习题参考答案2-电阻应变式
传感器原理及其应用(第二版)部分习题答案
24.875
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第1章 传感器的一般特性
4、何为传感器的静态特性？静态特性的主要技术指标有 哪些？ 答：传感器的静态特性是在稳态信号作用下的输入输出 特性。 衡量静态特性的重要指标有灵敏度、线性度、迟滞、重 复性、稳定性等。
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第1章 传感器的一般特性
5、何为传感器的动态特性？动态特性的主要技术指标有 哪些？ 答：传感器的动态特性是传感器在被测量随时间变化的 条件下输入输出关系。动态特性有分为瞬态响应和频率 响应。
第3章 电感式传感器及其应用
(2) 接成单臂电桥后的电桥输出电压值为： U 0 U 2 Z Z 1 2 Z Z 2 1 U 2 Z Z 0 0 Z Z 0 Z Z 0 U 2 2 Z Z 0 2 4 2 1 8 0 5 . 3 5 - 0 . 1 1 7 V
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第1章 传感器的一般特性
3、对某传感器进行特性测定所得到的一组输入—输出数 据如下：
输入x：0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 输出y；2.2 4.8 7.6 9.9 12.6 15.2 17.8 20.1 22.1 试计算该传感器的非线性度和灵敏度。
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第1章 传感器的一般特性
当衔铁移动Δδ时，单端式传感器的灵敏度△L/△δ为：
k L L 0 0 5 0 4 .5 1 1 0 0 2 3 m H 1 0 .8H /m 3 3 .9 1 2 H /m
若做成差动结构形式，根据差动的变隙式的灵敏度公式 有：
k 差 动 L 2 L 0 0 2 0 5 .5 4 1 0 1 0 2 m 3 H 2 1 .6H /m 6 7 .8 2 4 H /m
故将其做成差动结构后，灵敏精品度将提高一倍。
电阻应变式传感器习题
1、一应变片的电阻R0=120Ω，K=，用作应变为800μm/m的传感元件。
(1)求△R与△R/R；(2)若电源电压Ui=3V，求其惠斯通测量电桥的非平衡输出电压U0。
解：(1)△R/R=Kε=μm/106μm=则△R= x R= x 120Ω=Ω(2)2、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=×10-4m2，材料弹性模量E=2×1011N/ m2。
若由5×104N的拉力引起应变片电阻变化了Ω，求该应变片的灵敏系数K。
解：△R/R=120=K=△R/R/ε=23、以阻值R=120Ω，灵敏系数K=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：单臂：双臂：电压灵敏度：4、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R1和R2，把这两应变片接入差动电桥。
若钢的泊松比μ=，应变片的灵敏系数K=2，电桥的电源电压Ui=2V，当试件受轴向拉伸时，测得应变片R1的电阻变化值△R=Ω，试求电桥的输出电压U；若柱体直径d=10mm，材料的弹性模量E=2×1011N/ m2，求其所受拉力大小。
解：由则=所以电桥输出电压为当柱体直径d=10mm时，由，得5、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，当其接入等臂电桥中时，电桥的激励电压为。
传感器与检测技术胡向东第2版习题解答
传感器与检测技术（胡向东，第2版）习题解答王涛第1章概述1.1 什么是传感器？答：传感器是能够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和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。
1.2 传感器的共性是什么？答：传感器的共性就是利用物理定律或物质的物理、化学或生物特性，将非电量（如位移、速度、加速度、力等）输入转换成电量（电压、电流、频率、电荷、电容、电阻等）输出。
1.3 传感器一般由哪几部分组成？答：传感器的基本组成分为敏感元件和转换元件两部分，分别完成检测和转换两个基本功能。
另外还需要信号调理与转换电路，辅助电源。
1.4 传感器是如何分类的？答：传感器可按输入量、输出量、工作原理、基本效应、能量变换关系以及所蕴含的技术特征等分类，其中按输入量和工作原理的分类方式应用较为普遍。
①按传感器的输入量（即被测参数）进行分类按输入量分类的传感器以被测物理量命名，如位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。
②按传感器的工作原理进行分类根据传感器的工作原理（物理定律、物理效应、半导体理论、化学原理等），可以分为电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。
③按传感器的基本效应进行分类根据传感器敏感元件所蕴含的基本效应，可以将传感器分为物理传感器、化学传感器和生物传感器。
1.6 改善传感器性能的技术途径有哪些？答：①差动技术；②平均技术；③补偿与修正技术；④屏蔽、隔离与干扰抑制；⑤稳定性处理。
第2章传感器的基本特性2.1 什么是传感器的静态特性？描述传感器静态特性的主要指标有哪些？答：传感器的静态特性是它在稳态信号作用下的输入、输出关系。
