测试技术第四章常用传感器.
测试技术练习题4传感器的应用参考答案
测试技术第5次测验班级: ____________ 姓名: _____________ 序号:、常用压力表分为哪几大类？如何选用压力表量程？试分析电感式和电容式差压计的工作原理（画图）。
1、液柱式压力表、弹性式压力表、活塞式压力表、电测式压力表2、被测压力波动较大或测脉动压力：最大工作压力不应超过仪表满量程的2/3 ；为保证测量准确度：最小工作压力不应低于满量程的1/3 ；优先满足最大工作压力条件。
3、电感式差压传感器工作原理:2 当P l 大于R 时，膜片向下移动，由L=W ^AA关2 系式可知，L i 减小，L 2增加；通过电桥（或调频、调幅等）电路转换成电压来测量厶P,得到流量的大小。
电容式差压传感器工作原理：E *进口压勺 —1LT电扱调幅等）电路转换成电压来测量厶 P 得到流量的大 小。
二、热电偶温度计由哪几部分组成？在使用 热电偶温度计应注意哪些事项？1、热电偶 、测量仪表、补偿导线等组成2、(1) 必须使外接回路的总电阻R 为一定值，住在 表进口压力—'、旷:打二巳二J g LL 2 +进口压/nI IW5- C* ---------------------- o 电容变化何单£抵. 叭T 逬口玉;j 曲;双电扱c —关6当p 1大于臺（时，膜片向下移动，由 系式可知，C1减小，C2增加；通过电桥（或调频、盘上，所以，使用时，需调整R与表盘数值相同，否则会带来系统误差。
(2)仪表分度号应于配的热电偶的分度号相同，分度号标注在表盘上；热电偶、测量仪表、补偿导线等连接时，正接正、负接负。
(3)精度应能满足要求：精度只能达到 1 级。
三、常用流量计分为哪几大类？画出工作原理图，详述差压式流量计、电磁式流量计和涡轮式流量计的工作原理、特点和应用范围。
1 、容积式、差压式、涡轮式、电磁式、转子式、涡街式、靶式等流量计。
2、差压式流量计：工作原理示意图：工作过程：1)当液体Q流经节流装置时，因流速增加导致动压能增加，而静压能下降，在节流装置上下产生一压力差△ P:由上式知，当a、£、d、Y —定时，、p , Q与A P 对应，因此可以通过测量△ P来确定Q2) A P可采用电感式和电容式差压传感器测得。
机械工程测试技术基础常用传感器
05 传感器在机械工程测试中 的案例分析
压力传感器的应用案例
压力传感器在汽车发动机 控制系统中的应用
用于检测气瓶压力，控制燃油喷射和点火时 间，提高发动机性能和燃油经济性。
电容位移传感器
利用电容器极板间距的变化来 测量位移。
电感位移传感器
利用线圈电感的变化来测量位 移。
激光位移传感器
利用激光测距原理来测量物体 的位移。
超声波位移传感器
利用超声波的反射和传播来测 量物体的位移。
传感器在速度测量中的应用
光电转速传感器
利用光电效应来测量转速。
霍尔转速传感器
利用霍尔效应来测量转速。
详细描述
电感式传感器由线圈和磁芯组成，通过改变磁芯的位置或磁导率来改变线圈的电感量，从而检测出被 测量的变化。电感式传感器具有测量精度高、抗干扰能力强、可靠性高等优点，适用于测量位移、角 度、速度等参数。
压电式传感器
总结词
压电式传感器是一种利用压电效应来检 测和测量压力或振动的传感器。
VS
详细描述
振动速度传感器
利用振动元件的振动速度来测量速度。
多普勒速度传感器
利用多普勒效应来测量物体的速度。
传感器在力测量中的应用
应变片力传感器
利用应变片受压变形来测量力的大小。
压电晶体力传感器
利用压电效应将力转换为电信号。
扭矩传感器
压力传感器在气瓶压力中的应用
用于测量旋转轴的扭矩，常用于机械传动 系统。
用于监测气瓶内的压力，确保气瓶在使用 过程中的安全。
稳定性
测试技术参考答案(王世勇-前三章)
第一章 测试技术基础知识1.4 常用的测量结果的表达方式有哪3种？对某量进行了8次测量，测得值分别为：82.40、82.43、82.50、82.48、82.45、82.38、82.42、82.46。
试用第3种表达方式表示其测量结果。
