《传感器与传感器技术》答案第二版 何道清
传感器与检测技术(第二版)习题答案
0.1答：传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即检测与控制之首。
传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作用与地位特别重要。
0.2答：①敏感元件：指传感器中直接感受被测量的部分。
②传感器：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,通常由敏感元件和转换元件组成。
③信号调理器：对于输入和输出信号进行转换的装置。
④变送器：能输出标准信号的传感器。
1.1解： 1.2解：601051030033=⨯⨯=∆∆=-X U k Cmm S S S S ︒=⨯⨯=⨯⨯=/20.50.22.03211.3解：带入数据得：b kx y +=)(b kx y i i i +-=∆22)(i i i i i i x x n y x y x n k ∑-∑∑∑-∑=222)()(i i i i i i i x x n y x x y x b ∑-∑∑∑-∑∑=68.0=k 25.0=b1.3拟合直线灵敏度0.68,线性度±7%∴25.068.0+=x y %7535.0%100max ±=±=⨯∆±=FS L y L γ238.01=∆35.02-=∆16.03-=∆11.04-=∆126.05-=∆194.06-=∆1.4解：设温差为R,测此温度传感器受幅度为R 的阶跃响应为(动态方程不考虑初态)())1(3/t e R t y --=当()3R t y =时⇒22.132ln 3=-=t 当()2R t y =时⇒08.221ln 3=-=t1.5解：此题与炉温实验的测飞升曲线类似: 1.6解：())1(9010/T t e t y --+=由()505=y ⇒51.895ln 5=-=T ()⎩⎨⎧=--=-5.0)1(2025/T e t y T t ()68.71=y ()36.52=y1.7解：所求幅值误差为1.109,相位滞后n n j s n n n j s s j G ωωξωωωξωωωω21122222+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=++==）（()109.110005005.021********211222222=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=n n j G ωωξωωω'42331000500110005005.02122121︒-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=--tg tg n n ωωωωξϕ'4233︒1.8答：静特性是当输入量为常数或变化极慢时，传感器的输入输出特性，其主要指标有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性。
《传感与检测技术(第2版)》习题答案 模块二、三 习题及答案
模块二习题一、填空题1、热敏电阻按其特性来说可分为和。
2、不同型号NTC热敏电阻的测温范围不同一般为。
3、热敏电阻的温度特性曲线是的。
4、热敏电阻为传感器温度仪表一般需要校验一次。
5、当焊件加热到的温度后将焊丝置于焊点，焊料开始熔化并润湿焊点。
6、当焊锡完全润湿焊点后移开烙铁，注意移开烙铁的方向应该是大致的方向。
7、可直接用半导体二极管或将半导体三极管接成二极管做成。
8、温敏三极管，晶体管发射结上的正向电压随温度上升而近似线性。
9、检测温敏二极管的极性，可以通过进行判断，长脚为正极，短脚为负极。
10、两种不同材料的导体(或半导体)A与B的两端分别相接形成闭合回路，就构成了。
11、当两接点分别放置在不同的温度T和T时，则在电路中就会产生热电动势，形成回路电流，这种现象称为，或称为热电效应。
12、热电偶的三个基本定律为、和。
13、晶体管的与热力学温度T和通过发射极电流存在一定的关系。
14、集成温度传感器则是将晶体管的作为温度敏感元件。
15、电流输出式集成温度传感器的特点是 (或摄氏温度)成正比。
二、选择题1、热敏电阻按其特性来说可分为( )。
A 正温度系数热敏电阻PTC和负温度系数热敏电阻NTCB 正温度系数热敏电阻NTC和负温度系数热敏电阻PTCC 正温度系数热敏电阻ETC和负温度系数热敏电阻NTCD 正温度系数热敏电阻PTC和负温度系数热敏电阻ETC2、不同型号NTC热敏电阻的测温范围不同一般为( )。
A -50℃—+300℃B -50℃—+300℃C -50℃—+300℃D -50℃—+300℃3、热敏电阻为传感器温度仪表一般（）需要校验一次。
A 每1—3年B 每2—2.5年C 每1—0.5年D 每2—3年4、当焊锡完全润湿焊点后移开烙铁，注意移开烙铁的方向应该是大致（）的方向。
A 45°B 45°C 45°D 45°5、温敏三极管，晶体管发射结上的正向电压随温度上升而近似线性（）。
传感器检测技术习题参考答案（第二版）
传感器检测技术习题参考答案（第⼆版）传感器与检测技术（书号25971）参考答案第1章检测技术基本知识1.选择题（1）C B （2）D （3）A （4）B（5）B2.简答题（1）P13-P14（2）P13-P15；（3）P15-P16（4）P16-P18（5）P19（6）P4（7）P4-P6（8）P6-P7（9）P83.计算题（1）①1℃②5% 1%（2）167.762 Ωσ=0.184Ω4.分析题（1）150V量程150V量程相对误差为0.7%，300V量程相对误差为1.4%（2）0.5级、0.2级、0.2级第2章⼒学量传感器及应⽤1 填空（1）⾦属半导体材料⼏何形变电阻率半导体（2）丝式箔式薄膜式（3）半导体压阻2.简答（1）P29 (2) P29 (3) P36 (4)P40-P41 (5)⼀般来讲，应变⽚的电阻变化较⼩，很难⽤⼀般的电阻测量仪器测量；实际测量系统中，需要把电阻变化转换为电压的变化。
故实际⼀般使⽤电桥电路测量。
(6)P39注意应变⽚应变极性，保证其⼯作在差动⽅式。
(7)P46-47 (8)P48 (9)P49 (10)P50-P51（11）由于外⼒作⽤在压电传感元件上所产⽣的电荷只有在⽆泄漏的情况下才能保存，即需要测量回路具有⽆限⼤的内阻抗，这实际上是达不到的，所以压电式传感器不能⽤于静态测量。
压电元件只有在交变⼒的作⽤下，电荷才能源源不断地产⽣，可以供给测量回路以⼀定的电流，故只适⽤于动态测量。
3.计算题4.分析题（1）P42 (2)P43 （3）（4）参照⾼分⼦压电材料特点分析（5）基本⼯作原理是，当使⽤者将开关往⾥按时，有⼀很⼤的⼒冲击压电陶瓷，由于压电效应，在压电陶瓷上产⽣数千伏⾼压脉冲，通过电极尖端放电，产⽣了电⽕花；将开关旋转，把⽓阀门打开，电⽕花就将燃烧⽓体点燃了。
第3章⼏何量传感器及应⽤1．单项选择（1）D (2)D (3)D (4)A (5)C (6)A(7)A (8)A(9)A2.简述（1）P62-63 (2) P63 (3) P65-68 (4)P68 (5)P70-71 (6)P72-73 (7)P75 (8)P76-77 (9) P77 (10)P82 (11)P83-85 (12)P77 P813.分析题（1）参照电位器式传感器原理分析。
传感器与传感器技术(何道清)课后答案
《传感器与传感器技术》计算题答案1—5 某传感器给定精度为2%F·S，满度值为50mV ，零位值为10mV ，求可能出现的最大误差δ(以mV 计)。
