《传感器与自动检测技术》习题解答
传感器与自动检测复习题(答案)
一选择题1、半导体应变片具有( A )等优点。
A.灵敏度高B.温度稳定性好C.可靠性高D.接口电路复杂2、常用于测量大位移的传感器有( A )A.感应同步器B.应变电阻式C.霍尔式D.涡流式3、将电阻应变片贴在( C )上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。
A.质量块B.导体C.弹性元件D.机器组件4、半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率( B )A.上升B.迅速下降C.保持不变D.归零5、在以下几种传感器当中( C )属于自发电型传感器。
A、电容式B、电阻式C、压电式D、电感式6、( C )的数值越大,热电偶的输出热电势就越大。
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7、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的( C )。
A、应变效应B、电涡流效应C、压电效应D、逆压电效应8、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中( B )。
A、电容和电感均为变量B、电容是变量，电感保持不变C、电感是变量，电容保持不变D、电容和电感均保持不变9、在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入( C )，可测得最大的容量。
A、塑料薄膜B、干的纸C、湿的纸D、玻璃薄片10、( D )热电阻测量转换电路采用三线制是为了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、减小引线电阻的影响11、当石英晶体受压时，电荷产生在( B )。
A、Z面上B、X面上C、Y面上D、X、Y、Z面上12、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是( C )。
A、悬臂梁B、弹簧管C、实心轴D、圆环13、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14、减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是( C )。
A、减小激励电流B、减小磁感应强度C、使用电桥调零电位器15、发现某检测仪表机箱有麻电感,必须采取( B )措施。
《传感器与自动检测技术》课后习题答案(余成波 主编)
一、1.1什么是传感器？传感器特性在检测技术系统中起什么作用？答：（1）能感受（或响应）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。
（2）传感器是检测系统的第一个环节，其主要作用是将感知的被测非电量按一定的规律转化为某一种量值输出，通常是电信号。
1.2画出传感器系统的组成框图，说明各环节的作用。
答：（1）被测信息→敏感元件→转换元件→信号调理电路→输出信息其中转换元件、信号调理电路都需要再接辅助电源电路；（2）敏感元件：感受被测量并输出与被测量成确定关系的其他量的元件；转换元件：可以直接感受被测量而输出与被测量成确定关系的电量；信号调理电路与转换电路：能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录和控制的有用电路。
1.3什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？如何用公式表征这些性能指标？答：（1）指检测系统的输入、输出信号不随时间变化或变化缓慢时系统所表现出得响应特性。
（2）性能指标有：测量范围、灵敏度、非线性度、回程误差、稳定度和漂移、重复性、分辨率和精确度。
（3）灵敏度：s=&y/&x；非线性度=B/A*100%；回程误差=Hmax/A*100%；不重复性Ex=+-&max/Yfs*100%；精度：A=&A/ Yfs*100%；1.4什么是传感器的灵敏度？灵敏度误差如何表示？答：（1）指传感器在稳定工作情况下输出量变化&y对输入量变化&x的比值；（2）灵敏度越高，测量精度就越大，但灵敏度越高测量范围就越小，稳定性往往就越差。