解：1）常用的测量结果的表达方式有基于极限误差的表达方式、基于t 分布的表达方式和基于不确定度的表达方式等3种2）基于不确定度的表达方式可以表示为0x s x x x nσ∧=±=±均值为8118i i x x ===∑82.44标准偏差为821()7ii x x s =-==∑0.04样本平均值x 的标准偏差的无偏估计值为ˆ8x sσ==0.014 所以082.440.014x =±第二章 信号描述与分析2.2 一个周期信号的傅立叶级数展开为12ππ120ππ()4(cos sin )104304n n n n n y t t t ∞==++∑（t 的单位是秒） 求：1）基频0ω；2）信号的周期；3）信号的均值；4）将傅立叶级数表示成只含有正弦项的形式。
解：基波分量为12ππ120ππ()|cos sin 104304n y t t t ==+ 所以：1）基频0π(/)4rad s ω=2）信号的周期02π8()T s ω==3）信号的均值42a = 4）已知 2π120π,1030n n n n a b ==，所以 22222π120π()() 4.00501030n n n n n A a b n π=+=+= 120π30arctan arctan arctan 202π10n n nn bn a ϕ=-=-=-所以有0011π()cos()4 4.0050cos(arctan 20)24n n n n a n y t A n t n t ωϕπ∞∞===++=+-∑∑2.3 某振荡器的位移以100Hz 的频率在2至5mm 之间变化。
传感器与测试技术习题
《传感器与测试技术》第四章4-1 某电容测微仪的传感器为变间隙式电容传感器，其圆形极板半径mm 4=r ，工作初始间隙m m 3.00=δ，问：⑴ 工作时，如果传感器的间隙变化1±=∆δμm ，那么传感器电容量变化多少？ ⑵ 如果测量电路的灵敏度m V/pF 1001=S ，记录仪的灵敏度为m V /52格=S ，当间隙变化1±=∆δμm 时，记录仪的指示变化多少？解：⑴ 变间隙式电容传感器电容量的变化为)m 101()m 103.0(])m 104([)F/m 1085.8(16232312200----⨯±⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∆-≈∆πδδεεA C pF 10943.4F 10943.4315--⨯=⨯≈⑵ 根据⑴的结论，有格格5.2)m V /5()m V/pF 100()pF 10943.4(3≈⨯⨯⨯=∆-4-2 电容传感器中灵敏度最高的是____A______。
A. 极距变化型B. 面积变化型C. 介质变化型4-3 下图为一多极板平板电容器（各极板电容并联），极板之间的有效作用区域为正方形，边长m m 40=a ，极板初始间距m m 2.00=δ。
若用此传感器测量位移x ，试求此传感器的灵敏度（μF/m m ），画出传感器的输入输出特性曲线（极板间为空气，F/m 1085.8120-⨯=ε）。
0δx解：本传感器可看成是三对相同的极板所构成的平板电容器的并联。
总电容量为δεδεε20033a AC == （δ为极板间距）当被测位移x 使δ在0δ附近变化时，传感器的灵敏度近似为F/m m 10062.1F/m 10062.1)102.0()1040(1085.8331292323122020-----⨯-=⨯-=⨯⨯⨯⨯⨯-=-≈=δεδa d dC S 传感器的输入输出特性曲线如下图所示。
0CC 0。
常用传感器及工作原理及应用
常用传感器及工作原理及应用传感器是指能够将其中一种感知量变换成电信号或其他可以辨识的输出信号的装置。
它们广泛应用于工业自动化、环境监测、医疗器械、汽车电子、智能家居以及移动设备等各个领域。
本文将介绍一些常用传感器的工作原理及应用。
1.温度传感器温度传感器用于测量环境的温度。
常见的温度传感器有热电偶、热电阻和半导体温度传感器。
热电偶通过两个不同金属之间的温差来产生电压，热电阻则利用温度对电阻的敏感性来测量温度，而半导体温度传感器则利用半导体材料的特性来测量温度。
