传感器与检测技术习题解答
(完整word版)传感器与检测技术课后习题答案
第一章
1什么是传感器？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。
2.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壁机器人的力
CCD传感器、用于管道爬
敏、视觉传感器。
研制仿生传感器
研制海洋探测用传感器
研制成分分析用传感器
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。它们的特点是传感器与微型计算机有机结合，构成智能传感器。系统功能最大程度地用
软件实现。
（4）传感器发展集成化：固体功能材料的进一步开发和集成技术的不断发展, 集成化开辟
为传感器了广阔的前景。
（5）多功能与多参数传感器的研究：如同时检测压力、温度和液位的传感器已逐步走向
市场。
3.传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？动态参数
有那些？应如何选择？
传感器与检测技术习题解答
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
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。
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。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。
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。
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
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？
《传感器与检测技术》习题解答
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传感器与检测技术
习题解答
k() 1 k
1
1
1
0
2
2
2
0
2
1
1
1
1
1
f f0
2
2
2
2
f
f
0
1 x2 2 2x2
其中 x f 。 f0
一般地，传感器的工作频率应小于其自有频率，否则相频特性会较差。因此有：
1
1 0.03
1 x2 2 2x2
理论值
-2.7000 0.7300 4.1600 7.5900 11.0200 14.4500
端基法基准直线
误差Δ
非线性
正行程 反行程 误差Δ L
-0.0067 0.0067 0.0000
-0.1267 (0.0533) 0.0900
-0.1667 (0.0733) 0.1200
-0.1633 (0.0767) 0.1200
-2.7700
2．有一个温度传感器，其微分方程为
30 d y 3y 0.15x dt
其中 y 为输出电压（mV），x 为输入温度(OC)，试求该传感器的时间常数τ和静态灵敏度 k。
解：
k b0 0.15 0.05 mv/ OC a0 3
a1 30 10s a0 3
传感器与检测技术习题及答案
传感器与检测技术习题及答案
传感器与检测技术自测练习题1
一、填空
1．传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出与输入的比值。对线性传感器来说，其灵敏度是。
2．铂热电阻的纯度通常用比表示。
3．减少螺线管式差动变压器传感器零点残余电压最有效的办法是尽可能保证传感
器、的相互对称（任填两个）。
4．利用涡流式传感器测量位移时，为了得到较好的线性度和较高的灵敏度，应该让
的距离大大小于。
5．空气介质变间隙式电容传感器中，提高其灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中大都采用式电容传感器。
6．传感器的动态特性是指传感器测量时，其对的响应特性。
7．用热电阻测温时，它在桥路中有不同的接法。工业测量中通常采用制接法。
8．金属电阻应变片敏感栅的形式和材料很多，其形式以式用的多，材料以用的最广泛。
9．单线圈螺线管式电感传感器对比闭磁路变隙式电感传感器的优点是大、好、结构简单和便于操作。
10．螺线管式差动变压器传感器中，零点残余电压是评定差动变压器性能的主要指标之一。它的存在造成传感器在附近灵敏度降低、测量大等。
11．机械弹性敏感元件的灵敏度是指作用下产生的。灵敏度大，表明弹性元件刚度。
12．电阻应变片中，电阻丝敏感栅的灵敏系数小于其电阻丝的灵敏系数的现象，称为应变片的。
13．闭磁路变隙式电感传感器主要由线圈、及铁芯组成。
14．把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据的基本原理制成的，其次级绕组都用形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。
15．对于高频反射式电涡流传感器来说，为了使其具有较高的度，不产生电涡流的透射损耗，要求被测特必须达到一定的度。
传感器与检测技术课后习题答案
第一章
1．什么是传感器？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。2．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。它们的特点是传感器与微型计算机有机结合，构成智能传感器。系统功能最大程度地用软件实现。
（4）传感器发展集成化：固体功能材料的进一步开发和集成技术的不断发展，为传感器集成化开辟了广阔的前景。
（5）多功能与多参数传感器的研究：如同时检测压力、温度和液位的传感器已逐步走向市场。
3．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？动态参数有那些？应如何选择？