当传感器使用在满量程的1/2和1/8时，计算可能产生的测量百分误差。
由你的计算结果能得出什么结论?解：满量程（F ▪S ）为50﹣10=40(mV) 可能出现的最大误差为：∆m ＝40⨯2%=(mV) 当使用在1/2和1/8满量程时，其测量相对误差分别为：%4%10021408.01=⨯⨯=γ %16%10081408.02=⨯⨯=γ1—6 有两个传感器测量系统，其动态特性可以分别用下面两个微分方程描述，试求这两个系统的时间常数τ和静态灵敏度K 。
（1）T y dt dy5105.1330-⨯=+ 式中, y ——输出电压，V ；T ——输入温度，℃。
（2）x y dt dy6.92.44.1=+式中，y ——输出电压，μV ；x ——输入压力，Pa 。
解：根据题给传感器微分方程，得 （1） τ=30/3=10(s)，K=⨯10-5/3=⨯10-5(V/℃)；(2) τ==1/3(s)， K==(μV/Pa)。
1—7 已知一热电偶的时间常数τ=10s ，如果用它来测量一台炉子的温度，炉内温度在540℃至500℃之间接近正弦曲线波动，周期为80s ，静态灵敏度K=1。
试求该热电偶输出的最大值和最小值。
以及输入与输出之间的相位差和滞后时间。
解：依题意，炉内温度变化规律可表示为x (t) =520+20sin(ωt)℃由周期T=80s ，则温度变化频率f =1/T ，其相应的圆频率 ω=2πf =2π/80=π/40；温度传感器（热电偶）对炉内温度的响应y(t)为y(t)=520+Bsin(ωt+ϕ)℃热电偶为一阶传感器，其响应的幅频特性为()()786010********22.B A =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯π+=ωτ+==ω因此，热电偶输出信号波动幅值为B=20⨯A(ω)=⨯=15.7℃由此可得输出温度的最大值和最小值分别为y(t)|m ax =520+B=520+=535.7℃y(t)|m in =520﹣B==504.3℃输出信号的相位差ϕ为ϕ(ω)= -arctan(ωτ)= -arctan(2π/80⨯10)= -︒相应的时间滞后为∆t =()s 4.82.3836080=⨯1—8 一压电式加速度传感器的动态特性可以用如下的微分方程来描述，即x y dt dy dt y d 1010322100.111025.2100.3⨯=⨯+⨯+式中，y ——输出电荷量，pC ；x ——输入加速度，m/s 2。
《传感器原理与传感器技术》课后答案
第1章传感器与检测技术基础思考题答案l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。
答：一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。
当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。
下图给出了检测系统的组成框图。
检测系统的组成框图传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。
测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。
通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。
根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。
显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。
2．什么是传感器？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。
3．传感器技术的发展动向表现在哪几个方面？解：（1）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。
（2）开发研制新型传感器及组成新型测试系统①MEMS技术要求研制微型传感器。
如用于微型侦察机的CCD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（3）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。
《传感器与检测技术》第二版部分计算题解答
第一章 传感器与检测技术概论作业与思考题1．某线性位移测量仪，当被测位移由4.5mm 变到5.0mm 时，位移测量仪的输出电压由减至，求该仪器的灵敏度。
依题意：已知X 1=4.5mm ； X 2=5.5mm ； Y 1=； Y 2=求：S ；解：根据式（1-3） 有：15.45.55.35.21212-=--=--=∆∆=X X Y Y X Y S V/mm 答：该仪器的灵敏度为-1V/mm 。
2．某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下：铂电阻温度传感器：Ω/℃；电桥：Ω；放大器：100（放大倍数）；笔式记录仪：0.1cm/V求：（1）测温系统的总灵敏度；（2）纪录仪笔尖位移4cm 时。
所对应的温度变化值。
依题意：已知S 1=Ω/℃； S 2=Ω； S 3=100； S 4=0.1cm/V ； ΔT=4cm求：S ；ΔT解：检测系统的方框图如下：（3分）（1）S=S 1×S 2×S 3×S 4=××100×=（cm/℃）（2）因为：TL S ∆∆=所以：29.114035.04==∆=∆S L T （℃） 答：该测温系统总的灵敏度为0.035cm/℃；记录笔尖位移4cm 时，对应温度变化114.29℃。
3．有三台测温仪表，量程均为0_600℃，引用误差分别为%、%和%，现要测量500℃的温度，要求相对误差不超过%，选哪台仪表合理依题意，已知：R=600℃； δ1=%； δ2=%； δ3=%； L=500℃； γM =%求：γM1 γM2 γM3解：（1）根据公式（1-21）%100⨯∆=Rδ 这三台仪表的最大绝对误差为：0.15%5.26001=⨯=∆m ℃0.12%0.26002=⨯=∆m ℃0.9%5.16003=⨯=∆m ℃（2）根据公式（1-19）%100L 0⨯∆=γ 该三台仪表在500℃时的最大相对误差为：%75.2%10050015%10011=⨯=⨯∆=L m m γ %4.2%10050012%10012=⨯=⨯∆=L m m γ %25.2%1005009%10013=⨯=⨯∆=L m m γ 可见，使用级的仪表最合理。
42870《传感器与检测技术(第2版)》胡向东(书中课后习题解答)
又
2 2f 200 T ，所以： 0 0.523ms
取 0.523ms ， 2f 2 50 100
1 1 ( ) 2 幅值误差： A( ) 1
所以有： 1.32% A() 0
1 100% 1.32%
0 t<0 x(t) { 1 t0 单位阶跃信号：
X(s) L[x(t)] x(t)e st d t
0
进行拉氏变换：
1 s
H(s)
一阶系统传递函数：
Y(s) 1 X(s) 1 s
1 1 1 1 s s s s 1
t /
Y(s) H(s) X(s)
解：①非线性误差： 取六次测量结果的平均值作为输出测量值，即
x :0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
y :0.64 4.04 7.47 10.93 14.45
设拟合直线方程为： y a0 a1 x