温度传感器广泛应用于气象观测、工业生产过程中的温度控制和家电中的温度监测等领域。
2.光敏传感器光敏传感器可以测量光的强度和光的频率。
常见的光敏传感器有光敏电阻、光敏二极管和光敏晶体管。
光敏电阻根据光照的强弱改变电阻值，光敏二极管和光敏晶体管则根据光照的强弱改变电流值。
光敏传感器广泛应用于照明控制、安防监控和光电设备等领域。
3.声音传感器4.湿度传感器湿度传感器可以测量环境中的湿度。
常见的湿度传感器有电容式湿度传感器和电阻式湿度传感器。
电容式湿度传感器利用电容的变化来感应湿度，电阻式湿度传感器则是利用湿度对电阻的敏感性来感应湿度。
湿度传感器广泛应用于气象观测、室内湿度控制和农业领域等。
5.加速度传感器加速度传感器可以测量物体的加速度。
常见的加速度传感器有压电式加速度传感器和微机械式加速度传感器。
压电式加速度传感器利用压电效应来感应加速度，微机械式加速度传感器则是利用微机械结构的变化来感应加速度。
加速度传感器广泛应用于汽车电子、智能手机以及航空航天领域等。
总的来说，传感器在现代社会中扮演着重要的角色，广泛应用于各个领域。
通过测量和感应物理量，传感器能够实现自动化控制、环境监测和智能化等功能，为社会的发展和人们的生活带来了便利和效益。
第四章常用传感器与敏感元件
第四章 常用传感器与敏感元件
当我象嗡嗡作响的陀螺一样高速旋转的时 候，就自然排除了外界各种因素的干扰， 抵抗着外界的压力。
皮埃尔·居里
Pierre Curie
法国 物理学家 1859－1906
China university of petroleum (Huadong)
中国石油大学（华东）机电工程学院1
激光测距传感器
控制和信 息融合计
算机
自主移动装配机器人
装配机械手 力觉传感器 触觉传感器
视觉传感器 超声波传感器
多传感器信息融合自主移动装配机器人
China university of petroleum (Huadong)
自补偿、自诊断、自校正、数据存储、分析、处理、通信
➢ 研究生物感官，开发仿生传感器； ➢ 传感器的集成化和多功能化。
China university of petroleum (Huadong)
中国石油大学（华东）机电工程学院12
机械工程测试技术基础
第四章 常用传感器与敏感元件
（1）机器人中的传感器信息融合
狭义上，非电信号
电信号。
非电量 敏感元件
转换元件
电量 测量电路
China university of petroleum (Huadong)
辅助电源
传感器的组成框图
中国石油大学（华东）机电工程学院5
机械工程测试技术基础
在非电量电测系统中的作用
第四章 常用传感器与敏感元件
被测 对象
非电量
传 感 器
电量 信 电量 号 调 理
机械工程测试技术基础
第四章 常用传感器与敏感元件
第四章 常用传感器与敏感元件
传感器与检测技术-第4章 电容式传感器
4.1 电容式传感器的工作原理和类型
平板电容器是由金属极板及板间电介质构成的。若忽略边缘效应，其 电容量为
改变电容器电容C的方法： 一是为改变介质的介电常数ε； 二是改变形成电容的有效面积S； 三是改变两个极板间的距离d。
电容式传感器基本类型
通过改变电容得到电参数的输出为电容值的增量ΔC，从
• 4.2.1 电容式传感器的等效电路
• 在低频时，传感器电容的阻抗非常大，因此L和r的影响可以忽略。
• 其等效电路可简化为图 b，其中等效电容Ce＝C0 + CP，等效电阻Re≈Rg。 • 在高频时，传感器电容的阻抗就变小了，因此L和r的影响不可忽略，而漏电
阻的影响可以忽略。
• 其等效电路可简化为图c，其中等效电容Ce＝C0+CP，而等效电阻re ≈ rg。
• 在实际应用中，为了提高测量精度，减动极板与定极板之间 的相对面积变化而引起的测量误差，大都采用差动式结构。
• 3．变介电常数型电容传感器
• 变介电常数式电容传感器的极距、有效作用面积不变，被测量 的变化使其极板之间的介质情况发生变化。
• 传感器的总电容量C为两个电容C1和C2的并联结果，即
若传感器的极板为两同心圆筒，传感器的总电容C等于上、下部分电容C1 和C2的并联，即