1.5什么是传感器的线性度？常用的拟合方法有哪几种？答：(1)通常情况下，传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线，在实际工作中，为使仪器（仪表）具有均匀刻度的读数，常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线，线性度就是这个近似程度的一个性能指标。
（2）方法有：将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为一条拟合直线；将与特性曲线上个点偏差的平方和为最小理论直线作为拟合直线，此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。
传感器与自动检测技术课后答案【PPT】共59页
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰 Nhomakorabea▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
《传感器与自动检测技术》习题解答
《传感器与⾃动检测技术》习题解答《传感器与⾃动检测技术》习题解答第1章传感器的基本知识1. 简述传感器的概念、作⽤及组成。
答：传感器的定义是：“能感受（或响应）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”。
作⽤：将被测量转换成与其有⼀定关系的易于处理的电量。
组成：敏感元器件、转换元器件、转换电路及辅助电源。
2. 传感器的分类有哪⼏种？各有什么优缺点？答：传感器常⽤的分类⽅法有两种，⼀种是按被测输⼊量来分，另⼀种是按传感器的⼯作原理来分。
按被测输⼊量来分：这种分类⽅法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。
其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，不便于使⽤者掌握其基本原理及分析⽅法。
按传感器的⼯作原理来分：这种分类的优点是对传感器的⼯作原理表达的⽐较清楚，⽽且类别少，有利于传感器专业⼯作者对传感器进⾏深⼊的研究分析。
其缺点是不便于使⽤者根据⽤途选⽤。
3. 传感器是如何命名的？其代号包括哪⼏部分？在各种⽂件中如何应⽤？答：⼀种传感器产品的名称，应由主题词及4级修饰语构成。
（1）主题词——传感器。
（2）第1级修饰语——被测量，包括修饰被测量的定语。
（3）第2级修饰语——转换原理，⼀般可后续以“式”字。
（4）第3级修饰语——特征描述，指必须强调的传感器结构、性能、材料特征、敏感元件及其他必须的性能特征，⼀般可后续以“型”字。
（5）第4级修饰语——主要技术指标（量程、精确度、灵敏度等）。
本命名法在有关传感器的统计表格、图书索引、检索以及计算机汉字处理等特殊场合使⽤。
例1：传感器，绝对压⼒，应变式，放⼤型，1～3500kPa；例2：传感器，加速度，压电式，±20g。
在技术⽂件、产品样书、学术论⽂、教材及书刊的陈述句⼦中，作为产品名称应采⽤与上述相反的顺序。
例3： 1～3500kPa放⼤型应变式绝对压⼒传感器；例4：±20g压电式加速度传感器。
传感器与自动检测技术习题参考答案
第一章习题参考解1.1 什么是传感器？传感器特性在检测系统中起什么作用？答：传感器（Transducer/sensor）的定义为：“能感受（或响应）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”。
传感器的基本特性是指传感器的输入—输出关系特性，是传感器的内部结构参数作用关系的外部特性表现。
不同的传感器有不同的内部结构参数，这些内部结构参数决定了它们具有不同的外部特性。
对于检测系统来说存在有静态特性和动态特性。
一个高精度的传感器，必须要有良好的静态特性和动态特性，从而确保检测信号（或能量）的无失真转换，使检测结果尽量反映被测量的原始特征。
1.2 画出传感器系统的组成框图，说明各环节的作用。
答：传感器一般由敏感元件、变换元件和其他辅助元件组成，组成框图如图所示。
敏感元件——感受被测量，并输出与被测量成确定关系的其他量的元件，如膜片和波纹管，可以把被测压力变成位移量。
若敏感元件能直接输出电量（如热电偶），就兼为传感元件了。
还有一些新型传感器，如压阻式和谐振式压力传感器、差动变压器式位移传感器等，其敏感元件和传感器就完全是融为一体的。