0.64 4.04 L 7.47 10.93 14.45 则
0.10 14.45
ˆ ：0.604 4.055 y
7.506 10.957 14.408 0.036 0.027 0.042
∴
：0.036
0.015
Lmax 0.042
∴非线性误差为： L ②迟滞误差： 第一循环： 第二循环: 第三循环： ∴
0.042 100% 0.3% 14.5 0.5
Rmax 0.08 100% 100% 0.5714% yFS 14
4
《传感器与检测技术(第 2 版)》习题参考答案(20150914 版)
传感器与检测技术(第二版)参考答案参考答
传感器与检测技术（第二版）参考答案第1章 检测技术基本知识1.1单项选择:1.B2.D3. A4.B1.2见P1；1.3见P1-P3；1.4见P3-P4；1.5 见P5；1.6 （1）1℃（2）5﹪，1﹪ ；1.7 0.5级、0.2级、0.2级；1.8 选1.0级的表好。
0.5级表相对误差为25/70=3.57﹪, 1.0级表相对误差为1/70=1.43﹪；1.9见P10-P11；1.10见P11- P12；1.11 见P13-P14第2章 电阻式传感器及应用2.1 填空1.气体接触，电阻值变化；2.烧结型、厚膜型；3.加热器，加速气体氧化还原反应；4.吸湿性盐类潮解，发生变化2.2 单项选择1.B 2. C 3 B 4.B 5.B 6. A2.3 P17；2.4 P17；2.5P24；2.6 P24；2.7 P24-P25；2.8 P25；2.9 P26；2.10 P30-312.11 应变片阻值较小；2.12P28，注意应变片应变极性，保证其工作在差动方式；2.16 Uo=4m V ；2.17 P34；2.18 P34；2.19 (1) 桥式测温电路，结构简单。
（2）指示仪表 内阻大些好。
（3）RB:电桥平衡调零电阻。
2.20 2.21 线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好；传感器的延迟时间越短越好；传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。
2.23 P44；2.33 P45第3章 电容式传感器及应用3.1 P53-P56；3.2 变面积传感器输出特性是线性的。
3.3 P58-P59；3.4 P59-P613.5 当环境相对湿度变化时，亲水性高分子介质介电常数发生改变，引起电容器电容值的变化。
属于变介电常数式。
3.6 参考变面积差动电容传感器工作原理。
参考电容式接近开关原理。
3.8 （1）变介电常数式；（2）参P62 电容油料表原理第4章 电感式传感器及应用4.1 单项选择1.B；2.A4.2 P65；4.3 P68；4.4 螺线管式电感传感器比变隙式电感传感器的自由行程大。
《传感器与检测技术(第2版)》试题二参考答案
传感器与自动检测技术仿真试题二参考答案试卷一一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20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、多选和未选均不得分。
1、B2、C3、A4、D5、D6、D7、A8、D9、A 10、D二、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）1、什么是直接测量、间接测量和组合测量？答：直接测量：首先对与被测量有确切函数关系的物理量进行直接测量，然后通过已知的函数关系求出该未知量，即需要将被测量值经过某种函数关系变换才能确定被测量值的测量方法。
间接测量：测量过程复杂，测量所需时间较长，需要进行计算才能得出最终的测量结果。
组合测量：在测量中，使各个待求未知量和被测量经不同的组合形式出现，根据直接测量或间接测量所得到的被测量数据，通过解一组联立方程求出未知量的数据的测量方法，即这种测量方法必须经过求解联立方程组才能得出最后结果。
2、画出压电式元件的并联接法，试述其输出电压、输出电荷和输出电容的关系，并说明它的适用场合？答：从作用力看，压电元件是串接的，因而每片受到的作用力相同、产生的变形和电荷数量大小都与单片时相同。
并联接法如图与单片相比，外力作用下正负电极上的电荷量增加了1倍，电容量也增加了1倍，输出电压与单片时相同。
并联接法输出电荷大，本身电容大，时间常数大，适宜用在测量慢变信号并且以电荷作为输出量的场合。
3、热电偶冷端温度对热电偶的热电势有什么影响？为消除冷端温度影响可采用哪些措施？答：由热电偶的测温原理可以知道，热电偶产生的热电动势大小与两端温度有关，热电偶的输出电动势只有在冷端温度不变的条件下，才与工作温度成单值函数关系。
实际应用时，由于热电偶冷端离工作端很近，且又处于大气中，其温度受到测量对象和周围环境温度波动的影响，因而冷端温度难以保持恒定，这样会带来测量误差。
为消除冷端温度影响，常用的措施有：①补偿导线法：将热电偶配接与其具有相同热电特性的补偿导线，使自由端远离工作端，放置到恒温或温度波动较小的地方。
传感器与传感器技术(第二版_何道清)_课后答案
《传感器与传感器技术》计算题答案第1章 传感器的一般特性1—5 某传感器给定精度为2%F·S，满度值为50mV ，零位值为10mV ，求可能出现的最大误差δ(以mV 计)。
当传感器使用在满量程的1/2和1/8时，计算可能产生的测量百分误差。
由你的计算结果能得出什么结论?解：满量程（F ▪S ）为50﹣10=40(mV) 可能出现的最大误差为：∆m ＝40⨯2%=0.8(mV) 当使用在1/2和1/8满量程时，其测量相对误差分别为：%4%10021408.01=⨯⨯=γ %16%10081408.02=⨯⨯=γ1—6 有两个传感器测量系统，其动态特性可以分别用下面两个微分方程描述，试求这两个系统的时间常数τ和静态灵敏度K 。
（1）T y dt dy5105.1330-⨯=+式中, y ——输出电压，V ；T ——输入温度，℃。
（2）x y dt dy6.92.44.1=+ 式中，y ——输出电压，μV ；x ——输入压力，Pa 。
解：根据题给传感器微分方程，得 （1） τ=30/3=10(s)，K=1.5⨯10-5/3=0.5⨯10-5(V/℃)；(2) τ=1.4/4.2=1/3(s)，K=9.6/4.2=2.29(μV/Pa)。
1—7 已知一热电偶的时间常数τ=10s ，如果用它来测量一台炉子的温度，炉内温度在540℃至500℃之间接近正弦曲线波动，周期为80s ，静态灵敏度K=1。
试求该热电偶输出的最大值和最小值。
以及输入与输出之间的相位差和滞后时间。
解：依题意，炉内温度变化规律可表示为x (t) =520+20sin(ωt)℃由周期T=80s ，则温度变化频率f =1/T ，其相应的圆频率 ω=2πf =2π/80=π/40；温度传感器（热电偶）对炉内温度的响应y(t)为y(t)=520+Bsin(ωt+ϕ)℃热电偶为一阶传感器，其响应的幅频特性为()()786010********22.B A =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯π+=ωτ+==ω因此，热电偶输出信号波动幅值为B=20⨯A(ω)=20⨯0.786=15.7℃由此可得输出温度的最大值和最小值分别为y(t)|m ax =520+B=520+15.7=535.7℃y(t)|m in =520﹣B=520-15.7=504.3℃输出信号的相位差ϕ为ϕ(ω)= -arctan(ωτ)= -arctan(2π/80⨯10)= -38.2︒相应的时间滞后为∆t =()s 4.82.3836080=⨯1—8 一压电式加速度传感器的动态特性可以用如下的微分方程来描述，即x y dt dy dt y d 1010322100.111025.2100.3⨯=⨯+⨯+式中，y ——输出电荷量，pC ；x ——输入加速度，m/s 2。