2．变面积型电容传感器
与变极距型相比，它们的测量范围大。可测较大的线位移或角位移。 平板型电容传感器两极板间的电容量为
• 可见，变面积型电容传感器的输出特性是线性的，适合测量较 大的位移
• 增大极板长度b，减小间距d，可使灵敏度提高
• 极板宽度a的大小不影响灵敏度，但也不能太小，否则边缘影 响增大，非线性将增大。
而完成由被测量到电容量变化的转换。
杭电测试技术第四章习题参考答案
解：(1)若假设电阻应变与钢质弹性元件不粘贴，温度变化20℃之后长度 变化为：
应变片：Ls Ls0 Ls0 s 20 3.2 104 Ls0
Ls (1 3.2 104 )Ls0
弹性元件：Lg Lg0 Lg0 g 20 2.4 104 Lg0
解：（1）
R k 2.05 800106 1.64 103
R R 1.64 103 120 0.1968
（2）
u0
E 4
R R
3 1.64 103 4
1.23mv
u' E( R1 R1 R3 ) 1.229mv
0
R1 R1 R2 R3 R4
非线性误差 L
u0
u' 0
u0
100%
解：参见教材P58
1
第4章 应变式传感器
习题参考答案
4-3 一应变片的电阻R=120Ω,K=2.05,用做最大应变为ε=800μm/m的传
感元件。当弹性体受力变形至最大应变时，
（1）求ΔR和ΔR/R； （2）若将应变片接入电桥单臂，其余桥臂电阻均为120Ω的固定电阻， 供桥电压U=3V，求传感元件最大应变时单臂电桥的输出电压U。和非 线性误差。
Lg (1 2.4 104 )Lg0
5
第4章 应变式传感器
习题参考答案
粘贴在一起后，L s0
Lg0
L0
则附加应变为：
L L0
Ls g L0
8105
附加电阻变化为：R KR0 0.0192
(2)应变片粘贴后的电阻温度系数为：
0 K (s g ) 2.8 105
单位温度变化引起的虚应变为：
0.082%
测量技术面试重点题目54题
测试技术面试重点题目54题！！第一章绪论1.什么是测试？测试方式有哪两种类型?答；测试是测量与试验的概括，是人们借助于一定的装置，获取被测对象有相关信息的过程。
分为：静态测试，被测量（参数）不随时间变化或随时间缓慢变化。
动态测试，被测量（参数）随时间（快速）变化。
2.基本的测试系统由哪几部分组成？答：基本的测试系统由传感器、信号调理装置、显示记录装置三部分组成。
1）传感器：感受被测量的变化并将其转换成为某种易于处理的形式，通常为电量（电压、电流、电荷）或电参数（电阻、电感、电容）。
2）信号调理装置：对传感器的输出做进一步处理（转换、放大、调制与解调、滤波、非线性校正等），以便于显示、记录、分析与处理等。
3）显示记录装置：对传感器获取并经过各种调理后的测试信号进行显示、记录、存储，某些显示记录装置还可对信号进行分析、处理、数据通讯等。
3.测试技术有哪些应用？答：测试技术的主要应用：1）产品的质量检测2）作为闭环测控系统的核心3）过程与设备的工况监测4）工程实验分析。
4.什么是信息、信号、噪声?答：1）信息：既不是物质也不具有能量，存在于某种形式的载体上。
事物运动状态和运动方式的反映。
2）信号：通常是物理、可测的（如电信号、光信号等），通过对信号进行测试、分析，可从信号中提取出有用的信息。
信息的载体。
3）噪声：由测试装置本身内部产生的无用部分称为噪声，信号中除有用信息之外的部分。
5.测试工作的实质（目的任务）?答：测试工作的实质（目的任务)：通过传感器获取与被测参量相对应的测试信号，利用信号调理装置以及计算机分析处理技术，最大限度地排除信号中的各种干扰、噪声，最终不失真地获得关于被测对象的有关信息。
6.测量按测量值获得的方法进行分类有哪些?答：1)直接测量一—指无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测值得测量。
（等精度直接测量和不等精度直接测量）：2)间接测量一—指在直接测量值的基础上，根据已知函数关系，计算被测量的量值的测量；3）组合测量——指将直接测量或间接测量与被测量值之间按已知关系组合成一组方程（函数关系），通过解方程组得到被测值得方法。
