传感器原理第11章综合练习题答案
传感器题库及答案
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第一章检测技术的基本概念
一、填空题：
1、传感器有、、组成
2、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出与输入的比值。
3、从输出曲线看，曲线越陡，灵敏度。
4、下面公式是计算传感器的。
9)-(1 %100min
max max L L ?-=y y Δγ 5
12 3、456789
三、判断题
1、回差在数值上等于不灵敏度 ( )
2、灵敏度越大，仪表越灵敏（）
3、同一台仪表，不同的输入输出段灵敏度不同（）
4、灵敏度其实就是放大倍数（）
5、测量值小数点后位数越多，说明数据越准确（）
6、测量数据中所有的非零数字都是有效数字（）
7、测量结果中小数点后最末位的零数字为无效数字（）
四、问答题
1、什么是传感器的静态特性，有哪些指标。
答：指传感器的静态输入、输出特性。有灵敏度、分辨力、线性度、迟滞、稳定性、电磁兼容性、可靠性。
2、产生随机误差的原因是什么，如何减小随机误差对测量结果的影响。
答：是测量中独立的、微小的、偶然的因素引起的结果。既不能用实验的方法消除，也不能修正。可以通过增加测量次数，利用概率论的一些理论和统计学的方法进行数据结果处理，服从正态分布。
3、系统误差分几类，怎样减小系统误差。
答：分为恒值误差，例如刻度盘分度差错。变值误差，环境温度的影响、零点漂移等。系统误差有规律。可以通过实验的方法引入修正值的方法计算修正，也可以重新调整测量仪表的有关部件予以剔除。
4、如何判断系统中存在粗大误差。
答：粗大误差是测量人员的粗心大意及电子测量仪器收到突然强大的干扰所引起的，粗大误差明显超过正常条件下的误差。
传感器原理及工程应用完整版习题参考答案
《传感器原理及工程应用》完整版习题答案第1章传感与检测技术的理论基础（P26）
1—1:测量的定义？
答：测量是以确定被测量的值或获取测量结果为目的的一系列操作。所以，测量也就是将被测量与同种性质的标准量进行比较，确定被测量对标准量的倍数。
1 —
2 :什么是测量值的绝对误差、相对误差、引用误差？
答：绝对误差是测量结果与真值之差，
即：绝对误差=测量值一真值
相对误差是绝对误差与被测量真值之比，常用绝对误差与测量值之比，以百分数表示，
即：相对误差=绝对误差/测量值X100%
引用误差是绝对误差与量程之比，以百分数表示，
即：引用误差=绝对误差/量程100%
示值为142kPa，求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。
解: 已知：真值L = 140kPa
测量值x= 142kPa
测量上限=150kPa
测量下限=—50kPa
绝对误差△ = x-L=142-140=2(kPa)
实际相对误差
=—=2「43%
L 140
标称相对误差—— 1.41% x 142
引用误差
2 =测量上限—测量下限'150 —
1 —10 对某节流元件（孔板）开孔直径d20的尺寸进行了15次测量，测量数据如下（单位: mm）:
120.42120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 120.30 120.40
120.43120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40
用测量范围为—50〜150kPa的压力传感器测量140kPa的压力时，传感器测得
试用格拉布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差，并写出其测量结果。
传感器原理及应用第三版习题答案
传感器技术习题解答
第一章传感器的一般特性
1－1：答：传感器在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系称为传感器的静态特性；其主要指标有线性度、灵敏度、精确度、最小检测量和分辨力、迟滞、重复性、零点漂移、温漂。
1－2：答：（1）动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性；
（2）描述动态特性的指标：对一阶传感器：时间常数
对二阶传感器：固有频率、阻尼比。
1－3：答：传感器的精度等级是允许的最大绝对误差相对于其测量范围的百分数，即
A＝ΔA/Y FS＊100％
1－4；答：（1）：传感器标定曲线与拟合直线的最大偏差与满量程输出值的百分比叫传感器的线性度；（2）拟合直线的常用求法有：端基法和最小二5乘法。
1－5：答：由一阶传感器频率传递函数w(jw)=K/(1+jωη),确定输出信号失真、测量结果在所要求精度的工作段，即由B/A=K/(1+(ωη)2)1/2,从而确定ω，进而求出f=ω/(2π).
1－6：答：若某传感器的位移特性曲线方程为y1=a0+a1x+a2x2+a3x3+…….