《传感器原理与传感器技术》课后答案
第1章传感器与检测技术基础思考题答案l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。
答：一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。
当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。
下图给出了检测系统的组成框图。
检测系统的组成框图传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。
测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。
通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。
根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。
显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。
2．什么是传感器？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。
3．传感器技术的发展动向表现在哪几个方面？解：（1）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。
（2）开发研制新型传感器及组成新型测试系统①MEMS技术要求研制微型传感器。
如用于微型侦察机的CCD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（3）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。
传感器与传感器技术河道清
电容相对变化为 ：
C 2 d [1 ( d )2 ( d )4 ]
C0
d0
d0
d0
敏捷度为 ：
K C / C0 2
d
d0
敏捷度提 升了一倍
非线性误差 降低了
相对非线性误差为 ：
L
2(d / d0 )3 2(d / d0 )
100%
d d0
2
100%
4.2 电容式传感器旳静态特征
4.2.1 变间隙式电容传感器
原理图
式中 C1,C2为差 动电容传感器。
C1＝C0＋C C2＝ C0－C
U 0
E C1 C1 C2
E 2
E ( 2C1 2 C1 C2
1)
E 2
C1 C2 C1 C2
E 2
C C0
E 2
d d0
4.5 电容式传感器旳测量电路
4.5.3二极管T形网络（双T电桥）
电容器旳充放电原fC2 (R
RL 2RL )
1 E
T (1 et / 1 ) (1 et / 2 ) dt
T R RL 0
E
R 2RL (R RL )2
Rf
(C1
C2
C1ek1
C2ek2 )
k
R(R 2RL ) (R RL )2
RL
2C C1 C2
U0
I
L RL
R(R 2RL ) (R RL )2
r2
敏捷度 ) rdr
谐振频率
C
C a 2 p C0 8d0
K C / C0 p
f0
1.2
a
t
a4 3d 0 Et 3
a4 3d 0 Et 3
清华大学出版社传感器课后习题参考答案
传感器与检测技术思考题参考答案第一章1. 传感器由那几部分组成？并说明各组成部分的功能。
答:传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路等几部分组成。
敏感元件：它是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。
转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换成电路参数。
转换电路：将转换元转换成的电路参数接入转换电路，便可转换成电量输出。
2. 什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在什么条件下一般要研究传感器的动态特性？在时域条件下研究静态，在频域条件下研究动态 3. 请使用性能指标描述检测系统的静态特性。
（P9-P11）4. 某线性位移测量仪，当被测位移由4.5mm 变到5.0mm 时，位移测量仪的输出电压由3.5V 减至2.5V ，求该仪器的灵敏度。
解：该仪器的灵敏度为25.40.55.35.2−=−−=S mV/mm5. 某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下：铂电阻温度传感器： 0.45Ω/℃ 电桥： 0.02V/Ω放大器： 100(放大倍数) 笔式记录仪： 0.2cm/V 求：(1)测温系统的总灵敏度；(2)记录仪笔尖位移4cm 时，所对应的温度变化值。
解：（1）测温系统的总灵敏度为18.02.010002.045.0=×××=S cm/℃（2）记录仪笔尖位移4cm 时，所对应的温度变化值为22.2218.04==t ℃ 第二章 检测系统的误差合成1.什么是系统误差？产生系统误差的原因是什么？如何发现系统误差？减少系统误差有哪几种方法？答：系统误差是指在相同的条件下，多次重复测量同一量时，误差的大小和符号保持不变，或按照一定的规律变化的误差。
…2.服从正态分布规律的随机误差有哪些特性?答：服从正态分布规律的随机误差的特性有：对称性 随机误差可正可负，但绝对值相等的正、负误差出现的机会相等。
传感器技术及其工程应用第2版习题参考答案
《传感器技术及其工程应用第2版》习题参考答案习题11. 什么叫传感器？它由哪几部分组成？它在自动测控系统中起什么作用？答：传感器是能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。
传感器通常由敏感元件和转换元件组成。
其中敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。
自动检测和自动控制技术是人们对事物的规律定性了解、定量分析预期效果所从事的一系列技术措施。
自动测控系统是完成这一系列技术措施之一的装置。
一个完整的自动测控系统，一般由传感器、测量电路、显示记录装置或调节执行装置、电源四部分组成。
传感器的作用是对通常是非电量的原始信息进行精确可靠的捕获和转换为电量，提供给测量电路处理。
2. 传感器分类有哪几种？各有什么优、缺点？答：传感器有许多分类方法，但常用的分类方法有两种，一种是按被测输入量来分，如温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等；另一种是按传感器的工作原理来分，如电学式传感器、磁学式传感器、光电式传感器、电势型传感器、电荷传感器、半导体传感器、谐振式传感器、电化学式传感器等。
还有按能量的关系分类，即将传感器分为有源传感器和无源传感器；按输出信号的性质分类，即将传感器分为模拟式传感器和数字式传感器。
按被测输入量分类的优点是比较明确地表达了传感器的用途，便于使用者根据其用途选用；缺点是没有区分每种传感器在转换机理上有何共性和差异，不便使用者掌握其基本原理及分析方法。
按工作原理分类的优点是对传感器的工作原理比较清楚，有利于专业人员对传感器的深入研究分析；缺点是不便于使用者根据用途选用。