《机械工程测试技术基础(第4版)》基本课件第4章
目录
4.1 常用传感器分类 4.2 机械式传感器及仪器 4.3 电阻式、电容式与电感式传感器 4.4 磁电式、压电式与热电式传感器 4.5 光电传感器
目录
4.6 光纤传感器 4.7 半导体传感器 4.8 红外测试系统 4.9 激光测试传感器 4.10 传感器的选用原则
物性型传感器是依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换的。例 如,水银温度计是利用了水银的热胀冷缩性质;压力测力计利用的是石英晶体的压电 效应等。
结构型传感器则是依靠传感器结构参数的变化而实现信号转变的。例如,电容 式传感器依靠极板间距离变化引起电容量的变化;电感式传感器依靠衔铁位移引起 自感或互感的变化。
弹性元件具有蠕变、弹性后效等现象。材料的蠕变与承载时间、载荷大 小、环境温度等因素有关。而弹性后效则与材料应力-松弛和内阻尼等因素 有关。这些现象最终都会影响到输出与输入的线性关系。因此,应用弹性元 件时,应从结构设计、材料选择和处理工艺等方面采取有效措施来改善上述 诸现象产生的影响。
4.2 机械式传感器及仪器
近年来,在自动检测、自动控制技术中广泛应用的微型探测开关亦被 看作机械式传感器。这种开关能把物体的运动、位置或尺寸变化,转换为 接通、断开信号。图4-4表示这种开关中的一种。它由两个簧片组成,在 常态下处于断开状态。当它与磁性块接近时,簧片被磁化而接合,成为接通 状态。只有当钢制工件通过簧片和电磁铁之间时,簧片才会被磁化而接合, 从而表达了有一件工件通过。这类开关,可用于探测物体有无、位置、尺 寸、运动状态等。
工程测量中通常把直接作用于被测量,并能按一定方式将其转换成同种或别种 量值输出的器件,称为传感器。
传感器是测试系统的一部分,其作用类似于人类的感觉器官。它把被测量,如力、 位移、温度等物理量转换为易测信号或易传输信号,传送给测试系统的调理环节。 因而也可以把传感器理解为能将被测量转换为与之对应的,易检测、易传输或易处 理信号的装置。直接受被测量作用的元件称为传感பைடு நூலகம்的敏感元件。
常用传感器技术及应用下载
常用传感器技术及应用下载常用传感器技术及其应用传感器是指能够将外界物理量、化学量、生物量等转化为可使用信号的装置或设备。
它具有广泛的应用领域，涵盖工业自动化、环境监测、医疗诊断、智能家居等等。
下面将介绍几种常用的传感器技术及其应用。
1. 光电传感器光电传感器是利用光电效应来探测物体或环境的传感器。
包括光电管、光敏电阻、光电二极管等。
在工业自动化中，光电传感器常用于物体检测、流水线计数、自动分拣等场景。
在智能家居中，光电传感器可用于感知室内光照强度，实现自动调节灯光等功能。
2. 温度传感器温度传感器是测量物体或环境温度变化的传感器。
包括热电偶、热电阻、红外温度传感器等。
在工业领域，温度传感器广泛应用于温度控制、油温监测、高温报警等场景。
在医疗领域，温度传感器可用于测量体温，监测病人的生理状态。
3. 压力传感器压力传感器是测量物体或环境压力变化的传感器。
包括压阻式传感器、荷兰堡传感器等。
在工业自动化中，压力传感器常用于测量气体或液体的压力，广泛应用于流量计量、液位控制、气压检测等领域。
医疗设备中也会使用压力传感器来监测病人血压、呼吸等生理参数。
4. 加速度传感器加速度传感器是测量物体或环境加速度变化的传感器。
主要用于检测物体的运动状态、振动等。
在汽车领域，加速度传感器常用于车辆碰撞检测、车身稳定控制等功能。
在智能手机中，加速度传感器可用于屏幕旋转、计步器等应用。
5. 气体传感器气体传感器是测量气体成分或浓度的传感器。
常见的气体传感器有可燃气体传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器等。
在环境监测中，气体传感器可以用于检测室内空气质量、燃气泄漏等。
在工业领域，气体传感器可用于检测工业生产过程中的有害气体浓度。