变换元件——又称传感元件，是传感器的重要组成元件。
它可以直接感受被测量（一般为非电量）而输出与被测量成确定关系的电量，如热电偶和热敏电阻。
传感元件也可以不直接感受被测量，而只感受与被测量成确定关系的其他非电量。
例如差动变压器式压力传感器，并不直接感受压力，而只是感受与被测压力成确定关系的衔铁位移量，然后输出电量。
一般情况下使用的都是这种传感元件。
信号调理与转换电路——能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录和控制的有用信号的电路。
信号调理与转换电路根据传感元件类型的不同有很多种类，常用的电路有电桥、放大器、振荡器和阻抗变换器等。
1.3 什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？如何用公式表征这些性能指标？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。
传感器与自动检测技术课后答案
如果A、B两种导体（热电极）分别与第三种导体C
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第8章
（参考电极）组成的热电偶在结点温度为（T，T0 ）
时分别为EACT, T0和EBC T, T0，那么受相同温度下，
又A、B两热电极配对后的热电势为
E A B T ,T 0 E A C T ,T 0 E B C T ,T 0
b 有一定的可编程自动化能力。包括指令和数据 存储、自动调零、自检等。
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第10章
c 功能广。智能传感器可以有多种形式输出，通 过串口、并口、面板数字控制数或CRT显示，并配打 印机保存资料。
d 功能价格比大。在相同精度条件下，多功能智 能传感器比单功能普通传感器性能价格比大。
答：三条途径：非集成化实现、集成化实现和混合实 现。
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图库
第6章
答：某些电介质在沿一定的方向受到外力的作用变形 时，由于内部电极化现象同时在两个表面上产生符 号相反的电荷，当外力去掉后，恢复到不带电的状 态；而当作用力方向改变时，电荷的极性随着改变。 晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这 种现象称为正压电效应。反之，如对晶体施加一定 变电场，晶体本身将产生机械变形，外电场撤离， 变形也随之消失，称为逆压电效应。
使用时，两片压电芯片上必须有一定的预紧力， 以保证压电组件在工作中始终受到压力作用，同时 可消除两片压电芯片因接触不良而引起的非线性误 差，保证输出信号与输入作用力间的线性关系
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第6章
因此需要测量电路具有无限大的输入阻抗。但实 际上这是不可能的，所以压电传感器不宜作静态测 量，只能在其上加交变力，电荷才能不断得到补充， 并给测量电路一定的电流。故压电传感器只能作动 态测量。
《传感器与检测技术》期末考试试卷及答案51
传感器与自动检测技术一、填空题（每题3分）1.传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、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。
2.金属材料的应变效应是指金属材料在受到外力作用时, 产生机械变形, 导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。
3、半导体材料的压阻效应是半导体材料在受到应力作用后, 其电阻率发生明显变化, 这种现象称为压阻效应。
4.金属丝应变片和半导体应变片比较其相同点是它们都是在外界力作用下产生机械变形, 从而导致材料的电阻发生变化。
5、金属丝应变片和半导体应变片比较其不同点是金属材料的应变效应以机械形变为主, 材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反, 其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主, 而机械形变为辅。