3. 什么是传感器的静态特性？它由哪些技术指标描述？答：传感器测量静态量时表现的输入、输出量的对应关系为静态特性。
它有线性度、灵敏度、重复性、迟滞现象、分辨力、稳定性、漂移等技术指标。
传感器与检测技术机工版第2版第5章 习题解答
第5章习题解答1.填空题（1）有源传感器，压电效应，静电电荷或电压变化。
（2）极性，电能，正压电效应，几何变形，逆压电效应。
（3）机械振动，伸缩现象，电致效应。
（4）灵敏度。
（5）固有频率，动态特性。
（6）居里点。
（7）压电晶体、经过极化处理的压电陶瓷、高分子压电材料。
（8）外电场方向，越多的电畴。
（9）大，大，大，缓慢变化，电荷。
（10）大，小，电压，很高。
2. 什么叫正压电效应？什么是逆压电效应？当作用力方向改变时，电荷极性随之改变，把这种机械能转化为电能的现象，称为“正压电效应”，反之，当在电介质极化方向施加电场，这些电介质会产生几何变形，这种现象称为“逆压电效应”。
3.什么是横向效应和纵向效应？通常把沿电轴X 方向的力作用下产生电荷的压电效应称为纵向压电效应；把沿机械轴Y方向的力作用下产生电荷的压电效应称为横向压电效应，4. 画出压电元件的两种等效电路。
5.压电元件在使用时常采用多片串接或并接的结构形式。
试述在不同接法下输出电压、电荷、电容的关系，它们分别适用于何种应用场合？串联接法上、下极板的电荷量与单片时相同，总电容量为单片的一半，输出电压增大了1倍。
串联接法输出电压大，本身电容小，适宜用于以电压作输出信号，并且测量电路输入阻抗很高的场合。
并联接法在外力作用下正负电极上的电荷量增加了1倍，电容量也增加了1倍，输出电压与单片时相同。
适宜测量慢变信号且以电荷作为输出量的场合。
由上可见，并联接法输出电荷大，本身电容大，时间常数大，适宜用在测量缓慢变化的信号并且以电荷作为输出量的场合；6. 应用于压电式传感器中的压电材料常见的有哪些？一般有三类：压电晶体、经过极化处理的压电陶瓷、高分子压电材料。
7.为什么压电传感器通常都用来测量动态或瞬态参量？如作用在压电组件上的力是静态力，则电荷会泄露，无法进行测量。
所以压电传感器通常都用来测量动态或瞬态参量。
【电子信息类】课后习题答案大全
【电子信息类】课后习题答案大全第9类【一共15类】【电子信息类课后习题答案大全】▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆第9类【一共15类】【电子信息类课后习题答案大全】▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆▆《模拟电子技术基础》详细习题答案（童诗白，华成英版，高教版）/viewthread.php?tid=42&fromuid=1000《电工学》课后习题答案（第六版，上册，秦曾煌主编）/viewthread.php?tid=232&fromuid=1000《数字电子技术基础》习题答案（阎石，第五版）/viewthread.php?tid=90&fromuid=1000《电路》习题答案上（邱关源，第五版）/viewthread.php?tid=137&fromuid=1000《电工学》习题答案（第六版，秦曾煌）/viewthread.php?tid=112&fromuid=1000《模拟电子技术基础》课后习题答案（共10章）/viewthread.php?tid=21&fromuid=1000《模拟电子技术基础简明教程》课后习题答案（杨素行第三版）/viewthread.php?tid=41&fromuid=1000《信号与线性系统分析》习题答案及辅导参考（吴大正版）/viewthread.php?tid=74&fromuid=1000《通信原理》课后习题答案及每章总结（樊昌信，国·防工业出版社，第五版）/viewthread.php?tid=203&fromuid=1000《电力电子技术》习题答案（第四版，王兆安，王俊主编）/viewthread.php?tid=164&fromuid=1000《自动控制原理》课后题答案（胡寿松，第四版）/viewthread.php?tid=52&fromuid=1000《信号与系统》习题答案（第四版，吴大正）/viewthread.php?tid=268&fromuid=1000《电工学——电子技术》习题答案（下册）/viewthread.php?tid=237&fromuid=1000《微机原理及应用》习题答案/viewthread.php?tid=261&fromuid=1000《信息论与编码》辅导PPT及部分习题答案（曹雪虹，张宗橙，北京邮·电大学出版社）/viewthread.php?tid=136&fromuid=1000《数字电子技术基础》课后习题答案（完整答案版）/viewthread.php?tid=197&fromuid=1000《单片机原理及应用》课后习题答案（张毅刚主编，高教版）/viewthread.php?tid=36&fromuid=1000《高频电子线路》习题参考答案（第四版）/viewthread.php?tid=142&fromuid=1000《信号与系统》习题详解（奥本海姆版）/viewthread.php?tid=79&fromuid=1000《电路分析》课后答案及学习指导（第二版，胡翔骏，高教版）/viewthread.php?tid=177&fromuid=1000《数字电路与逻辑设计》课后习题答案，讲解详细/viewthread.php?tid=233&fromuid=1000《电路》第五版课后答案/viewthread.php?tid=1678&fromuid=1000自动控制原理习题集（自学辅导推荐）/viewthread.php?tid=53&fromuid=1000《现代通信原理》习题答案（曹志刚版）/viewthread.php?tid=44&fromuid=1000《数字信号处理》课后答案及详细辅导（丁美玉，第二版）/viewthread.php?tid=58&fromuid=1000《控制工程基础》课后习题解答（清华版）/viewthread.php?tid=127&fromuid=1000《信息论与编码》学习辅导及习题详解（傅祖芸版）/viewthread.php?tid=238&fromuid=1000《自动控制原理》习题答案/viewthread.php?tid=117&fromuid=1000《微机原理》作业答案（李继灿版）/viewthread.php?tid=218&fromuid=1000《电力电子技术》习题答案（第4版，西安交通·大学）/viewthread.php?tid=130&fromuid=1000《通信原理》习题答案/viewthread.php?tid=190&fromuid=1000《控制工程基础》习题答案（第二版，燕山·大学）/viewthread.php?tid=126&fromuid=1000《自动控制原理》课后习题答案———胡寿松，第五版/viewthread.php?tid=1740&fromuid=1000《数字电子技术基础》详细习题答案（阎石第四版）/viewthread.php?tid=167&fromuid=1000《数字信号处理——基于计算机的方法》习题答案（第二版）/viewthread.php?tid=174&fromuid=1000《电力拖动自动控制系统》习题答案/viewthread.php?tid=115&fromuid=1000《自动控制原理》课后题答案（卢京潮主编，西北工业·大学出版社）/viewthread