《传感器与检测技术》习题解答
习题解答
第一章
1.某压力传感器的校准数据如下表所示：
学会 校准数据列表
压力 （Mpa）
第一次循环
正行程
反行程
输 出 值（mV）
第二次循环
正行程
反行程
第三次循环
正行程
反行程
0.00
-2.73
-2.71
-2.71
-2.68
-2.68
-2.69
0.02
0.56
0.66
0.61
0.68
0.64
圈有效电阻可忽略，求该传感器的灵敏度 kz。 解：
（1）平衡状态下单个线圈的电感量为
L0
N
2
ª « ¬
P 0SR ht
2
Ot 3 3h 2
º » ¼
N
2
ª « ¬
P 0S
(1
h
a)2 t
d12
/
4
2SP 0 ln(d2 / d1
)
t3 3h 2
º » ¼
800 2
u
3.1416
u
(4
u
3.1416
d2 dt
y
2
3.0 u103
dy dt
2.25 u1010
y
11.0 u1010 x
《传感与检测技术》习题及解答
第1章 传感与检测技术基础
第2章 电阻式传感器 第3章 电感式传感器
1、电感式传感器有哪些种类？它们的工作原理分别是什么？
2、说明
3、变气隙长度自感式传感器的输出特性与哪些因素有关？怎样改善其非线性？怎样提高其灵敏度？
答：根据变气隙自感式传感器的计算式：00
022l S W L μ=，线圈自感的大小，即线圈自感
的输出与线圈的匝数、等效截面积S 0和空气中的磁导率有关，还与磁路上空气隙的长度l 0有关；
传感器的非线性误差：%100])([20
0⨯+∆+∆= l l
l l r 。由此可见，要改善非线性，必须使
l l
∆要小，一般控制在0.1~0.2。（因要求传感器的灵敏度不能太小，即初始间隙l 0应尽量小，故l ∆不能过大。）
传感器的灵敏度：2
0022l S W dl dL l L K l ⨯-=≈∆∆≈μ，由此式可以看出，为提高灵敏度可增加线圈匝数W ，增大等效截面积S 0，但这样都会增加传感器的尺寸；同时也可以减小初始间隙l 0，效果最明显。 4、试推导 5、气隙型 6、简述 7、试分析 8、试推导 9、试分析 10、如何通过
11、互感式
12、零点残余电压产生的原因是什么？怎样减小和消除它的影响？
答：在差动式自感传感器和差动变压器中，衔铁位于零点位置时，理论上电桥输出或差动变压器的两个次级线圈反向串接后电压输出为零。但实际输出并不为零，这个电压就是零点残余电压。
残差产生原因：
①由于差动式自感传感器的两个线圈结构上不对称，如几何尺寸不对称、电气参数不
对称。
②存在寄生参数；
③供电电源中有高次谐波，而电桥只能对基波较好地预平衡。
《传感器与检测技术》试卷习题及答案
《传感器与检测技术》试卷习题及答案
一.选择题(每题2分，共计12分)
1．对于一个线性仪表，其线性度为（ D ）。
A．100% B．与输入量呈现线性关系 C．不等于零的常数 D．等于零
2.转子流量计安装时，必须（ A ）安装
A、垂直
B、水平
C、30°倾斜
3. 当把光电池作传感器时，应当把它看作（ B ）
A、电压源
B、电流源
C、电阻器
4、差压式流量计利用节流装置产生压降，管道中流量与压差的关系为（ C ）
A、压差平方根成正比
B、压差成正比
C、压差成反比
5．固态压敏电阻在某一方向上承受应力时，它的电阻值发生显著变化，这是由哪些方面因素发生显著变化而引起的（ B ）。
A．电阻率 B．几何尺寸 C．晶面上电荷 D．极化电荷
6．电阻应变片的初始电阻有多种，其中用得最多的是（ B ）。
A．60Ω B．120Ω C．200Ω D．240Ω
二.填空(每题3分，共计15分)
1．检测仪表中常用测试方法有偏差法、零位法和微差法。
2．电容式传感器的三种工作方式是变间隙、变面积和变介电常数。
3.空气介质变间隙式电容传感器中，提高其灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中大都采用差动式电容传感器。
4．把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据变压器的基本原理制成的，其次级绕组都用差动形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。
5．电容式传感器中，变间隙式一般用来测量微小的位移。
三、简答题（每题8分，共计32分）
1．现对一个量程为60MPa，压力表进行校准，测得数据如下。
试将各校准点的绝对误差和修正值填入上表中，并确定该压力表的精度等级。
传感器与检测技术课后习题答案
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第1章
∴ y 0.68x 0.25
1 0.238 2 0.35 3 0.16
4 0.11 5 0.126 6 0.194
L
Lmax yFS
100%
0.35 5
7%
拟合直线灵敏度 0.68,线性度 ±7%
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第1章
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)
1759,Y3
13009,Y4
1207,Y5
6, 13
5 70 60 90 Y69,Y7 107,Y879,Y9 103,Y10 1
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第2章
答：①在外界温度变化的条件下，由于敏感栅温
度系数t 及栅丝与试件膨胀系数（g与s ）
之差异性而产生虚假应变输出有时会产生与 真实应变同数量级的误差。 ②方法：自补偿法 线路补偿法
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第3章
答：①原因是改变了空气隙长度
②改善方法是让初始空气隙距离尽量小，同时灵
敏度的非线性也将增加，这样的话最好使用差动式
传感器，
S2L0 l0
1l l0
2
l0l
...