6.金属应变片的灵敏度系数是指金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的灵敏度系数。
7、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。
8、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。
9、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。
10、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器, 传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成, 弹性元件用来感知应变, 电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。
11.应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器, 传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成, 弹性元件用来感知应变, 电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。
12、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器, 传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成, 弹性元件用来感知应变, 电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。
13.应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器, 传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成, 弹性元件用来感知应变, 电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。
传感器与自动检测技术(第2版)余成波—第三章部分答案
《传感器与自动检测技术》作业电信10—2班 马小龙 10061102133.3金属电阻式应变片和半导体电阻应变片在工作原理上有何不同？答：金属电阻式应变片是利用金属材料的电阻定律，应变片的结构尺寸变化时，电阻相应地变化，其电导率P 并未发生变化。
而半导体电阻应变片的工作原理基于材料的压阻效应。
压阻效应又是指当半导体材料的某一轴向受外力作用是，其电导率P 则发生变化的现象。
3.5如下图所示为一直流电桥，供电电源电动势E=3v ，R3=R4=100，R1和R2为相同型号的电阻应变片，其电阻值均为100，灵敏度系数K=2.0.两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的正、反两面。
设等强度梁在变力后产生的应变为5000µε，试求此时电桥输出端电压Uo.解：此电桥为采用全桥工作方式，故5.7410532430=⨯⨯⨯==-U K U εmV 3.6哪些因素引起应变片的温度误差，写出相应误差表达式，并说明电路补偿的原理。
答：（1）由于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差 , 称为应变片的温度误差。
产生应变片温度误差的主要因素有 : a 、电阻温度系数的影响：:敏感栅的电阻丝阻值随温度变化的关系可用下式表示：当温度变化Δ t 时 , 电阻丝电阻的变化值为 ΔRt=Rt- R0= Ro α o Δ t ；b 、试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响 ：当试件与电阻丝材料的线膨胀系数相同时 , 不论环境温度如何变化 , 电阻丝的变形仍和自由状态一样 , 不会产生附加变形。
当试件和电阻丝线膨胀系数不同时 , 由于环境温度的变化 , 电阻丝会产生附加变形 , 从而产生附加电阻。
有：Δ R /Ro=αΔ t 。
(2)电阻应变片的温度补偿方法:电阻应变片的温度补偿方法通常有线路补偿法和应变片自补偿两大类。
1) 线路补偿法 :电桥补偿是最常用的且效果较好的线路补偿法。
图 3 - 4所示是电桥补偿法的原理图。
