传感器与检测技术 A
传感器与检测技术英文书籍英语
传感器与检测技术英文书籍英语Sensors and Detection Technologies: A Comprehensive Guide.Introduction.Sensors and detection technologies play a crucial role in various scientific, industrial, and commercial applications. These technologies enable us to measure, monitor, and analyze physical, chemical, and biological parameters in real-time or over time. This guide provides a comprehensive overview of the different types of sensors, their working principles, applications, and advancements in sensing technologies.Types of Sensors.1. Physical Sensors:Pressure sensors: Measure force or pressure applied toan object.Temperature sensors: Detect changes in temperature and provide real-time temperature readings.Position sensors: Determine the position or displacement of an object.Velocity and acceleration sensors: Measure the speed and acceleration of moving objects.2. Chemical Sensors:Gas sensors: Detect and measure the presence and concentration of gases in the environment.Biosensors: Utilize biological recognition elements to detect specific molecules or analytes.Chemical arrays: Employ multiple sensors to provide a comprehensive analysis of chemical composition.3. Biological Sensors:Biosensors: Detect and measure biological substancesor organisms.Microfluidic devices: Enable precise control and manipulation of small fluid volumes for biological analysis.Lab-on-a-chip: Integrate multiple analytical functions into a single portable device.4. Optical Sensors:Optical fiber sensors: Utilize optical fibers to transmit light signals and detect changes in thesurrounding environment.Fiber Bragg grating (FBG) sensors: Measure strain, temperature, and other parameters based on the wavelength shift of reflected light.Surface plasmon resonance (SPR) sensors: Utilize theinteraction of light with metal nanoparticles to detect changes in refractive index caused by specific molecules.Working Principles.Sensors convert physical, chemical, or biological signals into electrical or optical signals. The working principles vary depending on the sensor type:1. Physical Sensors:Piezoelectric sensors: Generate an electrical charge when subjected to mechanical stress or vibration.Thermistors and thermocouples: Change their electrical resistance or generate voltage in response to temperature changes.Potentiometers: Measure position or displacement by varying resistance as a movable contact slides along a resistive element.2. Chemical Sensors:Electrochemical sensors: Utilize electrochemical reactions to generate electrical signals proportional to the