其灵敏度增加非线性减少。
传感器与检测技术课后习题和答案(陈杰)
第5章
5.1 磁电式传感器与电感式传感器有哪些不同？磁 电式传感器主要用于测量哪些物理参数？ 5.2 霍尔元件能够测量哪些物理参数？霍尔元件的 不等位电动势的概念是什么？温度补偿的方法有 哪几种？
5.3 简述霍尔效应及构成以及霍尔传感器可能的应 用场合。
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第6章
的固定方法有哪些？
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第11章
11.1 什么是智能传感器？ 11.2 智能传感器有哪些主要功能？有哪些特点？ 11.3 如何获取指纹图像？ 11.4 指纹识别的过程分为哪几步？
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第12章
12.1 传感器静态校准的条件是什么？
12.2 如何确定标定仪器设备的精度等级？
6(l x) x F 2 WEt l 25cm W 6cm
返回
t 3m m E 70105 PaΩ 1 x l 2
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第2章
2.11 图F1-6所示一受拉的10#优质碳素钢杆。试用 允许通过的最大电流为30mA的康铜丝应变片组成 一单臂受感电桥。试求出此电桥空载时的最大可 能的输出电压（应变片的电阻为120Ω ）。
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第2章
2.6 试设计一电位器的电阻RP特性。它能在带负载 情况下给出y=x的线性关系。给定电位器的总电 阻RP=100Ω 。负载电阻RF分别为50Ω 和500Ω 。计 算时取x的间距为0.1,x,y分别为相对输入和相对 输出，如图F1-2所示。 2.7 试设计一分留电阻式非线性电位器的电路及其 参数，要求特性如下图F1-3所示。 2.8 一带负载的线性电位器的总电阻为1000 Ω 。 输出为空载。试用解析和数值方法（可把整个行 程分成10段），求下面两种电路情况下的线性度， 如图F1-4所示。
传感器与检测技术课后习题答案
第一章1．什么是传感器？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。2．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。它们的特点是传感器与微型计算机有机结合，构成智能传感器。系统功能最大程度地用软件实现。
（4）传感器发展集成化：固体功能材料的进一步开发和集成技术的不断发展，为传感器集成化开辟了广阔的前景。
（5）多功能与多参数传感器的研究：如同时检测压力、温度和液位的传感器已逐步走向市场。
3．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？动态参数有那些？应如何选择？
传感器与检测技术胡向东第版习题解答
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、能量变换关系以和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
检测与传感技术练习题及解答
二、电容式传感器作业
CA CB CA CB d2 d1 d2 ε2 ε1 d1 ε2 ε1
x
x
l
x+Δx
x+Δx
l
1、上图为变介电常数式电容传感器 C CO (1 Ax) ，其中 A l ( d 若有 x x ： （1） C ? （2） K ? （3）并如何设计成差动式？ C 解： C CO (1 Ax) 并有 C ' CO [1 A( x x)]
O
UO
U R 6 0.0016V 0.0048V 2 R 2
3、在材料为钢的实心圆柱形试件上，沿轴线和圆周方向各贴一片 电阻为120的金属应变片R1和R2，把这两个应变片接入差动电桥 如右图。若钢的泊松系数 ＝0.285，应变片的灵敏系数k＝2， 电桥电源电压U＝2V，当试件受轴向拉伸时，测得应变片R1 的电 阻变化值 R1 0.48 ，试求电桥的输出电压U0。 解：有轴向形变和径向形变，是半桥双臂， 所以
即
d2 2 d1 2 ( ) 0 N 2 2 1 1 L2 d h 2 2 t＋x ) ( h
2
代入（）式 1
总灵敏度：
du0 k z kt kc u0 / x dx
11
五、热电偶传感器
1 1 1 n 2.8 1020 RH q 0 K H hq0 22 0.1 102 1.62 1019
(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。
传感器及检测技术课后习题及答案
第一章
1．什么是传感器.它由哪几个局部组成.分别起到什么作用.