《传感器与自动检测技术》习题参考答案
《传感器与自动检测技术》习题思考题与习题一1.1什么叫传感器？它通常由哪几部分组成？答：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，称为传感器。
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和响应被测量的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件的感受或响应的被测量转换成适于传输和处理的电信号部分。
1.2简述传感器的分类方法。
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进行分类。
1.3举例说明传感器与检测技术的作用与地位。
答：传感器与检测技术在信息技术领域具有十分重要的基础性地位，推动了现代科学技术的进步，在国民经济中具有“倍增器”作用。
1.与人们日常生活密切相关。
家用电器温度设定、控制、显示；家居防火、防盗、防煤气泄漏；智能家居的灯光控制；居家老人的健康监护等。
2.推进信息化与工业化的深度融合。
工业生产中，借助检测技术，提高自动化程度，提高产品质量，提高经济效益：对工艺参数、成分进行检测与控制；对工业设备运行状态进行监测；对产品质量进行自动测试；对产品数量进行自动计数等。
3.助推智能农业快速发展。
气象预报，温室大棚的温湿度、光照、CO 2、PH 值、风力的测量与控制，水土成分测量与分析；工厂化水产和牲畜养殖环境参数的测量与控制等。
4.是国防现代化的技术保障。
雷达导航，卫星定位系统，航母战斗群及潜艇水下声呐系统测物、测距、测向，现代化战争中目标精确定位、精准打击等。
5.在智能交通中有广泛的应用。
公路交通违章监控、测速、超载称重，轨道交通（高铁、动车、地铁、轻轨、云轨）运营设备在线监测，水运航向、水位、风力、荷载测量，机场危险品检查等。
1.4简述中高档汽车中所使用的各类传感器及其作用。
答：碰撞传感器就是加速度传感器,他的作用是在汽车受到力的碰撞时，加速度传感器给信号使得安全气囊充气保护车上人员的生命安全；座椅占用识别传感器，作用是识别该座椅是否有人乘坐，识别信号传送至安全安全气囊控制模块，在碰撞事故中，安全气变控制模块根据座椅占用识别传感器信号判断该座椅是否有乘员，决定是否触发相关的安全气囊和安全带张紧器；曲轴转速传感器，用于检测发动机转速和判定一缸上止点；凸轮轴位置传感器用于区分一（四）缸压缩上止点；节气门位置传感器用于检测发动机的节气门；水温传感器用于检测发动机冷却温度；进气温度传感器用于检测进气温度；进气歧管绝对压力传感器用于检测气管里的进气压力；空气流量计用于检测进气空气质量；轮速传感器用于检测轮速；车速传感器用于检测车速。
《传感器与自动检测技术》第3版 试卷及答案
《传感器与自动检测技术》课程试题课程名称 传感器与自动检测技术 考试方式 考试类型 考试 所属系部印刷份数适用班级附答题纸 2 页1． 名词解释（30分）(a) 什么叫传感器？有哪几部分组成？其分类方法有哪两种？ (b) 热电偶传感器的工作原理什么？热电势有几部分组成？ (c) 应变效应 (d) 压电效应(e) 什么叫光电效应？分几类？相应的光电器件有哪些？ (f) 试说明爱因斯坦光电效应方程的含义 2． 计算题（70分）（1）用阻值R=120Ω，灵敏系数K=2的金属电阻应变片与阻值R=120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为10V 。
当应变片应变为1000με时，若要使输出电压大于10mV ，则可采用何种接桥方式（设输出阻抗为无穷大）？（2）有一个金属热电阻，分度号为Pt100，采用三线制电桥，R1=R2=R3=100Ω，供电电压为5V 。
1)试画出测试电路。
2) 该电阻是何种材料。
3) 0℃时的阻值 4) –40℃及+40℃时的电阻值（查分度表）5) 计算t=+40℃时电桥的开路输出电压U O （不考虑调零电位器和调满度电位器的影响） （3） 变间隙电容传感器的测量电路为运算放大器电路，如图3-1所示。
传感器的起始电容量C X0=20pF ，定动极板距离d 0=1.5㎜，运算放大器为理想放大器，R f 极大，输入电压u i =5sin ωt （V ）。