静态特性所描述的传感器的输入-输出关系中不含时间变量。
衡量传感器静态特性的主要指标是线性度、灵敏度、分辨率、迟滞、重复性和漂移。
2.3 利用压力传感器所得测试数据如下表所示，计算非线性误差、迟滞和重复性误差。
《自动检测技术》习题集及部分参考答案
《自动检测技术》习题集及部分参考答案第一章传感器和测量的基本知识§1-1测量的基本概念复习思考题1．测量的定义及其内容是什么？2．直接测量和间接测量的定义是什么？3．直接测量的方法有几种方法？它们各自的定义是什么？4．仪表精度有几个指标？它们各自的定义是什么？（学习指导p1）5．仪表分辨力的定义是什么？作业题1．测量是借助和和，取得被测对象的某个量的大小或符号；或者取得与之间的关系。
（专用技术；设备；实验；计算；一个变量；另一变量）2．测量是将被测量与通过专用的技术和设备进行比表示测量结果时，必须注明（同性质的标准量；比较；标准量倍数；标准量某0的单位）3．直接测量是从事先间的函数关系，先测出，再通过相应的函数关系，被测量的数值。
（分度好的表盘；被测量；某种中间量；中间量；计算出）4．直接测量方法中，又分，和。
（零位法；偏差法；微差法）5．零位法是指在比较仪器中进行，让仪器指零机构，从而确定被测量等于该方法精度（被测量；已知标准量；比较；达到平衡（指零）；已知标准量；较高）6．偏差法是指测量仪表用，直接指出被测量的大小。
该法测量精度一般不高。
（指针、表盘上刻度线位移）7．微差法是和的组合。
先将被测量与一个进行用测出。
（零位法；偏差法；已知标准量；比较；偏差法）8．测量仪表指示值程度的量称为精密度。
测量仪表指示值有规律地称为准确度。
（不一致；偏离真值）9．测量仪表的精确度简称，是和以测量误差的来表示。
（精度；精密度；准确度；相对值）10．显示仪表能够监测到被测量（最小变化）§1-2传感器的一般特性复习思考题1．试述传感器的定义及其在检测中的位置。
2．传感器静态特性和动态特性的定义是什么？3．传感器静态特性的技术指标及其各自的定义是什么？作业题1．传感器是与被测对象接触的环节，它将被测量转换成与机构。
它是检测和控制中最关键的部分。
（最初；被测量有确定对应关系；电量）2．通常用传感器的和来描述传感器输出-输入特性。
传感器技术习题与答案
传感器技术绪论习题一、单项选择题1、下列属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是（ B ）。
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2、通常意义上的传感器包含了敏感元件和（ C ）两个组成部分。
A. 放大电路B. 数据采集电路C. 转换元件D. 滤波元件3、自动控制技术、通信技术、连同计算机技术和（ C ），构成信息技术的完整信息链。
A. 汽车制造技术B. 建筑技术C. 传感技术D.监测技术4、传感器按其敏感的工作原理，可以分为物理型、化学型和（ A ）三大类。
A. 生物型B. 电子型C. 材料型D. 薄膜型5、随着人们对各项产品技术含量的要求的不断提高，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（ B ）。
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6、近年来，仿生传感器的研究越来越热，其主要就是模仿人的（ D ）的传感器。
A. 视觉器官B. 听觉器官C. 嗅觉器官D. 感觉器官7、若将计算机比喻成人的大脑，那么传感器则可以比喻为(B )。
A．眼睛 B. 感觉器官 C. 手 D. 皮肤8、传感器主要完成两个方面的功能：检测和（ D ）。
A. 测量B. 感知C. 信号调节D. 转换9、传感技术与信息学科紧密相连，是（ C ）和自动转换技术的总称。
A. 自动调节B. 自动测量C. 自动检测D. 信息获取10、以下传感器中属于按传感器的工作原理命名的是（ A ）A．应变式传感器 B．速度传感器C．化学型传感器 D．能量控制型传感器二、多项选择题1、传感器在工作过程中，必须满足一些基本的物理定律，其中包含（ABCD）。
A. 能量守恒定律B. 电磁场感应定律C. 欧姆定律D. 胡克定律2、传感技术是一个集物理、化学、材料、器件、电子、生物工程等学科于一体的交叉学科，涉及（ABC ）等多方面的综合技术。
A. 传感检测原理B. 传感器件设计C. 传感器的开发和应用D. 传感器的销售和售后服务3、目前，传感器以及传感技术、自动检测技术都得到了广泛的应用，以下领域采用了传感技术的有：（ ABCD ）。
测试技术基础习题2
《测试技术基础》习题2一、填空题1．电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为输出的装臵。
2．RC低通滤波器中RC值愈，则上截止频率愈低。
3．为了温度变化给应变测量带来的误差，工作应变片与温度补偿应变片应接在桥臂上。
4．测量结果与之差称为。
5．如果一个信号的最高频率为50Hz，为了防止在时域采样过程中出现混叠现象，采样频率应该大于 Hz。
6．测试技术是测量和实验技术的统称。
工程测量可分为和。
7．将电桥接成差动方式可以提高，改善非线性，进行补偿。
8．从已调波中恢复出调制信号的过程是。
9．测试信号中最高频率为100Hz，为了避免混叠，时域中采样的间隔必须小于s。
10．用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。
11．压电式传感器的测量电路（即前臵放大器）有两种形式：放大器和放大器。
12．信号的时域描述，以为独立变量；而信号的频域描述，以为独立变量。