解：传感器是一种以一定的准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；上述电路参数接入根本转换电路，便可转换成电量输出。2．传感器技术的开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。它们的特点是传感器与微型计算机有机结合，构成智能传感器。系统功能最大程度地用软件实现。
〔4〕传感器开展集成化：固体功能材料的进一步开发和集成技术的不断开展，为传感器集成化开辟了广阔的前景。
〔5〕多功能与多参数传感器的研究：如同时检测压力、温度和液位的传感器已逐步走向市场。
3．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系.静态参数有哪些.各种参数代表什么意义.动态参数有那些.应如何选择.
传感器与自动检测技术课后习题解答
《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；
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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
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。设压力为0MPa时输出为0mV，压力为时输出最大且为。
解：①求非线性误差，首先要求实际特性曲线与拟合直线之间的最大误差，拟合直线在输入量变化不大的条件下，可以用切线或割线拟合、过零旋转拟合、端点平移拟合等来近似地代表实际曲线的一段（多数情况下是用最小二乘法来求出拟合直线）。
（1）端点线性度：
设拟合直线为：y=kx+b,
根据两个端点（0，0）和（，），则拟合直线斜率：
∴*+b=
∴b=0
∴端点拟合直线为y=
在处非线性误差最大
（2）最小二乘线性度： 设拟合直线方程为01y a a x =+， 误差方程01()i i i i i y y y a a x v ∧
∧
-=-+= 令10x a =，21x a =
由已知输入输出数据，根据最小二乘法，有：
直接测量值矩阵0.644.047.4710.9314.45L ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦，系数矩阵10.0210.041
0.0610.081
0.10A ⎡⎤
⎢⎥⎢
⎥
⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦
，被测量估计值矩阵
01a X a ∧
⎡⎤
=⎢⎥⎣⎦
由最小二乘法：''A A X A L ∧
=，有 ∴拟合直线为y=+
答：非线性误差公式：max 0.106
100%100%0.64%16.50
L FS L Y γ∆=±
⨯=⨯=
② 迟滞误差公式：max
100%H FS
H Y γ∆=
⨯， 又∵最大行程最大偏差max H ∆=，∴max 0.1
100%100%0.6%16.50
H FS H Y γ∆=⨯=⨯= ③ 重复性误差公式：max
100%L FS
R Y γ∆=±
⨯， 又∵重复性最大偏差为max R ∆=，∴
max 0.08
100%100%0.48%16.50
L FS R Y γ∆=±
⨯=±⨯=± 用一阶传感器测量100Hz 的正弦信号，如果要求幅值误差限制在±5％以内，时间常数应取多少？如果用该传感器测量50Hz 的正弦信号，其幅值误差和相位误差各为多少？
解：一阶传感器频率响应特性：1
()()1
H j j ωτω=+
幅频特性：()A ω=
由题意有()15%A ω-≤
15%-≤
又22200f T
π
ωππ=
== 所以：0＜τ＜
取τ=，ω=2πf=2π×50=100π
幅值误差：()100% 1.32%A ω∆=
=-
所以有%≤△A(ω)＜0
相位误差：△φ(ω)=-arctan(ωτ)= 所以有≤△φ(ω)＜0
某温度传感器为时间常数τ=3s 的一阶系统，当传感器受突变温度作用后，试求传感器指示出温差的三分之一和二分之一所需的时间。 解：一阶传感器的单位阶跃响应函数为 ∴ln[1()]t
y t τ-=-
∴*ln[1()]t y t τ=--
∴13
12*ln[1]*ln[]3*(0.405465) 1.216433
t s ττ=--=-=--=，
玻璃水银温度计通过玻璃温包将热量传给水银，可用一阶微分方程来表示。现已知某玻璃水银温度计特性的微分方程是
y 代表水银柱高（mm ）, x 代表输入温度（℃）。求该温度计的时间常数及灵敏度。
解：一阶传感器的微分方程为 式中τ——传感器的时间常数；
n S ——传感器的灵敏度。
∴对照玻璃水银温度计特性的微分方程和一阶传感器特性的通用微分方程，有该温度计的时间常数为2s ，灵敏度为1。
某传感器为一阶系统，当受阶跃函数作用时，在t=0时，输出为10mv ；在t=5s 时输出为50mv ；在t →∞时，输出为100mv 。试求该传感器的时间常数。
解：00()()[()()](1)t
y t y t y t y t e τ
-∞-=--，
∴0
0()()5010
ln[1]ln[1]0.587787()()10010
y t y t t y t y t τ∞---=-
=-=---， ∴τ=5/=