总而言之，传感器技术广泛应用于各个领域，为智能化、自动化发展提供了基础。
除上述提及的光电传感器、温度传感器、压力传感器、加速度传感器和气体传感器外，还有许多其他类型的传感器，如湿度传感器、测距传感器、声音传感器等。
《测试技术》第四章传感器的基本类型及其工作原理解读
三、电位计式传感器
令 R / RL m， Rx / R x
(x 0时, Rx 0; x 1时,
UL
U
1
x mx(1
x)
Rx R)得
U L 与 x 呈非线性关系
电位计式传感器原理图
U Rx
x
R
a
RL UL
非线性相对误差 为：
b
(UL )m0 (UL )m0 100% [1 (UL )m0 ]100%
第一节. 概 述 传感器的组成
敏感元件
被测量
转换元件 辅助电源
基本转换电路
电量
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 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 路参量。
基本转换电路：上述电路参数接入基本转换电路（简称转换电 路），便可转换成电量输出。
第四节. 电容式传感器
三、变介电常数型电容传感器
C 2 h11 2 (h h1)2
ln R
ln R
r
r
2 h2 2 h1(1 2)
ln R
ln R
r
r
容器内介质的介电常数 1
容器上面气体介质介电常数 2
输出电容C与液面高度成线性关系
第四节. 电容式传感器
三、变介电常数型电容传感器 — 应用
积变化 △AA ，电阻率的变化为 △ρ ，相应的电阻变化为 dRdR。对
式 R l 全微分得电阻变化率 dR//RR 为：
s
dR dl 2 dr d Rl r
上式中：dl l 为导体的轴向应变量 l ；dr / r 为导体的横向应变量 r
由材料力学得：l r
式中：μ为材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为 0.3～0.5 左右
测试技术模拟题含答案
测试技术模拟题含答案4常用传感器的变换原理4.1单选题1、导体应变片在外力作用下引起电阻变化的因素主要是（）。
(A)长度；(B)截面积；(C)电阻率；(D)温度2、在位移测量中，（）传感器适用于非接触测量，而且不宜受油污等介质影响。
(A)电容；(B)压电；(C)电阻；(D)电涡流3、面积变化型电容传感器的灵敏度（）。
(A)正比于两块极板之间的线速度；(B)正比于两块极板之间的线位移；(C)正比于两块极板之间的间隙；(D)等于常数4、变极板间隙型电容传感器的输入与输出成（）关系。
(A)正比；(B)线性；(C)反比；(D)平方5、下列第（）组传感器都是把被测量变换为电动势输出的。
(A)热电偶、电涡流、电阻应变；(B)热电偶、霍尔、半导体气敏传感器；(C)硅光电池、霍尔、磁电；(D)压电、霍尔、电感式6、（）传感器适用于几米到几十米的大型机床工作台位移的直线测量。
(A)电涡流；(B)电容；(C)压磁；(D)光栅7、下列第（）组传感器较适用于测量旋转轴的转速。
(A)电涡流、电阻应变、电容；(B)电磁感应、电涡流、光电；(C)硅光电池、霍尔、压磁；(D)压电、霍尔、电感式8、下面对涡流传感器描述正确的是（）。
(A)不受油污等介质影响；(B)它属于接触测量；(C)有高频透射式；(D)有低频反射式9、关于极距变化型电容传感器，（）的说法是错误的。
(A)极板之间的距离越小，灵敏度越高；(B)电容与极板的位移成线性关系(C)采用差动连接方式可以提高灵敏度；(D)测量时，保持极板的覆盖面积不变10、关于可变磁阻式传感器，（）的说法是错误的。
(A)自感与气隙长度成正比例，与气隙导磁截面积成反比例(B)可以把双螺管差动型的线圈做为电桥的两个桥臂(C)采用差动连接方式可以提高灵敏度和线性(D)变气隙型的灵敏度比面积型的灵敏度高11、关于线性可变差动变压器（LVDT）传感器，（）的说法是错误的。