13．对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是对称，虚频谱（相频谱）总是对称。
二、单项选择题1．不能用涡流式传感器进行测量的是（）。
A、位移B、材质鉴别C、探伤D、非金属材料2．半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是（）。
A、长度B、截面积C、电阻率D、体积3．电阻应变片的输入为（）。
A、力B、应变C、速度D、加速度4．调制可以看成是调制信号与载波信号（）。
A、相乘B、相加C、相减D、相除5．对于单向应力状态的测量，贴应变片时，应变片的方向与主应力方向应该相交成（）。
A、0°B、45°C、90°D、30°6．（）用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。
A、传递函数B、互相关函数C、互谱密度函数D、相干函数7．为使电缆的长短不影响压电式传感器的灵敏度，应选用（）放大器。
A、电压B、电荷C、微分D、积分8. 一阶系统的阶跃响应中，超调量（ ）。
A 、存在，但<5％B 、存在，但<1C 、在时间常数很小时存在D 、不存在9．对某二阶系统输入周期信号0()sin x t A t ω=，则其输出信号将保持（ ）。
《传感器技术》第3版课后部分习题解答
潘光勇0909111621 物联网1102班《传感器技术》作业第一章习题一1-1衡量传感器静态特性的主要指标。
说明含义。
1、线性度——表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线之间的吻合（或偏离）程度的指标。
2、回差（滞后）—反应传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程过程中输出-输入曲线的不重合程度。
3、重复性——衡量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全量程连续多次变动时，所得特性曲线间一致程度。
各条特性曲线越靠近，重复性越好。
4、灵敏度——传感器输出量增量与被测输入量增量之比。
5、分辨力——传感器在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化量。
6、阀值——使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值，即零位附近的分辨力。
7、稳定性——即传感器在相当长时间内仍保持其性能的能力。
8、漂移——在一定时间间隔内，传感器输出量存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。
9、静态误差（精度）——传感器在满量程内任一点输出值相对理论值的可能偏离（逼近）程度。
1-2计算传感器线性度的方法，差别。
1、理论直线法：以传感器的理论特性线作为拟合直线，与实际测试值无关。
2、端点直线法：以传感器校准曲线两端点间的连线作为拟合直线。
3、“最佳直线”法：以“最佳直线”作为拟合直线，该直线能保证传感器正反行程校准曲线对它的正负偏差相等并且最小。
这种方法的拟合精度最高。
4、最小二乘法：按最小二乘原理求取拟合直线，该直线能保证传感器校准数据的残差平方和最小。
1—4 传感器有哪些组成部分？在检测过程中各起什么作用？答：传感器通常由敏感元件、传感元件及测量转换电路三部分组成。
各部分在检测过程中所起作用是：敏感元件是在传感器中直接感受被测量，并输出与被测量成一定联系的另一物理量的元件，如电阻式传感器中的弹性敏感元件可将力转换为位移。
传感元件是能将敏感元件的输出量转换为适于传输和测量的电参量的元件，如应变片可将应变转换为电阻量。
《传感器检测技术》复习题库-选择填空新
《传感器检测技术》复习题库一、不定项抉择题（每题5分，共15分）1、随着生活质量的提高，自动干手机已进入家庭，洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干。
手靠近干手机能使传感器工作，是因为（ D ）A ．改变了湿度B ．改变了温度C ．改变了磁场D ．改变了电容2、传感器能感知的输入变化量越小， 表示传感器的（ D ）A ．线性度越好B ．迟滞越小C ．重复性越好D ．分辨力越高4、金属丝应变片在测量构件的应变时，电阻的相对变化要紧由 ( B ) 来决定的。
A 、贴片位置的温度变化B 、 电阻丝几何尺寸的变化C 、电阻丝材料的电阻率变化D 、外接导线的变化5、为消除压电传感器电缆分布电容变化对输出灵敏度的阻碍，可采纳 ( B )。
A 电压放大器；B 电荷放大器；C 前置放大器 ；D 电流放大器6、不能采纳非接触方式测量的传感器是：（ C ）。
A 、霍尔传感器；B 、光电传感器；C 、热电偶；D 、涡流传感器7、通常所说的传感器核心组成部分是指：（ B ）A 、 敏感元件和传感元件B 、敏感元件和转换元件C 、转换元件和调理电路D 、敏感元件、调理电路和电源8、压电加速度计固定在试件上承受振动时，质量块将产生一可变力作用在晶体片上，由于 ( A )效应在晶体片两表面上就有( D )产生。
A 、正压电；B 、逆压电；C 、电压；D 、电荷9、下列四种光电元件中，基于外光电效应的元件是：（C ）A 、光敏二极管B 、硅光电池C 、光电管D 、光导管10、以下关于热电阻与热敏电阻的说法，错误的是：（ D ）A 、热电阻一般采纳纯金属材料，而热敏电阻采纳半导体材料；B 、热电阻的温度−−电阻系数一般是线性的，而热敏电阻的温度−−电阻系数一般是非线性的；C 、热电阻结构简单、体积小，因此能够测量“点温”；而在测温范围内，热电阻的电阻温度系数相对较为稳定；D 、一般说来，热电阻的温度系数比热敏电阻的的温度系数大。