.php?tid=128&fromuid=1000《电路分析》习题答案（第2版，高等教育出版社，胡翔俊）/viewthread.php?tid=250&fromuid=1000《信号与系统》习题解析（燕庆明，第3版）非常详细/viewthread.php?tid=71&fromuid=1000《信号与系统》课后习题答案/viewthread.php?tid=198&fromuid=1000《电磁场与电磁波》习题答案（第4版，谢处方编，高教版）/viewthread.php?tid=2514&fromuid=1000《信号与系统》习题答案详解（郑君莉，清·华大学，牛逼完整版）/viewthread.php?tid=257&fromuid=1000《高频电子线路》课后答案（第四版，张肃文）/viewthread.php?tid=3392&fromuid=1000《通信电路》课后习题答案（沈伟慈，西安电子科技·大学出版社）/viewthread.php?tid=259&fromuid=1000《数字信号处理》完整习题答案（程佩青，英文版）/viewthread.php?tid=223&fromuid=1000《数字信号处理教程》习题解答（第二版）/viewthread.php?tid=65&fromuid=1000《电子线路-非线性部分》课后答案（谢嘉奎高等教育出版社）/viewthread.php?tid=192&fromuid=1000《数字信号处理》习题答案/viewthread.php?tid=111&fromuid=1000《数字逻辑》（第二版）习题答案（欧阳明星主编）/viewthread.php?tid=26&fromuid=1000《数字逻辑电路与系统设计》习题答案/viewthread.php?tid=234&fromuid=1000数字信号处理程佩青第三版清·华大学出版社/viewthread.php?tid=2264&fromuid=1000《信息论与编码》曹雪虹-张宗橙清·华大学出版社可配北邮版本/viewthread.php?tid=1956&fromuid=1000《数字通信》习题答案（第四版，Proakis）/viewthread.php?tid=275&fromuid=1000电子技术数字和模拟部分答案（第四版，康华光）/viewthread.php?tid=100&fromuid=1000《单片机及接***术》课后答案（梅丽凤，王艳秋，清·华大学出版社）/viewthread.php?tid=159&fromuid=1000《信号与线性系统》习题详解（管致中，第四版）/viewthread.php?tid=858&fromuid=1000《信号与系统》习题及精解/viewthread.php?tid=108&fromuid=1000《电路与电子学》习题解答与实验指导（电子工业出版社出版，第3版）/viewthread.php?tid=2788&fromuid=1000《信号与系统》课后习题答案（西安电子科·技大学）/viewthread.php?tid=106&fromuid=1000《测控电路》习题答案（机械出版社）/viewthread.php?tid=166&fromuid=1000《数字逻辑》第四版习题答案/viewthread.php?tid=11&fromuid=1000《高频电子线路》习题集参考答案（曾兴雯版，高等教育出版社）/viewthread.php?tid=1502&fromuid=1000电工学（第6版）上册（电工技术）秦曾煌主编高教出版社/viewthread.php?tid=2655&fromuid=1000《数字电子技术》课后习题答案详解（阎石，第四版）/viewthread.php?tid=97&fromuid=1000模拟电子技术课后习题答案/viewthread.php?tid=1145&fromuid=1000《电工学》习题答案（高教版，第六版）/viewthread.php?tid=1621&fromuid=1000《信号与系统》课后习题答案（于慧敏著）/viewthread.php?tid=107&fromuid=1000《电子电路分析与设计》课后题答案（英文版）/viewthread.php?tid=135&fromuid=1000《电工学》课后习题答案（第六版，上册，秦曾煌主编）/viewthread.php?tid=2076&fromuid=1000《基础电子技术》习题解答（哈工大，蔡惟铮）/viewthread.php?tid=266&fromuid=1000《现代控制系统》答案（英文版）730页/viewthread.php?tid=98&fromuid=1000奥本海姆《信号与系统》第二版习题详解/viewthread.php?tid=1343&fromuid=1000《数字电路》习题答案（龚之春，电子科·技大学出版社）/viewthread.php?tid=2342&fromuid=1000《热工测量与自动控制》习题及答案/viewthread.php?tid=248&fromuid=1000简明电路分析基础李瀚荪高教版/viewthread.php?tid=6218&fromuid=1000传感器与检测技术+课后习题答案/viewthread.php?tid=2175&fromuid=1000《信息论基础教程》习题答案（李亦农，李梅版）/viewthread.php?tid=2159&fromuid=1000传感器期末考试复习资料大全/viewthread.php?tid=5262&fromuid=1000《IBM-PC汇编语言》课后习题答案/viewthread.php?tid=67&fromuid=1000《信号与系统》课后习题答案（郑君里，第二版）/viewthread.php?tid=2682&fromuid=1000化工原理第三版答案（清晰版）（缺三七章）陈敏恒等化学工业出版社/viewthread.php?tid=3523&fromuid=1000电磁场与电磁波（第二版）课后题答案/viewthread.php?tid=1705&fromuid=1000自动控制原理习题答案/viewthread.php?tid=1944&fromuid=1000电力电子技术+第四版+王兆安/viewthread.php?tid=6306&fromuid=1000数字逻辑与数字系统设计课后答案王永军/viewthread.php?tid=2050&fromuid=1000信号与系统（第三版）陈生潭西安电子科·技大学出版社/viewthread.php?tid=1525&fromuid=1000《信息论与编码》习题答案(高等教育出版社)仇佩亮编/viewthread.php?tid=99&fromuid=1000《电磁场与电磁波》课后习题答案（冯恩信）/viewthread.php?tid=3863&fromuid=1000模拟电子技术期末复习/viewthread.php?tid=7366&fromuid=1000工厂供电习题答案/viewthread.php?tid=1929&fromuid=1000《电路与模拟电子技术》习题答案/viewthread.php?tid=2861&fromuid=1000（新）图像处理2008（A卷）及答案！