(A)两个次级线圈的参数完全相同；(B)后接电路包括相敏检波器(C)传感器输出的电压是交流量，可以用交流电压表测量铁心位移的极性；(D)在后接电路中，需要补偿零点残余电压4.2填空题1、为了提高变极距型电容传感器的灵敏度，线性度及减小外部条件变化对测量精度的影响，实际应用时常常采用（）工作方式。
测试技术复习资料传感器第四章 考试重点
测试技术传感器第四章题型小结一、选择题1. 电涡流式传感器是利用什么材料的电涡流效应工作的。
（ A ）PVFA. 金属导电B. 半导体C. 非金属D.22. 为消除压电传感器电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响，可采用（B ）。
A. 电压放大器B. 电荷放大器C. 前置放大器D. 电容放大器3. 磁电式绝对振动速度传感器的数学模型是一个（B ）。
A. 一阶环节B. 二阶环节C. 比例环节D. 高阶环节4. 磁电式绝对振动速度传感器的测振频率应（A ）其固有频率。
A. 远高于B. 远低于C. 等于D. 不一定5. 随着电缆电容的增加，压电式加速度计的输出电荷灵敏度将（C ）。
A. 相应减小B. 比例增加C. 保持不变D. 不确定6. 压电式加速度计，其压电片并联时可提高（B ）。
A. 电压灵敏度B. 电荷灵敏度C. 电压和电荷灵敏度D. 保持不变7. 调频式电涡流传感器的解调电路是（C ）。
A. 整流电路B. 相敏检波电路C. 鉴频器D. 包络检波电路8. 压电式加速度传感器的工作频率应该（C ）其固有频率。
A. 远高于B. 等于C. 远低于D. 没有要求9. 下列传感器中哪个是基于压阻效应的？（ B ）A. 金属应变片B. 半导体应变片C. 压敏电阻D. 磁敏电阻10. 压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的（B ）成正比。
A. 位移B. 速度C. 加速度D. 频率11. 石英晶体沿机械轴受到正应力时，则会在垂直于（B ）的表面上产生电荷量。
A. 机械轴B. 电轴C. 光轴D. 晶体表面12. 石英晶体的压电系数比压电陶瓷的（C ）。
A. 大得多B. 相接近C. 小得多D. 不确定13. 光敏晶体管的工作原理是基于（ B ）效应。
A. 外光电B. 内光电C. 光生电动势D. 光热效应14. 一般来说，物性型的传感器，其工作频率范围（A ）。
A. 较宽B. 较窄C. 较高D. 不确定15. 金属丝应变片在测量构件的应变时，电阻的相对变化主要由（B ）来决定的。
第四章 位移传感器
第一节 电容式传感器 （capacitive sensors) 特点：结构简单、灵敏度高、动态响应好、可实现非接触 测量、具有平均效应，能在高温、辐射等恶劣条件工作。 应用：可用来检测位移 、压力等参量。 一、工作原理 从结构上来分有：平板式、园柱式电容器。以平板式电容 器为例：平板电容器的容量
C r 0
螺管式 L=KX 几十毫米 线性灵敏度小
二、互感式传感器(差动变压器) （LVDT） 1.原理： 衔铁位移x变化=>互感（M1，M2）变化,如图所示。
I 1 + U 1 L1
x
R1
M1 L21 + U - 21 + U o L22 M2 + U 22 -
说明： （1）与变压器的区别：变压器：闭合磁路，M 为常数； M f ( x) 。 差动变压器：开磁路， （2）输出端采用“反向串联”：其输出为电压，和差动电 桥方式相比，后者灵敏度低一倍： 反向串联与交流电桥的比较如图所示。
（2）相敏检波电路 交流电桥输出的相量可反映被测量的大小和方向，但用一般 的指示仪表却丢失了方向信号。 当衔铁居中时，Z1=Z2。当Z1↑，Z2↓时：
正半周 Ua正，Ub负 VD1、VD4导通 Ua负，Ub正 VD2、VD3导通
AECB支路： Uc↓ AFDB支路： Ud↑ BCFA支路： ↓ BDEA支路： ↑
E Z1 A +
Z2 U
u0 负 u0
u0 负
负半周
负
同理，当Z1↓，Z2↑时， UO 为正。故UO不仅反映线 圈阻抗变化大小，还能反映 变化方向。
VD1 VD2
C Z3 + B U o Z4 D -
A VD3 F VD4