传感器考试试题及答案
传感器原理及其应用习题第1章传感器的一般特性一、选择、填空题1、衡量传感器静态特性的重要指标是_灵敏度______、__线性度_____、____迟滞___、___重复性_____等。
2、通常传感器由＿＿敏感元件＿＿、＿＿转换元件＿＿＿＿、＿转换电路＿＿＿＿三部分组成，是能把外界＿非电量＿转换成＿＿＿电量＿＿＿的器件和装置。
3、传感器的＿＿标定＿＿＿是通过实验建立传感器起输入量与输出量之间的关系，并确定不同使用条件下的误差关系。
4、测量过程中存在着测量误差，按性质可被分为粗大、系统和随机误差三类，其中随机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。
5、一阶传感器的时间常数τ越__________,其响应速度越慢;二阶传感器的固有频率ω0越_________,其工作频带越宽。
6、按所依据的基准直线的不同，传感器的线性度可分为、、、。
7、非线性电位器包括和两种。
8、通常意义上的传感器包含了敏感元件和（C）两个组成部分。
A.放大电路B.数据采集电路C.转换元件D.滤波元件9、若将计算机比喻成人的大脑，那么传感器则可以比喻为(B)。
A．眼睛B.感觉器官C.手D.皮肤10、属于传感器静态特性指标的是（D）?A.固有频率?B.临界频率?C.阻尼比?D.重复性11、衡量传感器静态特性的指标不包括（C）。
A.线性度B.灵敏度C.频域响应D.重复性12、下列对传感器动态特性的描述正确的是（）A一阶传感器的时间常数τ越大,其响应速度越快B二阶传感器的固有频率ω0越小,其工作频带越宽C一阶传感器的时间常数τ越小,其响应速度越快。
D二阶传感器的固有频率ω0越小,其响应速度越快。
二、计算分析题1、什么是传感器？由几部分组成？试画出传感器组成方块图。
2、传感器的静态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义。
作业3、传感器的动态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义第2章电阻应变式传感器一、填空题1、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称__应变_____效应；半导体或固体受到作用力后_电阻率______要发生变化，这种现象称__压阻_____效应。
第2章 电阻式传感器习题
{6、电子秤中所使用的应变片应选择应变片；为提高集成度，测量气体压力应选择；一次性、几百个应力试验测点应选择应变片。
A. 金属丝式B. 金属箔式C. 电阻应变仪D. 固态压阻式传感器7、应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能，选择的测量转换电路。
AA 单臂半桥 B 双臂半桥C全桥四臂全桥8、测量温度不可用传感器。
A. 热电阻B. 热电偶C. 电阻应变片D.热敏电阻A 提高测量灵敏度B 减小非线性误差C 提高电磁兼容性D 减小引线电阻影响、9、MQN型气敏电阻使用时一般随氧气浓度增加，电阻。
灵敏度。
A.减小B. 增大C. 不变10、TiO2型气敏电阻使用时一般随气体浓度增加，电阻。
A.减小B. 增大C. 不变11、湿敏电阻使用时一般随周围环境湿度增加，电阻。
A.减小B. 增大C. 不变12、MQN型气敏电阻可测量的浓度，TiO2型气敏电阻的浓度。
A. CO2B. N2C. 气体打火机间的有害气体D 锅炉烟道中剩余的氧气。
…13、湿敏电阻利用交流电作为激励源是为了。
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14、使用测谎器时，被测人员由于说谎、紧张而手心出汗，可用传感器来测量A应变片B热敏电阻 C 气敏电阻D湿敏电阻15、某NTC的特性如图曲线1所示。
将它与电视机的显像管的灯丝串连，求：（1）指出各曲线代表的电阻。
（2）在室温（25℃）时的阻值为_____Ω，在150℃时的阻值为_____Ω。
（3）电视机上电的瞬间，流过显像管灯丝的电流接近于_____。
当该PTC的温度上升到150℃（PTC与一个专用加热电阻封装在一个壳体内），显像管的【灯丝电流显著_____（增大/减小）。
采用该电路，可以达到使显像管_____（快/慢）启动的目的。
三、问答题1、解释应变效应、压阻效应。
2、电阻应变传感器在单臂电桥测量转换电路在测量时由于温度变化产生误差的过程。
电阻应变式传感器进行温度补偿的方法是什么四、分析与计算题1、有一等截面圆环受力如图所示，为测压力在环内表面贴有四个同类型的应变片，请在图上随意画出环上四应变片的位置编号，并说明各自产生的应变类型及对应变片阻值的影响2、采用阻值R=120 灵敏度系数K=的电阻金属应变片与阻值R=120 的固定电阻组成电桥，供桥电压为10V。
工程测试技术基础习题答案 2
《工程测试技术基础》复习题答案一、选择题1．信息与信号之间的关系是 （ D ）。
A ．信息与信号并列B ．信息与信号无关C ．信息包含信号D ．信息在信号之中2．描述周期信号的数学工具是（ B ）。
A ．相关函数B ．傅氏级数C ． 傅氏变换D ．拉氏变换3． 傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的（ C ）。
A ．相位B ．周期C ．振幅D ．频率4．关于信息和信号，下面的说确的是（ C ）。
A ．信息包含信号B ．信息与信号无关C ．信号是信息的载体D ．信息描述了事物某物理量的变化过程5．多种信号之和的频谱是（ C ）。