求当电容传感器动极板上输入一位移量△x=0.15㎜使d 0减少时，电路输出电压u O 为多少？（4）压电式单向脉动力传感器测一正弦变化的力，压电元件用两片压电陶瓷并联，压电常数为200x10-12C/N ，电荷放大器反馈电容C f =2000pF ，测的输出电压u o =5sin ωt （V ）。
求：1）该压电传感器产生的电荷Q 为多少？ 2）此时作用在其上的正弦脉动力为多少？（5）如图5-1所示为镍铬—镍硅热电偶测温电路，A ＇、B ＇为补偿导线，Cu 为铜导线，已知t 1=40℃， t 2=0℃， t 3=40℃。
传感器与自动检测技术课后答案课件
• 传感器的工作原理 • 常见传感器类型 • 自动检测技术应用 • 传感器与自动检测技术案例分析 • 实践操作与实验指导
01
传感器概述
传感器的定义与分类
定义
传感器是一种能够感知和响应外部刺激的装置，能够将非电量转换为可测量的 电量。
分类
根据不同的分类标准，传感器可以分为多种类型，如按工作原理可分为电阻式、 电容式、电感式、光电式等；按输出信号可分为模拟式和数字式；按用途可分 为压力、温度、湿度、位移等传感器。
压电式传感器
总结词
压电式传感器是利用压电效应来检测物理量的传感器，具有测量精度高、响应速度快、 可靠性高等优点。
详细描述
压电式传感器通常由压电元件和转换电路组成，通过测量压电元件的电压变化来检测压 力、加速度等物理量。其工作原理是将被测量的压力变化转换为压电元件的电压变化，
再通过电路处理输出。
磁电式传感器
自动检测技术应用
工业生产检测
总结词
在工业生产中，自动检测技术用于实 时监测产品质量、设备运行状态和生 产过程中的各种参数，确保生产过程 的稳定性和产品质量。
详细描述
传感器可以检测各种物理量，如温度、 压力、流量、物位等，并将数据传输 到控制系统，以便及时调整工艺参数， 提高生产效率和产品质量。
环境监测
总结词
自动检测技术在环境监测领域的应用， 主要涉及气象、水质、空气质量等方面 的监测，为环境保护和治理提供科学依据。
VS
详细描述
传感器可以实时监测环境中的温度、湿度、 风速、风向、雨量、辐射等参数，以及水 质中的各种污染物含量，并将数据传输到 数据中心进行分析，为环境治理提供决策 支持。
医疗诊断
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《传感器与自动检测技术》习题解答第1章传感器的基本知识1. 简述传感器的概念、作用及组成。
答：传感器的定义是：“能感受（或响应）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”。
作用：将被测量转换成与其有一定关系的易于处理的电量。
组成：敏感元器件、转换元器件、转换电路及辅助电源。
2. 传感器的分类有哪几种？各有什么优缺点？答：传感器常用的分类方法有两种，一种是按被测输入量来分，另一种是按传感器的工作原理来分。
按被测输入量来分：这种分类方法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。
其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，不便于使用者掌握其基本原理及分析方法。
按传感器的工作原理来分：这种分类的优点是对传感器的工作原理表达的比较清楚，而且类别少，有利于传感器专业工作者对传感器进行深入的研究分析。
其缺点是不便于使用者根据用途选用。
3. 传感器是如何命名的？其代号包括哪几部分？在各种文件中如何应用？答：一种传感器产品的名称，应由主题词及4级修饰语构成。
（1）主题词——传感器。
（2）第1级修饰语——被测量，包括修饰被测量的定语。
（3）第2级修饰语——转换原理，一般可后续以“式”字。
（4）第3级修饰语——特征描述，指必须强调的传感器结构、性能、材料特征、敏感元件及其他必须的性能特征，一般可后续以“型”字。
（5）第4级修饰语——主要技术指标（量程、精确度、灵敏度等）。
本命名法在有关传感器的统计表格、图书索引、检索以及计算机汉字处理等特殊场合使用。
例1：传感器，绝对压力，应变式，放大型，1～3500kPa；例2：传感器，加速度，压电式，±20g。
在技术文件、产品样书、学术论文、教材及书刊的陈述句子中，作为产品名称应采用与上述相反的顺序。
例3： 1～3500kPa放大型应变式绝对压力传感器；例4：±20g压电式加速度传感器。
在侧重传感器科学研究的文献、报告及有关教材中，为方便对传感器进行原理及其分类的研究，允许只采用第2级修饰语，省略其他各级修饰语。