analyte concentration.Optical sensors: Detect changes in light absorption, reflection, or fluorescence caused by the presence of specific molecules.3. Biological Sensors:Antibody-based sensors: Employ specific antibodies to bind and detect target molecules or organisms.Nucleic acid-based sensors: Utilize DNA or RNA sequences to detect and analyze specific genetic material.Applications.Sensors and detection technologies find applications in a wide range of fields, including:Environmental monitoring: Air quality, water quality, and soil analysis.Industrial automation: Process control, robotics, and quality assurance.Medical diagnostics: Blood analysis, disease detection, and patient monitoring.Agricultural technology: Crop monitoring, soilnutrient analysis, and pest detection.Aerospace and defense: Navigation, guidance, andtarget detection.Advancements in Sensing Technologies.Miniaturization and integration: Development of smaller, more integrated sensors with improved portability and cost-effectiveness.Enhanced sensitivity and selectivity: Advancements in materials science and signal processing techniques to achieve higher detection limits and reduced false positives.Wireless connectivity: Integration of sensors with wireless communication technologies for remote monitoring and data transmission.Artificial intelligence (AI): Utilization of AI algorithms to enhance sensor performance, analyze data in real-time, and make predictions or recommendations.Conclusion.Sensors and detection technologies are essential tools for scientific research, industrial processes, and various commercial applications. The different types of sensors, their working principles, and recent advancements enable us to gather valuable information, monitor processes, and make informed decisions. Continued research and development in sensing technologies hold the promise of further innovation and expanded capabilities in the future.。
(完整版)传感器与检测技术习题答案
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.传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义?依次为主称（传感器）被测量—转换原理—序号主称——传感器，代号C；被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。
见附录表2；转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。
见附录表3；序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。
若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等，（其中I、Q不用）。
例：应变式位移传感器：C WY-YB-20；光纤压力传感器：C Y-GQ-2。
3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法? 如何进行?答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量。
此时输出电压认可表示为U0，U0=U+△U，其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U 来讲为一小量。