A ． 离散的B ．连续的C ．随机性的D ．周期性的6．下列信号中，（ C ）信号的频谱是连续的。
A ．12()sin()sin(3)x t A tB t ωϕωϕ=+++B ．()5sin 303sinx t t =+ C ．0()sin at x t e tω-=⋅ 7．不能用确定函数关系描述的信号是（ C ）。
A ．复杂的周期信号B ．瞬变信号C ．随机信号8．复杂的周期信号的频谱是（ A ）。
A ．离散的B ．连续的C ．δ函数D ．sinc 函数9．数字信号的特性是（ B ）。
A ．时间上离散、幅值上连续B ．时间、幅值上均离散C ．时间、幅值上都连续D ．时间上连续、幅值上量化10．下列函数表达式中，（ B ）是周期信号。
A ．5cos10()0x t ππ ≥⎧= ⎨ ≤⎩当t 0当t 0B ．()5sin 2010cos10)x t t t t ππ=+ (-∞<<+∞C ．()20cos 20()at x t e t t π-= -∞<<+∞D ．()1tx t e τ-=-11．下列信号属周期信号的有（ A ）。
A ．y 1=Sinω0t+ Sinω1tB ．y 2=Con 2t+Sin 23tC ．y 1=Sin 3t+Sin2t12．描述非周期信号的数学工具是（ C ）。
传感器课后习题答案
《传感器与测试技术》计算题 解题指导（仅供参考）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。
衡器计量工习题(附参考答案)
衡器计量工习题（附参考答案）一、单选题（共43题，每题1分，共43分）1.1791年经法国科学院推荐,“米”的定义为地球子午线的（）。
A、三分之一长度的一千万分之一B、子午线长度的一千万分之一C、四分之一长度的一千万分之一D、二分之一长度的一千万分之一正确答案：C2.最大秤量为20t，检定分度值(e)为5kg的电子汽车衡，零点或零点附近的误差可用( )的砝码进行称量，并经计算得出。
A、30eB、10eC、20eD、40e正确答案：B3.首次检定e=5g,Max=15kg，T=-5kg的电子计价秤。
当最大净量值为12.5kg和10kg时，其确定的两个皮重量正确的是( )A、2.5kg, 6kgB、2.5kg,5kgC、2.5 kg, -5kgD、-2.5kg,5kg正确答案：B4.( )是在称量过程中需要人员操作的秤。
A、非自动秤B、自动秤量C、自动秤D、非自动秤量正确答案：A5.在运动速度远远小于光速时，物体的质量永远是( )，不随时间地点和环境条件而变。
A、重量B、变量C、分量D、恒量正确答案：D6.周期检定e=50g的TGT100型台秤时，其称量测试时依次施加的标准砝码是（）。
A、10 kg, 30 kg,50 kg,70 kg, 90 kgB、20 kg, 40 kg,60 kg,80 kg, 100 kgC、0 kg,1 kg, 25 kg, 50 kg, 100 kgD、50 kg,10 kg,20 kg,30 kg,100 kg正确答案：C7.周期检定①级电子天平，最大秤量为200g,e=l0d=lmg, 在0~50g 秤量范围的最大允许误差是( )。
A、土1.0eB、土0.5eC、土2.0eD、土1.5e正确答案：B8.JJG539一1997检定规程规定，检定数字指示秤使用的标准砝码的误差，应不大于秤相应秤量最大允许误差的（）。
A、1899-12-30 04:48:00B、1899-12-30 08:00:00C、1899-12-30 04:00:00D、1899-12-30 02:40:00正确答案：B9.用标准砝码检定最大秤量为100t、分度值为50kg的电子汽车衡，最大秤量重复性测试时，化整前的误差的最大值为-25kg，最小值为-40kg.其化整前的示值的最大值是（）A、65 kgB、99 969 kgC、99 975 kgD、15 kg正确答案：C10.案秤总装配时，秤体上装支重点环与挡刀板，( )上装支重点刀环。
部分习题参考答案(传感器原理及应用,第3章)
部分习题参考答案第3章 电阻应变式传感器3.1 何为电阻应变效应？怎样利用这种效应制成应变片？答：导体在受到拉力或压力的外界力作用时，会产生机械变形，引起导体电阻值的变化，这种导体材料因变形而使其电阻值发生变化的现象称为电阻应变效应。
利用导体材料制作成电阻，将这个电阻粘贴在弹性体上，当外力作用时，使弹性体变形从导致导体的长度l 、截面积S 发生变化，从而引起电阻值R 的变化，外部应力消失，弹性体恢复原状使电阻值也恢复原值，这样通过测量电阻值的变化，检测出外界作用力的大小。
3.2 什么是应变片的灵敏系数？它与金属电阻丝的灵敏系数有何不同？为什么？金属丝灵敏系数0k 主要由材料的几何尺寸决定的。
受力后材料的几何尺寸变化为(12)μ+，电阻率的变化为()//ρρε∆。
而实际应变片的灵敏系数应包括基片、粘合剂以及敏感栅的横向效应。
虽然长度相同，但应变状态不同，金属丝做成成品的应变片（粘贴到试件上）以后，灵敏系数降低了。
3.3 为什么增加应变片两端电阻条的横截面积便能减小横向效应？敏感栅越窄，基长越长的应变片，横向效应越小，因为结构上两端电阻条的横截面积大的应变片横向效应较小。
3.4 金属应变片与半导体应变片在工作原理上有何不同？半导体应变片灵敏系数范围是多少，金属应变片灵敏系数范围是多少？为什么有这种差别，说明其优缺点。
举例说明金属丝电阻应变片与半导体应变片的相同点和不同点。
金属导体应变片的电阻变化是利用机械形变产生的应变效应，对于半导体而言，应变传感器主要是利用半导体材料的压阻效应。
金属电阻丝的灵敏系数可近似写为1+2μ ，灵敏度系数k0=1.5~2； 半导体灵敏系数近似为k0= (Δρ/ρ)/ε =πE ≈50～100。