传感器代号的标记方法：一般规定用大写汉字拼音字母和阿拉伯数字构成传感器完整代号。
传感器完整代号应包括以下4个部分：（1）主称（传感器）；（2）被测量；（3）转换原理；（4）序号。
4部分代号格式为：4）序号3）转换原理2）被测量1）主称在被测量、转换原理、序号3部分代号之间有连字符“-”连接。
例5：应变式位移传感器，代号为：CWY-YB-10；例6：光纤压力传感器，代号为：CY-GQ-1；例7：温度传感器，代号为：CW-01A；例8：电容式加速度传感器，代号为：CA-DR-2。
有少数代号用其英文的第一个字母表示，如加速度用“A”表示。
4. 传感器的静态性能指标有哪些？其含义是什么？答：传感器的静态特性主要由线性度、灵敏度、重复性、迟滞、分辨力和阈值、稳定性、漂移及量程范围等几种性能指标来描述。
含义：线性度是传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离理论拟合直线的程度，又称非线性误差。
通常用相对误差表示其大小；灵敏度是指传感器在稳态下，输出增量与输入增量的比值。
对于线性传感器，其灵敏度就是它的静态特性曲线的斜率，对于非线性传感器，其灵敏度是一个随工作点而变的变量，它是特性曲线上某一点切线的斜率。
重复性是传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时，所得特性曲线不一致性的程度。
迟滞是传感器在正向行程(输入量增大)和反向行程(输入量减小)期间，输出—输入特性曲线不一致的程度。
有时也用该值相对传感器的分辩力是在规定测量范围内所能检测的输入量的最小变化量min满量程输入值的百分数表示，称为分辨率。
阈值通常又称为死区、失灵区、灵敏限、灵敏阈、钝感区，是输入量由零变化到使输出量开始发生可观变化的输入量的值。
稳定性有短期稳定性和长期稳定性之分。
传感器常用长期稳定性表示，它是指在室温条件下,经过相当长的时间间隔，如一天、一月或一年，传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异。
通常又用其不稳定度来表征其输出的稳定度。
传感器的漂移是指在外界的干扰下，输出量发生与输入量无关的不需要的变化。
漂移包括零点漂移和灵敏度漂移。
零点漂移和灵敏度漂移又可分为时间漂移和温度漂移。
时间漂移是指在规定的条件下，零点或灵敏度随时间而缓慢变化的情况；温度漂移为环境温度变化而引起的零点或灵敏度的变化。
传感器所能测量的最大被测量（输入量）的数值称为测量上限，最小被测量称为测量下限，上限与下限之间的区间，则称为测量范围。
测量范围可能是单向的（只有正向与负向）、也可能是双向的、或双向不对称的和无零值的等。
测量上限与下限的代数和称为量程。
5. 传感器的动态特性主要从哪两方面来描述？采用什么样的激励信号？其含义是什么？答：传感器的动态特性主要从时域和频域两方面来描述，采用瞬态响应法和频率响应法来分析。
通常采用阶跃信号和正弦信号作为激励信号。
以阶跃信号作为系统的输入，研究系统输出波形的方法称为瞬态响应法（时域）；以正弦信号作为系统的输入，研究系统稳态响应的方法称为频率响应法（频域）。
第2章力、压力传感器1.力传感器的组成是什么？答：力传感器主要由力敏感元件、转换元件和测量电路组成。
2.弹性敏感元件的作用是什么？其分类有几种？各有何特点？答：作用：弹性敏感元件把力或压力转换成了应变或位移。
分类：变换力的弹性敏感元件和变换压力的弹性敏感元件。
常用的变换力的弹性敏感元件有圆柱式、圆环式、悬臂梁、扭转轴等。
其特点：（1）圆柱式弹性敏感元件，根据截面形状可分为实心圆柱及空心圆柱等。
结构简单，可承受较大的载荷，便于加工，实心圆柱形可测量大于10kN的力，空心圆柱形可测量1～10kN的力，应力变化均匀。
（2）圆环式弹性敏感元件比圆柱式输出的位移量大，因而具有较高的灵敏度，适用于测量较小的力。
但它的工艺性较差，加工时不易得到较高的精度。
（3）悬臂梁式弹性敏感元件。
它的一端固定，一端自由，结构简单，加工方便，应变和位移较大，适用于测量1～5kN的力。
等截面悬臂梁，梁上各处的变形大小不同，不便于粘贴应变片。
变截面悬臂梁（也称等强度悬臂梁），梁上各处的截面不等，但沿整个长度方向上各处的应变相等，便于粘贴应变片。
（4）扭转轴弹性敏感元件主要用来制作扭矩传感器，它利用扭转轴弹性体把扭矩变换为角位移，再把角位移变换为电信号输出。
3. 电阻应变式传感器的工作原理是什么？它是如何测量试件的应变的？答：电阻应变片式传感器是利用了金属和半导体材料的“应变效应”的原理来工作的。