传感器与检测技术试题_有答案
一、名词解释（每题4分）1、电涡流效应2、霍尔效应3、光电效应二、填空（每空1分）1、热电阻传感器可分为__金属热电阻式__和___半导体热电阻式__两大类，前者简称__热电阻__，后者简称_热敏电阻_。
2、基于场的定律的传感器称为__结构型___，基于物质定律的传感器称为___物性型___。
3、传感器动态标定使用的标准激励信号分为两类：__正弦__和__阶跃__。
4、半导体材料的应变电阻效应主要基于__压阻_效应。
5、无外磁场时，霍尔元件在额定控制电流下，两霍尔电极之间的开路电势称为__不等位电势____。
6、逆压电效应又叫__电致伸缩___。
基于该效应的____发生器和_____发生器分别是超声检测和声表面波检测技术及仪器的关键器件。
7、压电陶瓷除了具有压电性，还具有__热释电效应__，因此它可制作热电传感器件而用于红外探测器中。
8、光纤的最初研究是应用于___通讯____领域。
9、将一灵敏度为0.08mV/℃的热电偶与电压表相连接，电压表接线端为25℃，若电压表读数为30mV，热电偶的热端温度为_______。
10、脉冲回波法测厚，已知超声波在工件中的声速5000m/s，测得时间间隔为18μs，工件厚度为___5000*9*10^-6=0.045m____。
11、编码器按结构形式有__直线式__编码器和_旋转式_编码器。
12、热电偶传感器的工作基础是____________，其产生的热电势包括________电势和_______电势两部分。
热电偶的___连接导体___定律是工业上运用补偿导线法进行温度补偿的理论基础；__中间温度__定律为制定分度表奠定了理论基础；__参考电极__定律简化了热电偶的选配工作。
电涡流传感器的线圈与被测物体的距离减少时，互感系数M将。
利用电涡流位移传感器测量转速时，被测轴齿盘的材料必须是导磁体。
利用电磁感应原理将被测非电量如位移、压力、流量等转换成线圈或互感量的变化，这种装置称为电感式传感器。
传感器与检测技术试题及答案(212题)
传感器与检测技术试题及答案（212题）1、己知某温度传感器为时间常数T=3s的一阶系统，当受到突变温度作用后，传感器输出指示温差的三分之一所需的时间为() sA、3B、1C、1.2D、1/3答案内容：C；2、下列传感器中的不属于结构型传感器的是()A、扩散硅压阻式压力传感器。
B、线绕电位器式传感器。
C、应变片式压力传感器。
D、金属丝式传感器。
答案内容：A；3、下列不属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是()。
A、应变式传感器B、化学型传感器C、压电式传感器D、热电式传感器答案内容：B；4、随着人们对各项产品技术含量要求的不断提高，传感器也朝向智能化方面发展。
其中，典型的传感器智能化结构模式是()。
A、传感器+通信技术B、传感器+微处理器C、传感器+多媒体技术D、传感器+计算机答案内容：B；5、（本题为多选题）传感技术的研究内容主要包括：()A、信息获取B、信息转换C、信息处理D、信息传输答案内容：ABC；6、一阶传感器输出达到稳态值的10%到90%所需的时间称为()。
A、延迟时间B、上升时间C、峰值时间D、响应时间答案内容：B；7、传感器的下列指标全部属于静态特性的是()。
A、线性度、灵敏度、阻尼系数B、幅频特性、相频特性、稳态误差C、迟滞、重复性、漂移D、精度、时间常数、重复性答案内容：C；8、传感器的下列指标全部属于动态特性的是()。
A、迟滞、灵敏度、阻尼系数B、幅频特性、相频特性C、重复性、漂移D、精度、时间常数、重复性答案内容：B；9、（本题为多选题）利用霍尔片，我们可以测量一步到位哪些物理量（）。
A、磁场；B、电功率；C、载流子浓度；D、载流子类型。
答案内容：ABCD；10、在整个测量过程中，如果影响和决定误差大小的全部因素(条件)始终保持不变，对同一被测量进行多次重复测量，这样的测量称为()。
A、组合测量.B、静态测量C、等精度测量D、零位式测量答案内容：C；11、下列传感器中的物性型传感器的是()A、扩散硅压阻式压力传感器。
《传感器与检测技术》课后习题答案（大学期末复习资料）
绪论1检测一个圆柱体的直径，请想出尽可能多的检测方法，并分析这些方法中的误差影响因素和大小。
答:a、使用游标卡尺测量，误差主要为人手安放直径相对位置的准确性；b、使用软绳沿直径轴向缠绕，多绕几圈求平均值，利用周长与直径的关系计算，误差主要是缠绕绳与轴线的垂直情况，与游标尺相比，减少了单个测量的误差；c，采用标准件，使用磁力表架进行测量，此种测量精度较高，一般在0.02mm。
2请举例说明动态特性和静态特性的区别。
答：动态特性的函数与时间相关，即时间不同，特征值不尽相同；而静态特性与时间无关。
如，温度传感器的线性度是通过一定时间稳定后才测量温度，而温度变化引起的温度传感器发生变化的滞后则属于动态特性。
3说明传感器与检测技术的发展趋势。
答：a、不断拓展检测范围，努力提高检测精度和可靠性；b、传感器逐渐向集成化、组合式、数字化方向发展；c、重视非接触式检测技术研究；d、检测系统智能化。
4说明频率域分析能解决的问题。
答: 频域描述反映信号的频率组成及幅值、相位关系。
为了解决不同的问题，往往需要掌握信号的不同方面的特征，因而可采用不同的信号描述方式。
例如，评定机器振动烈度，需要振动速度的均方根值作为判据，而在寻找振动源头时则需要掌握振动信号的频率分量，需要采用频域描述。
项目一1设想一个方案使用光电接近开关检测转速。
答：在转轴上粘接一个小面积的反光板，试验光电接近开关的敏感距离，安放光电接近开关，这样，转轴每转一圈，光电开关输出一个脉冲，利用计数器表头，或者人工计数，计量转动圈数的时间，利用转速公式获得转速。
2使用数显表配合接近开关，设计一个方案，检测传送带上的输运物料的个数。
答：在传送带边上设计一个接近开关，并测试其对物料的敏感距离，然后将其信号线按照实训任务中的方法连接，即可在数显表上显示来料个数。