3.5 一应变片的电阻R=120Ω，灵敏系数k =2.05，用作应变为800/m m μ的传感元件。
求：①R ∆和/R R ∆；② 若电源电压U =3V ，初始平衡时电桥的输出电压U 0。
西北工大-传感器技术应用课后习题答案
项目2电阻式传感器原理与应用1.什么是应变效应？利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。
答：应变效应是指金属丝的电阻值随着它所受的机械形变的大小而发生相应变化的现象。
现有如图2.1.1所示的一根金属电阻丝，其电阻值设为R，电阻率为ρ，截面积为S，长度为l则电阻值的表达式为R＝ρlS当电阻丝受到拉力作用时将沿轴线伸长，伸长量设为△l，横截面积相应减小△S，电阻率的变化设为△ρ，则电阻的相对变化量为∆R R＝∆ρρ+∆ll−∆SS2. 金属电阻应变片与半导体应变片的工作原理有何区别?各有何优缺点?答：金属电阻应变片性能稳定、精度较高，至今还在不断地改进和发展，并在一些高精度应变式传感器中得到了广泛的应用。
这类应变片的主要缺点是应变灵敏系数较小。
半导体应变片灵敏度高，其灵敏系数比金属电阻应变片约高50倍，但稳定性差，容易受到外界温度的干扰。
3.有一金属电阻应变片，其灵敏度K＝2.5，R＝120Ω，设工作时其应变为1200με，则△R是多少?若将此应变片与2V直流电源组成回路，试求无应变时和有应变时回路的电流。
解：∆R=RKε=120×2.5×1200×10−6=0.36Ω，无应变时：电流I=VR =2120=0.01667安培，有应变时：电流I=VR+∆R =2120+0.36=0.01661安培，4.应变片称重传感器，其弹性体为圆柱体．直径D＝100mm，材料弹性模量E＝205×109N／m2，用它称500kN的物体，若用电阻丝式应变片，应变片的灵敏系数K＝2，R＝120Ω，问电阻变化多少?解：直径D＝100mm, 应变ε=FSE =500KNπ10042×10−6×205×109=22050π，∆R=RKε=120×2×22050π=0.0746Ω5.试述应变片温度误差的概念、产生原因和补偿办法。
答：)温度误差由于测量现场环境温度改变而给测量带来的附加误差，称为应变片的温度误差。
习题参考答案2-电阻应变式
二、电阻应变式传感器（二）习 题2-1.一试件受力后的应变为3102-⨯；丝绕应变计的灵敏系数为2，初始阻值120Ω，温度系数C61050-⨯-，线膨胀系数为C 61014-⨯；试件的线膨胀系数为C 61012-⨯。
试求：温度升高20℃时，应变计输出的相对误差。
答：()t S t Ra t K t Rββ∆=∆+-⋅∆ =()C C C C20101410122201050666⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯---- =31008.1-⨯-2-2. 在悬臂梁的上下方各贴一片电阻为120Ω的金属应变片R 1和R 2。
若应变片的灵敏系数k =2，电源电压U =2V ，当悬臂梁顶端受到向下的力F 时，电阻R 1和R 2的变化值ΔR 1 =ΔR 2 =Ω，试求电桥的输出电压。
答：A1R2120124R R U U R R ⎛⎫∆∆∆=- ⎪⎝⎭20.480.4844120120mV ⎡⎤⎛⎫=--= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦解析：参见PPT P23~24，关于电阻应变计的测量电路。
理解电桥的测量原理和计算方法。
2-3.图为一直流应变电桥，图中U =4V ，1234120R R R R ====Ω，试求：① 1R 为金属应变片，其余为外接电阻，当1R 的增量为1 1.2R ∆=Ω时，电桥输出电压U O 。
② 1R 、2R 都是应变片，且批号相同，感应应变的极性和大小都相同，其余为外接电阻，电桥输出电压U O 。
③ 题②中，如果2R 与1R 的感受应变的极性相反，F A且12 1.2R R ∆=∆=Ω，电桥输出电压U O 。
答：①31241123414 1.210444120O R R R R R U U U mV R R R R R ⎛⎫∆∆∆∆∆∆=-+-==⨯= ⎪⎝⎭ 或者更精确地()()()()()()1132411234120 1.212012012049.95120 1.2120120120O R R R R R U U mV R R R R R +∆-+-⨯=⋅=⨯=+∆+++++或者()411311011241113111111R R R R R R U U UR R R R R R R R ∆∆==⎛⎫⎛⎫⎛⎫∆∆++++++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭=② 312412123412044O R R R R R R U U U V R R R R R R ⎛⎫⎛⎫∆∆∆∆∆∆∆=-+-=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭或者3110112234R R R U U R R R R R R ⎛⎫∆+=- ⎪∆+++∆+⎝⎭=0V③3124121234124 1.2 1.220444120120O R R R R R R U U U mVR R R R R R ⎛⎫⎛⎫∆∆∆∆∆∆⎛⎫⎛⎫∆=-+-=-=--= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭或者 3110112234R R R U U R R R R R R ⎛⎫∆+=-⎪∆++-∆+⎝⎭=解析：参见PPT P23~27，关于电阻应变计的测量电路。
