测量(B C)A 、静态压力B 、振动C、动态力D、静态力4. 可用于非接触式测量的传感器有(B C D)A.热电偶B. 压电式C.霍尔式D.光电式5 •通常在使用应变片作为传感元件时采用差动式结构的目的有A.提高灵敏度B. 减小非线性误差C.减小温度误差D. 减小横向效应6. 超声波与可闻声波相比较，具有__________ 等特点。
A.频率更高B.指向性好C.能量集中度高D聚焦容易7. 霍尔元件是N型半导体制成的扁平长方体，扁平边缘的两对侧面分别引出.AC 电极。
A.激励电极B.保护电极C.霍尔电极D.差动电极8. 压电材料主要有____ 几种类型。
A.石英晶体B. 压电陶瓷 C •陶土 D.高分子压电材料9. 电涡流式传感器是利用电涡流效应来检测导电物体的各种物理参数，当被测物放在交变磁场当中，会产生趋肤效应。
表面电流穿透深度与____________ 有关。