即金属和半导体材料的电阻值随它承受的机械变形大小而发生变化的现象。
测试时，将应变片用粘接剂牢固的粘贴在被测试件的表面上，随着试件受力变形，应变片的敏感栅也获得同样的变形，从而使其电阻随之发生变化，而此电阻的变化是与试件应变成比例的，因此如果通过一定的测量线路将这种电阻的变化转换为电压或电流变化，然后再用显示记录仪表将其显示记录下来，就能知道被测试件应变量的大小。
其原理图如图2-7所示。
4. 电阻应变式传感器的测量电路有哪些？各有何特点？答：电阻应变片传感器输出电阻的变化较小，一般为4510-⨯～110-Ω，要精确的测量出这些微小电阻的变化，常采用桥式测量电路。
根据电桥电源的不同，电桥可分为直流电桥和交流电桥，可采用恒压源或恒流源供电。
由于直流电桥比较简单，交流电桥原理与它相似，所以我们只分析直流电桥的工作原理。
其特点是，当被测量无变化时，电桥平衡，输出为零。
当被测量发生变化时，电桥平衡被打破，有电压输出，输出的电压与被测量的变化成比例。
根据电桥工作桥臂的不同，分为单臂电桥、差动双臂电桥（半桥）、差动全桥三种类型。
双臂电桥输出灵敏度是单臂电桥的两倍，全桥输出是双臂电桥的两倍。
并且采用双臂和全桥测量，可以补偿由于温度变化引起的测量误差。
5. 电阻应变片为什么要进行温度补偿？补偿方法有哪些？答：电阻应变片传感器是靠电阻值来度量应变的，所以希望它的电阻只随应变而变，不受任何其他因素影响。
但实际上，虽然用作电阻丝材料的铜、康铜温度系数很小(大约在α=(2.5～5.0)×105-/℃)， 但与所测应变电阻的变化比较，仍属同一量级。
如不补偿，会引起很大测量误差。
应变片的温度补偿方法通常有两种，即线路补偿和应变片自补偿。
6. 应变片的粘贴、固化和检查工艺有哪些？应变电阻图2-7 电阻应变片测试与原理图答：应变片的粘贴工艺如下：（1）试件表面的处理 粘贴之前，应先将试件表面清理干净，用细砂纸将试件表面打磨平整，再用丙酮、四氯化碳或佛利昂彻底清洗试件表面的灰尘、油渍，清理面积约为应变片的3～5倍。
（2）确定贴片位置 根据实验要求在试件上划线，以确定贴片的位置。
（3）粘贴 在清理的试件表面上均匀涂刷一薄层粘接剂作为底层，待其干燥固化后，再在此底层及应变片基地的地面上均匀涂刷一薄层粘接剂，等粘接剂稍干，即将应变片贴在画线位置，用手指滚压，把气泡和多余的粘接剂挤出。
注意，应变片的底面也要清理。
（4）固化 粘贴好的应变片按规定压力、升降温度速率及保温时间等进行固化处理。
（5）稳定处理 粘接剂在固化过程中会膨胀和收缩，致使应变片产生残余应力。
为使应变片的工作性能良好，还应进行一次稳定处理，称为后固化处理，即将应变片加温至比最高工作温度高10～20℃，但不用加压。
（6）检查 经固化和稳定处理后，测量应变片的阻值，以检查贴片过程中敏感栅和引线是否损坏。
另外还应测量引线和试件之间的绝缘电阻，一般情况下，绝缘电阻为50兆欧即可，对于高精度测量，则需在2000兆欧以上。
7）引线的焊接与防护 应变片引线最好采用中间连接片应出，引线要适当固定，为了保证应变片工作的长期稳定性，应采取防潮、防水等措施，如在应变片及其引线上涂以石蜡、石蜡松香混合剂、环氧树脂、有机硅、清漆等保护层，或在试件上焊上金属箔，将应变片全部覆盖。
7. 图2-88为一直流应变电桥。
12345,120i U V R R R R =====Ω，试求：（1） 1R 为金属应变片，其余为外接电阻，当1R 变化量为1 1.2R ∆=Ω时，电桥输出电压?o U =（2）12R R 、都是应变片，且批号相同，感受应变的极性和大小都相同，其余为外接电阻，电桥的输出电压?o U =（3） 题（2）中，如果12R R 、感受应变的极性相反，且12 1.2R R ∆=∆=Ω，电桥的输出电压?o U =（4） 由题（1）～（3）能得出什么结论与推论？答：（1）当1R 为金属应变片，其余为外接电阻时，电桥为单臂工作电桥，当1R 变化量为1 1.2R ∆=Ω时，电桥输出电压：图 2-88 直流应变电桥011 1.25=0.0125V =12.5mV 44120i R U U R ∆==⨯⨯（） （2）当12R R 、都是应变片，且批号相同，感受应变的极性和大小都相同，其余为外接电阻时，根据电桥的输出总公式3124012344i U R R R R U R R R R ⎛⎫∆∆∆∆=-+- ⎪⎝⎭可知，此时12=R R R ∆=∆∆，34=0R R ∆=∆。