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。
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浙江大学电气工程学院10192091 现代传感器技术赵梦恋，吴晓波 2008-2009学年冬学期2008年12月二、电阻应变式传感器（2） 习 题2-1一丝绕应变计的灵敏系数为2，初始阻值100Ω，试求当试件受力后的应变为31.810-⨯时该应变计的电阻变化ΔR 。
答：Ω=⨯⨯⨯=⋅⋅=∆-36.0108.121003εK R R2-2一试件受力后的应变为3102-⨯；丝绕应变计的灵敏系数为2，初始阻值120Ω，温度系数C61050-⨯-，线膨胀系数为C 61014-⨯；试件的线膨胀系数为C61012-⨯。
试求：温度升高20℃时，应变计输出的相对误差和相对热输出。
答：()t S t Ra t K t Rββ∆=∆+-⋅∆ =()C C C C20101410122201050666⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯---- =31008.1-⨯-()43104.521008.1/--⨯-=⨯-=∆=KR R tt ε2-3在悬臂梁的上下方各贴一片电阻为120Ω的金属应变片R 1和R 2。
若应变片的灵敏系数k =2，电源电压U =2V ，当悬臂梁顶端受到向下的力F 时，电阻R 1和R 2的变化值ΔR 1 =ΔR 2 =0.48Ω，试求电桥的输出电压。
答：ACD U OR 4UR 311R R +∆22R R -∆1R 1R ()2R 2R120124R R U U R R ⎛⎫∆∆∆=- ⎪⎝⎭20.480.4844120120mV ⎡⎤⎛⎫=--= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦解析：参见PPT P23~24，关于电阻应变计的测量电路。
理解电桥的测量原理和计算方法。
F2-4图为一直流应变电桥，图中U =4V ，1234120R R R R ====Ω，试求：① 1R 为金属应变片，其余为外接电阻，当1R 的增量为1 1.2R ∆=Ω时，电桥输出电压U O 。
② 1R 、2R 都是应变片，且批号相同，感应应变的极性和大小都相同，其余为外接电阻，电桥输出电压U O 。
③ 题②中，如果2R 与1R 的感受应变的极性相反，且12 1.2R R ∆=∆=Ω，电桥输出电压U O 。
答：①31241123414 1.210444120O R R R R R U U U mV R R R R R ⎛⎫∆∆∆∆∆∆=-+-==⨯= ⎪⎝⎭或者更精确地()()()()()()1132411234120 1.212012012049.95120 1.2120120120O R R R R R U U mV R R R R R +∆-+-⨯=⋅=⨯=+∆+++++或者()411311011241113111111R R R R R R U U UR R R R R R R R ∆∆==⎛⎫⎛⎫⎛⎫∆∆++++++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭=9.95mV② 312412123412044O R R R R R R U U U V R R R R R R ⎛⎫⎛⎫∆∆∆∆∆∆∆=-+-=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭或者3110112234R R R U U R R R R R R ⎛⎫∆+=- ⎪∆+++∆+⎝⎭=0V③3124121234124 1.2 1.220444120120O R R R R R R U U U mVR R R R R R ⎛⎫⎛⎫∆∆∆∆∆∆⎛⎫⎛⎫∆=-+-=-=--= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭或者 3110112234R R R U U R R R R R R ⎛⎫∆+=-⎪∆++-∆+⎝⎭=0.02V解析：参见PPT P23~27，关于电阻应变计的测量电路。
理解电桥的测量原理和计算方法A2-5图3-6为等强度梁测力系统，1R 为电阻应变片，应变片灵敏度系数K =2.05，未受应变时，1R =120Ω，当试件受力F 时，应变片承受平均应变ε=800μm/m ，试求： ① 应变片的电阻变化量1R ∆和电阻相对变化量11/R R ∆ ② 将电阻应变片1R 置于单臂测量电桥，电桥电流电压为直流3V ，求电桥输出电压及电桥非线性误差。
③ 若要减小非线性误差，应采取何种措施？分析其电桥输出电压及非线性误差的大小。
答：① 11/R R K ε∆==2.05×800×10-6=1.64×10-31R ∆=11/R R ∆×1R =1.64×10-3×120Ω=0.1968Ω② 电桥输出电压3131.6410 1.2344O U U K mV ε-∆==⨯⨯= 非线性误差33312411234111.64100.8210222R R R R K e R R R R φε--⎛⎫∆∆∆∆=+++==⨯⨯=⨯ ⎪⎝⎭或者0011011/1/U U R R e U n R R ϕ'-∆==++∆=1111/11/R R R R ∆++∆=0.00082③ 若要减小非线性误差，可采用差动电桥。