/viewthread.php?tid=5533&fromuid=1000面向21世纪课程教材电子电路基础/viewthread.php?tid=3261&fromuid=1000《16/32位微机原理、汇编语言及接***术》答案1~10章钱晓婕版机械工业出版社/viewthread.php?tid=3655&fromuid=1000《高频电路原理与分析》西电出版社第三版习题答案/viewthread.php?tid=2649&fromuid=1000《自动控制理论》第2版_夏德钤翁贻方机械工业出版社习题答案/viewthread.php?tid=2716&fromuid=1000电工电子技术-王鼎等主编/viewthread.php?tid=7946&fromuid=1000模拟电子技术基础(第3版华成英主编)习题答案/viewthread.php?tid=2125&fromuid=1000哈工大（威海）电工学期末试题/viewthread.php?tid=3408&fromuid=1000《C语言程序设计》习题参考答案（罗朝盛版）/viewthread.php?tid=4561&fromuid=1000高教版计算方法（施吉林，刘淑珍，陈桂芝编）课后习题答案/viewthread.php?tid=7088&fromuid=1000《电路与电子技术基础》习题参考解答/viewthread.php?tid=856&fromuid=1000固体物理习题答案/viewthread.php?tid=7715&fromuid=1000通信原理课件第五版/viewthread.php?tid=7716&fromuid=1000《数字电路》习题解答（余孟尝，第3版）/viewthread.php?tid=444&fromuid=1000《微电子器件与IC设计》习题答案（科学出版社）/viewthread.php?tid=116&fromuid=1000高频电子线路答案/viewthread.php?tid=1501&fromuid=1000《数字逻辑》PPT课件/viewthread.php?tid=673&fromuid=1000高频电路/viewthread.php?tid=1683&fromuid=1000数电实验报告/viewthread.php?tid=5501&fromuid=1000信息论与编码学习辅导及习题详解/viewthread.php?tid=4557&fromuid=1000《固体物理》习题答案（黄昆版）/viewthread.php?tid=1319&fromuid=1000电工电子学第二版课后答案/viewthread.php?tid=7322&fromuid=1000电气控制与可编程序控制器习题解答/viewthread.php?tid=6907&fromuid=1000微积分II复习/viewthread.php?tid=5875&fromuid=1000《Visual foxpro 程序设计》课后答案（重`庆大学出版社）/viewthread.php?tid=610&fromuid=1000传感器与传感器技术第二版何道清习题解答/viewthread.php?tid=6815&fromuid=1000微观经济学/viewthread.php?tid=5876&fromuid=1000《传感器与检测技术》陈杰高教版高等教育出版社课后答案/viewthread.php?tid=3173&fromuid=1000信息安全数学基础（陈恭亮）课后习题答案/viewthread.php?tid=5948&fromuid=1000量子力学/viewthread.php?tid=4488&fromuid=1000数据处理模拟练习题参考答案(14张word)/viewthread.php?tid=820&fromuid=1000C++语言学习质料/viewthread.php?tid=7889&fromuid=1000模拟电子技术基础部分答案/viewthread.php?tid=8499&fromuid=1000计算机操作系统期末复习题/viewthread.php?tid=5996&fromuid=1000电力电子技术练习及参考解/viewthread.php?tid=7123&fromuid=1000《传感器与检测技术》课后答案，陈杰编著，高等教育出版社。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《传感器与传感器技术》答案第二版 何道清第1章 传感器的一般特性1-5 某传感器给定精度为2%F·S ，满度值为50mV ，零位值为10mV ，求可能出现的最大误差δ(以mV 计)。
当传感器使用在满量程的1/2和1/8时，计算可能产生的测量百分误差。
由你的计算结果能得出什么结论? 解：满量程（F ▪S ）为50﹣10=40(mV)可能出现的最大误差为：δ＝40⨯2%=0.8(mV)当使用在1/2和1/8满量程时，其测量相对误差分别为：%4%10021408.01=⨯⨯=γ%16%10081408.02=⨯⨯=γ结论：测量值越接近传感器（仪表）的满量程，测量误差越小。
1-6 有两个传感器测量系统，其动态特性可以分别用下面两个微分方程描述，试求这两个系统的时间常数τ和静态灵敏度K 。
1) T y dtdy5105.1330-⨯=+ 式中, y ——输出电压，V ；T ——输入温度，℃。
2) x y dtdy6.92.44.1=+ 式中，y ——输出电压，μV ；x ——输入压力，Pa 。
解：根据题给传感器微分方程，得 (1) τ=30/3=10(s)，K=1.5⨯10-5/3=0.5⨯10-5(V/℃)；(2) τ=1.4/4.2=1/3(s)，K=9.6/4.2=2.29(μV/Pa)。
1-7 已知一热电偶的时间常数τ=10s ，如果用它来测量一台炉子的温度，炉内温度在540℃至500℃之间接近正弦曲线波动，周期为80s ，静态灵敏度K=1。
试求该热电偶输出的最大值和最小值。
以及输入与输出之间的相位差和滞后时间。
解：依题意，炉内温度变化规律可表示为x(t) =520+20sin(ωt)℃由周期T=80s ，则温度变化频率f =1/T ，其相应的圆频率 ω=2πf =2π/80=π/40； 温度传感器（热电偶）对炉内温度的响应y(t)为y(t)=520+Bsin(ωt+ϕ)℃热电偶为一阶传感器，其响应的幅频特性为()()7860104011112022.B A =⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯π+=ωτ+==ω 因此，热电偶输出信号波动幅值为B=20⨯A(ω)=20⨯0.786=15.7℃由此可得输出温度的最大值和最小值分别为y(t)|max =520+B=520+15.7=535.7℃ y(t)|min =520﹣B=520-15.7=504.3℃输出信号的相位差ϕ为ϕ(ω)= -arctan(ωτ)= -arctan(2π/80⨯10)= -38.2︒ 相应的时间滞后为∆t =()s 4.82.3836080=⨯ √1-8 一压电式加速度传感器的动态特性可以用如下的微分方程来描述，即x y dt dy dty d 1010322100.111025.2100.3⨯=⨯+⨯+ 式中，y ——输出电荷量，pC ；x ——输入加速度，m/s 2。
试求其固有振荡频率ωn 和阻尼比ζ。