3上网查找一个接近开关的生产厂家，并介绍其生产接近开关的型号和应用场合。
答：/products.asp?id=65，上海巨马。
传感器与检测技术题库及答案
《传感器与检测技术》答案一、名词解释1.传感器传感器是指能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的元件或装置。
2.转换元件转换元件就是敏感元件的输入转换成电参量输出。
3.敏感元件敏感元件是指传感器中能直接感受被测量的变化，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。
4.测量测量是借助专门的技术和仪表设备，采用一定的方法去的某一客观事物定量数据资料的认识过程。
5.检测检测是利用各种物理.化学效应.选择合适的方法与装置，将生产.科研.生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性与定量结果的过程。
6.灵敏度灵敏度是指传感器输出量的增量与引起输出量增量的输入量的增量的比值。
7.测量方法测量所采用的方法。
8.测量误差测量值与被测量的真值之间产生的差异。
9.分辨力分辨力是指传感器能检测到输入量最小变化量的能力。
10.绝对误差绝对误差是指被测量的测量值与被测量的真值之间的差值。
11.满度相对误差满度相对误差γm用绝对误差Δ与仪器满量程Am的百分比表示。
12.标称相对误差标称相对误差γx用绝对误差Δ与测量值Ax的百分比表示。
13.系统误差在相同条件下，多次重复测量同一被测量时，其测量误差的大小和符号保持不变，或在条件改变时，误差按某一确定的规律变化，这种测量误差称为系统误差。
14.随机误差当多次重复测量同一被测量时，若测量误差的大小和符号均以不可预知的方式变化，则该误差称为随机误差。
15.粗大误差明显偏离真值的误差称为粗大误差，也称为过失误差。
16.静态误差当被测量不随时间变化时所产生的误差称为静态误差。
17.动态误差当被测量随时间迅速变化时，系统的输出量在时间上不能与被测量的变化精确吻合，这种误差称为动态误差。
18.直接测量直接测量法是指在使用仪表或传感器进行测量时，不需要经过任何运算就能直接从仪表或传感器上读出测量结果的方法。
19.间接测量间接测量法是指用直接测量法测得与被测量有确切函数关系的一些物理量，通过计算求得被测量的方法。
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】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。
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9.光栅传感器是根理制成的一种脉冲输出数字式传感器。
二、1.传感器：能感受规定的被测量，按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。
2.应力：截面积为s的物体收到外力f的作用并处于平衡状态时，在物体单位截面积上引起的内力。
3.体积流量：单位时间内通过某截面的流体的体积。
（m3/s）4.物位:各种容器设备中液体介质页面的高低、两种不容液体介质的分界面的高低和固体粉末状颗粒物料的堆积高度总称。
5.固体的湿度：物质中所含水分的百分数。
三、1.应变式传感器中，弹性敏感元件的作用是什么？敏感元件的作用：将力、力矩、压力、温度等物理量变换成位移、转角或应变
2.什么是压电效应？压电材料常有哪几种？压电效应：某些电介质受到一定方向外力作用而变形时，其内部便产生计划现象，在他们上下表面会产生符号相反地等量电荷，外力方向改变时，表面产生的电荷极性也随之改变，外力消失后又恢复不带电状态。
压电材料有石英晶体、压电陶瓷、压电薄膜。
3.什么是霍尔效应？霍尔传感器由哪几部分组成？霍尔效应：在通有电流的金属板上加一匀强磁场，当电流方向与磁场方向垂直时，在与电流和磁场都垂直的金属板的两个表面间出现电势差。
霍尔传感器由霍尔元件、磁场、和电源构成。
4.什么是热电效应？热电偶的参考端温度处理方法有哪几种？热电效应：两种不同导体A、B两端连接在一起组成闭合回路，并使两端处于不同温度环境，在回路中会产生热电动势而形成电流。
热电偶的参考端温度处理方法有：1、参考端恒温法、2.补偿导线法、3、热电动势修正法、4、电桥补偿法。
四、1.有一圆杆件，直径D=1.6cm，长度l＝1m，外施拉力F=9800N,杆件绝对伸长Δl＝0.1cm。
（1）求材料的弹性模量？
（2）若材料泊松比μ＝0.3，求杆件的横向应变及拉伸后的直径是多少？
（3）将两片PZ-120型应变片（K=2）贴在杆件上，其中R1沿轴向粘贴，R2沿圆周方向粘贴，试求在该拉伸条件下，R1 和R2各为多少欧姆？
解：（1）（1）求材料的弹性模量
σ=S
F
=
2
2)
10
2
6.1
(
19600
-
⨯
⨯
π
=
6
10
64
14
.3
19600
-
⨯
⨯=
10
10
96
.
200
96
.1
⨯
≈
7
10
75
.9⨯
ε=l
l∆
=
2
10
1.02-
⨯
=5×10-4由σ=Eε得
E=ε
σ
=
4
7
10
5
10
75
.9
-
⨯
⨯
≈1.95×1011（N/m2）外光电效应和内光电效应两种类型；外光电效应生成光敏二极管、光
电倍增管及紫外线传感器；内光电效应有：（1）光电导效应生成光敏电阻（2）光电动势效应生成光电池、光敏二极管、光敏晶体管和光敏晶闸管等；（3）光的热电效应生成热释电传感器。
（2）求杆件的横向应变及杆件拉伸后的直径
由εr=
μ
-
=
∆
r
r
εl 得εr=-µεl = -0.3×5×10-4=-1.5×10-4设杆件拉伸后的直径为D´则D´=D+2△r=
D+2εr r=D（1+2εr）=1.6×（1-2
⨯1.5×10-4）=1.6×0.9997=1.59952（cm）
(3)根据
εK
R
R
=
∆
，查表2-1得K≈2
R1=R（1+Kε）=120×（1+2×5。