在试件上安装两个工作应变片，一个受拉应变，一个受压应变，接入电桥相邻桥臂，称为半桥差动电路，如下图所示，则其输出电压为：3110112234R R R U U R R R R R R ⎛⎫∆+=- ⎪∆++-∆+⎝⎭ 121234R R R R R R ∆=∆==若，，，则得：1012R U U R ∆=3124121234121 02R R R R R R e R R R R R R φ⎛⎫⎛⎫∆∆∆∆∆∆=+++=+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ABCD U OR 4UR 311R R +∆22R R -∆1R 1R ()2R 2RF由上式可知，U o 与11R R ∆呈线性关系，无非线性误差，而且 K u =U /2，比单臂提高了一倍．另有采用高桥臂比的恒电源电路，恒流源补偿电路等方法，具体见PPT 。
请自行对这三种方法进行比较。
解析：参见课本P41关于应变片的工作原理，P53关于电阻应变片的测量电路，理解电桥的测量原理与计算方法。
2-6利用悬臂梁结构可以构成称重传感器。
试就在悬臂梁的上下方各贴一片金属应变片组成差动半桥和各贴二片金属应变片组成差动全桥时的应变电阻片的布贴方式、电桥连接方法和相应的输出电压大小做出说明, 并说明其差动和温度补偿的原理。
答：A 差动半桥在试件上安装两个工作应变片R 1和R 2，一个受拉应变，一个受压应变，接入相邻臂；R 4和R 3横向放置，且与R 1、R 2距离小，用来温度补偿，布贴方式如下左图示。
将应变计按下右图连接，形成差动半桥。
42R假设1234 a b R R R R R R ====，在差动情况下12R R ∆=∆，且符号相反，则()()()()()()113224133124421122341234313111311222O R R R R R R R R R R R R R R U U UR R R R R R R R R R R R R R RU U R R R +∆--∆+∆-+∆∆=⋅=⋅+∆+-∆+++∆+∆∆=⋅=故半桥在差动工作时，输出比单臂时提高了2倍。
现温度变化T ∆，由于温度的影响电阻R 1、R 2、R 3、R 4相应地变化了1t R ∆、2t R ∆、3tR ∆和3t R ∆，则312412341122334412341234123412341234123412344444O t t t t t t t t R R R R U U R R R R R R R R R R R R U K R R R R R R R R R R R R U K R R R R R R R R R R R R U K R R R R εεεεεεεεεεεε⎛⎫∆∆∆∆∆=-+- ⎪⎝⎭⎛⎫∆+∆∆+∆∆+∆∆+∆=-+- ⎪⎝⎭⎡⎤⎛⎫⎛⎫∆∆∆∆∆∆∆∆=-+-+-+-⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦∆∆∆∆=-+-⎛⎫ ⎪⎝⎭（其中i R ε(i =1, 2, 3, 4)为由于应力引起的阻值变化），由于R 1和R 2，R 3和R 4是相同的电阻，且距离近，认为所受温度的影响相同，可以认为1t R ∆＝2t R ∆、3t R ∆＝3t R ∆，所以123412344O R R R R U U K R R R R εεεε⎛⎫∆∆∆∆∆=-+- ⎪⎝⎭由上式可以看出达到了，输出电压与温度无关，温度补偿的目的。
B 差动全桥布贴方式、电桥连接方法如下图所示。
()32R R ()14R R 俯视图正视图()31R R ()24R R A BCD U OU11R R +∆22R R -∆44R R -∆33R R +∆输出电压为()312412341234 44O R R R R U UU K R R R R εεεε⎛⎫∆∆∆∆∆=-+-=-+- ⎪⎝⎭。
2-8一个初始阻值为120Ω的应变片，灵敏度为K=2.0，如果将该应变片用总阻值为12Ω的导线连接到测量系统，求此时应变片的灵敏度K’。
答：KRR K R R∆=∆=ε82.11212101202=+⨯='=∆'∆='∆='R KR KRR R RR RK ε2-9采用四片相同的金属丝应变片（K=2），将其粘贴在如图所示的实心圆柱形测力弹性元件上。
已知力F=10kN ，圆柱横截面半径r=1cm ，材料的弹性模量27/102cm N E -⨯=，泊松比μ=0.3。
（1）画出应变片在圆柱上的粘贴位置及相应的测量桥路原理图。
（2）求各应变片得应变及电阻相对变化量。
（3）若电桥供电电压U=6V ，求桥路输出电压Uo 。
（4）此种测量方法能否补偿环境温度对测量的影响，说明理由。
答：（1） 采用四个相同的应变片，粘贴到测力弹性元件上的位置如图所示，R1、R3沿轴向粘贴，在力F 的作用下产生正的应变，R2、R4沿圆周方向粘贴，在力F 的作用下产生负的应变。
四个应变电阻接入桥路的位置如图所示，如此组成的全桥测量电路具有较高的灵敏度。
（2） 应变片R1、R3产生的应变为εππεε47232311059.110211010-⨯=⨯⨯⨯⨯===E r F 应变片R2、R4产生的应变为εμεεε51421077.4-⨯-=-==应变片R1、R3产生的电阻变化量为%0318.01059.12413311=⨯⨯==∆=∆-εK R R R R 应变片R2、R4产生的电阻变化量为%00954.01077.42524422-=⨯⨯-==∆=∆-εK R R R R （3） 桥路输出电压为()61054.91018.3212454221144332211⨯⨯+⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-∆=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-∆+∆-∆=--R R R R U R R R R R R R R U U o =1.24mV（4） 此种测量方式可以补偿温度变化的影响。