解: 由题给微分方程可得()()s rad n /105.11/1025.2510⨯=⨯=ω01.011025.22100.3103=⨯⨯⨯⨯=ξ√1-10 用一个一阶传感器系统测量100Hz 的正弦信号时，如幅值误差限制在5%以内，则其时间常数应取多少?若用该系统测试50Hz 的正弦信号，问此时的幅值误差和相位差为多少?解: 根据题意()%51112-≤-+=ωτγ （取等号计算）()0526.195.01%51112==-=+ωτ解出 ωτ =0.3287 所以 ()s 310523.010023287.0/3287.0-⨯=⨯==πωτ当用该系统测试50Hz 的正弦信号时，其幅值误差为()()%32.1110523.050211111232-=-⨯⨯⨯+=-+=-πωτγ相位差为ϕ=﹣arctan(ωτ)=﹣arctan(2π×50×0.523×10-3)=﹣9.3°1-11 一只二阶力传感器系统，已知其固有频率f 0=800Hz ，阻尼比ζ=0.14，现用它作工作频率f =400Hz 的正弦变化的外力测试时，其幅值比A(ω)和相位角ϕ(ω)各为多少；若该传感器的阻尼比ζ=0.7时，其A(ω)和ϕ(ω)又将如何变化?解: 5.08004002200====f f f f n ππωω 所以，当ξ=0.14时()()[]()2222411n n A ωωζωωω+-=()31.15.014.045.0112222=⨯⨯+-=()()()()6.101845.05.015.014.02arctan12arctan22-=-=-⨯⨯-=--=rad n n ωωωωξωφ 当ξ=0.7时()()975.05.07.045.0112222=⨯⨯+-=ωA()()4375.05.015.07.02arctan2-=-=-⨯⨯-=rad ωφ 1-12 用一只时间常数τ=0.318s 的一阶传感器去测量周期分别为1s 、2s 和3s 的正弦信号，问幅值相对误差为多少?解：由一阶传感器的动态误差公式()1112-+=ωτγ由于τ=0.318s()()()()()()()%8.16323133%3.295.022%2.551318.02112111,318.03221-=→=→=→=-=→=→=→=-=-⨯+=→=→=→==γπωγπωπγπωτrad Hz f s T rad Hz f s T rad Hz f s T s1-13 已知某二阶传感器系统的固有频率f 0=10kHz ，阻尼比ζ=0.1，若要求传感器的输出幅值误差小于3%，试确定该传感器的工作频率范围。
解：由f 0=10kHz ，根据二阶传感器误差公式，有()[]()%nn 314112222≤-ωωξ+ωω-=γ()[]()069103141122222..nn =≤ωωξ+ωω-将ζ=0.1代入，整理得()()00645.096.124=+-n n ωωω()舍去388118309271033502..n ..n=ωω⇒=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ωω()kHz f f f f f f o oo n 83.110183.0183.0183.022=⨯==⇒===ππωω√1-14设有两只力传感器均可作为二阶系统来处理，其固有振荡频率分别为800Hz 和1.2kHz ，阻尼比均为0.4。
今欲测量频率为400Hz 正弦变化的外力，应选用哪一只?并计算将产生多少幅度相对误差和相位差。
解：由题意知5.0800/4003/11200/400n ωω===则其动态误差()4.0=ζ()[]()141122221-+-=n nωωζωωγ[]%6.1715.04.045.0112222=-⨯⨯+-=()[]()1314.04311122222-⨯⨯+-=γ =7.76%相位差()()212n115.015.04.02t a n / 1/2tan -⨯⨯-=--=--ωωωωζϕn ()︒-=-=9.2749.0rad ()2123/11314.02tan -⨯⨯-=ϕ-=﹣0.29(rad)=﹣16.6°第2章 电阻应变式传感器√2-5 一应变片的电阻R 0=120Ω，K=2.05，用作应变为800µm/m 的传感元件。
(1)求△R 与△R/R ；(2)若电源电压U i =3V ,求其惠斯通测量电桥的非平衡输出电压U 0。
解：由 K=εRR /∆ ， 得361064.1m10m80005.2K R R -⨯=μμ⨯=ε=∆ 则 ΔR=1.64×10-3 ×R=1.64×10-3 ×120Ω=0.1968Ω其输出电压为()V R R U U i 3301023.11064.1434--⨯=⨯⨯=∆⋅==1.23(mV) 2-6 一试件的轴向应变εx =0.0015，表示多大的微应变(µε)?该试件的轴向相对伸长率为百分之几?解： εx =0.0015=1500×10-6 =1500(με) 由于 εx =Δl/l所以 Δl/l =εx =0.0015=0.15%√2-7 某120Ω电阻应变片的额定功耗为40mW ，如接人等臂直流电桥中，试确定所用的激励电压。
解：由电阻应变片R=120Ω，额定功率P=40mW ，则其额定端电压为U=V PR 19.210401203=⨯⨯=-当其接入等臂电桥中时，电桥的激励电压为 U i =2U=2×2.19=4.38V≈4V2-8 如果将120Ω的应变片贴在柱形弹性试件上，该试件的截面积S=0.5×10-4m 2，材料弹性模量E=2×101l N/m 2。
若由5×104N 的拉力引起应变片电阻变化为1.2Ω，求该应变片的灵敏系数K 。
解：应变片电阻的相对变化为01.010011202.1===∆R R柱形弹性试件的应变为；005.0102105.01051144=⨯⨯⨯⨯===-SE F E σε 应变片的灵敏系数为K=2005.001.0/==∆εRR 2-10 以阻值R=120Ω，灵敏系数K=2.0的电阻应变片与阻值120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为3V ，并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为2µε和2000µε时，分别求出单臂、双臂差动电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。
解：依题意 单臂：()(){)2(,103)2000(,103i o 63ε2.043k ε4U U εεεεu V u V =⨯=⨯--=⨯⨯==差动：()(){)2(,106)2000(,106i o 63ε2.023k ε2U U εεεεu V u V =⨯=⨯--=⨯⨯==灵敏度：()(){单臂差动),/(105.14/),/(1032/ou 66εU K μεμεV kU V kU i i --⨯=⨯===可见，差动工作时，传感器及其测量的灵敏度加倍。
2-11 在材料为钢的实心圆柱试件上，沿轴线和圆周方向各贴一片电阻为120Ω的金属应变片R 1和R 2，把这两应变片接人差动电桥(参看教材图2-11，附下)。
若钢的泊松比µ=0.285，应变片的灵敏系数K=2，电桥的电源电压U i =2V ，当试件受轴向拉伸时，测得应变片R 1的电阻变化值△R=0.48Ω，试求电桥的输出电压U 0；若柱体直径d=10mm ，材料的弹性模量E=2×1011N/m 2，求其所受拉力大小。
图2-11 差动电桥电路解：由∆R 1/R 1=K ε1，则2120/48.0/11=∆=K R R ε=0.002 ε2= -με1= -0.285⨯0.002= -0.00057所以电桥输出电压为()2104εε-=K U U i=2/4 ×2×(0.002+0.00057) =0.00257(V)=2.57(mV) 当柱体直径d=10mm 时，由 ES FE⋅==σε1，得 F=()41010102002.023111-⨯⨯⨯⨯⨯=πεES=3.14×104(N)2-12 一台采用等强度梁的电子称，在梁的上下两面各贴有两片电阻应变片，做成称重传感器，如图2-12（见教材，附下）所示。