电大《传感器与检测技术》期末复习题及详细答案参考
基础知识自测题第一章传感器的一般特性1.传感器是检测中首先感受，并将它转换成与有确定对应关系的的器件。
2.传感器的基本特性通常用其特性和特性来描述。
当传感器变换的被测量处于动态时，测得的输出一输入关系称为特性。
3.传感器变换的被测量的数值处在稳定状态下，传感器输出与输入的关系称为传感器的特性，其主要技术指标有：、、和等。
4.传感器实际曲线与理论直线之间的称为传感器的非线性误差，其中的与输出满度值之比称为传感器的。
5.传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，变化量与化量的比值。
对传感器来说，其灵敏度是常数。
6.传感器的动态特性是指传感器测量时，其输出对输入的特性。
7.传感器中直接感受被测量，并输出与被测量成关系的其它量的元件称为元件。
8.只感受由敏感元件输出的，并且与成确定关系的另一种非电量，然后输出电量的元件，称为元件。
第二章电阻式传感器1.电阻应变片是将被测试件上的转换成的传感元件。
2.电阻应变片由、、和等部分组成。
3.应变式传感器中的测量电路是将应变片转换成的变化，以便显示或记录被测非电量的大小。
4.金属电阻应变片敏感栅的形式和材料很多，其中形式以式用的最多，材料以用的最广泛。
5.电阻应变片的工作原理就是依据应变效应建立与变形之间的量值关系而工作的。
6.当应变片主轴线与试件轴线方向一致，且受一维应力时，应变片灵敏系数K是应变片的与试件主应力的之比。
7.电阻应变片中，电阻丝的灵敏系数小于其灵敏系数的现象，称为应变片的横向效应。
8.电阻应变片的温度补偿中，若采用电桥补偿法测量应变片时，工作应变片粘贴在表面上，补偿应变片粘贴在与被测试件完全相同的上，那么补偿应变片不。
9.用弹性元件和及一些附件可以组成应变式传感器.10.应变式传感器按用途划分有：应变式传感器、应变式传感器、应变式传感器等。
11.电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以，同时还能起到的作用。
12.电阻应变片的配用测量电路大都采用交流不平衡电桥，其目的是配接和克服的影响。
传感器及基本特性(第四章-)
迟滞:
➢ 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。 传感器在全量程范围内最大的迟滞差值 与满H量ma程x 输出值之比称为迟滞误差，即
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3） 二阶系统
二阶系统的微分方程为
a2
d
2 y(t) dt 2
a1
dy(t) dt
a0
y(t)
b0 x(t )
二阶系统的微分方程通常改写为
d
2 y(t) dt 2
2n
dy(t) dt
n2
y(t)
n2kx(t)
根据二阶微分方程特征方程根的性质不同， 二阶系统又可分为： ① 二阶惯性系统：其特点是特征方程的根为两个负实根，
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直线拟合方法
a)理论拟合
b)过零旋转拟合
c)端点连线拟合 d)端点连线平移拟合 22
最小二乘法拟合
设拟合直线方程： y=kx+b
若实际校准测试点有n个，则第i 个校准数据与拟合直线上响应 值之间的残差为
y yi
y=kx+b
0
xI
最小二乘拟合法
Δi=yi-(kxi+b)
最小二乘法拟合直线的原理就是使 2i 为最小值，即
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传感器的静态特性指标主要是通过校准试验来获取 的。所谓校准试验，就是在规定的试验条件下，给传 感器加上标准的输入量而测出其相应的输出量。在传 感器的研制过程中可以通过其已知的元部件的静特性， 采用图解法或解析法而求出传感器可能具有的静态特 性。
传感器除了描述输出输入关系的特性之外，还有 与使用条件、使用环境、使用要求等有关的特性。