让另一传感器感受相反方向的位移，其特性曲线方程为y2=a0－a1x＋a2x2－a3x3＋……，
则Δy=y1－y2=2(a1x+a3x3+ a5x5……),这种方法称为差动测量法。其特点输出信号中没有偶次项，从而使线性范围增大，减小了非线性误差，灵敏度也提高了一倍，也消除了零点误差。
1－7：解：Y FS=200-0=200
由A=ΔA/Y FS＊100％有
A＝4/200＊100％＝2％。
精度特级为2.5级。
(完整版)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
传感器练习
5．变磁通式传感器有哪些优缺点?
6．为什么磁电感应式传感器又叫做速度传感器?怎样用它测量运动位移和加速度?
7．为什么磁电式速度传感器必须工作ω>ω0的范围?
8.试推导出图5-5所示扭矩传感器中两路磁电感应脉冲相位差与扭矩的关系式，若定子齿数为32，两路信号相位差660，此时转轴发生了多大的扭曲？并说明为什么转轴转速高时，应选用齿数少的齿轮盘。
6．减小零残电压的有效措施有哪些?
7.就某一确定的差动变压器式位移传感器而言，当激励电压的幅值恒定时，其输出电压的幅值和相位分别取决于被测位移的哪些信息?
8.试说明图3-12（C）电路为什么能辨别衔铁移动方向和大小?为什么能调整零点输出电压?
9.试设计一个水深探测器，使潜水艇或潜水员能知道自己所潜入的深度，画出系统框图，并说明其工作原理。
19．回答与直线式感应同步器有关的下列问题：
（1）它由哪两个绕组组成？
（2）简述鉴相式测量电路各部分的作用。
20.感应同步器的作用是测量( )
A.电压B.电流
C.位移D.相位差
21.长感应同步器的滑尺上，相邻正弦绕组与余弦绕组，相邻正弦绕组和正弦绕组，相邻余弦绕组与余弦绕组的间距分别为多少?
22.感应同步器为什么要设置正弦绕组与余弦绕组?
18.如图所示一受拉的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。试求出此电桥负载时的输出电压（应变片的电阻为120Ω）。E=7X109Pa，K=2
《传感器》习题答案要点
《传感器》习题答案要点
第一章思考题与习题
1、什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？
答：输入量为常量或变化很慢情况下，输出与输入两者之间的关系称为传感器的静态特性。它的性能指标有：线性度、迟滞、重复性、灵敏度与灵敏度误差、分辨率与阈值、稳定性、温度稳定性、抗干扰稳定性和静态误差（静态测量不确定性或精度）。
2、传感器动特性取决于什么因素？
答：传感器动特性取决于传感器的组成环节和输入量，对于不同的组成环节（接触环节、模拟环节、数字环节等）和不同形式的输入量（正弦、阶跃、脉冲等）其动特性和性能指标不同。
3、某传感器给定相对误差为2%FS ，满度值输出为50mV ，求可能出现的最大误差δ（以mV 计）。当传感器使用在满刻度的1/2和1/8时计算可能产生的百分误差。并由此说明使用传感器选择适当量程的重要性。已知：FS %2=γ, mV y FS 50=；求：δm =？
解：∵ %100?=FS m
y δγ；∴ mV y FS m 1%100=??=γδ
若: FS FS y y 2
11= 则: %4%100251%1001=?=?=FS m y δγ 若: FS FS y y 812= 则: %16%10025.61%1002=?=?=FS m y δγ 由此说明,在测量时一般被测量接近量程(一般为量程的2/3以上),测得的值误差小一些。
4、有一个传感器，其微分方程为x y dt dy 15.03/30=+，其中y 为输出电压（mV ），x 为输入温度（0C ），试求该传感器的时间常数τ和静态灵敏度k 。已知：x y dt dy 15.03/30=+；求：τ=？，k =?
传感器原理与工程应用完整版习题参考答案
《传感器原理及工程应用》完整版习题答案
第1章 传感与检测技术的理论基础（P26）
1—1：测量的定义？
答：测量是以确定被测量的值或获取测量结果为目的的一系列操作。 所以, 测量也就是将被测量与同种性质的标准量进行比较， 确定被测量对标准量的倍数。
1—2：什么是测量值的绝对误差、相对误差、引用误差？
1－
3 用测量范围为－50～150kPa 的压力传感器测量140kPa 的压力时，传感器测得示值为142kPa ，求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。 解：
已知： 真值L ＝140kPa 测量值x ＝142kPa 测量上限＝150kPa 测量下限＝－50kPa
∴ 绝对误差 Δ＝x-L=142-140=2(kPa)
实际相对误差 ％＝
＝43.11402
≈∆L δ
标称相对误差
％＝＝41.1142
2≈∆x δ
引用误差
％－－＝测量上限－测量下限＝
1)
50(1502
≈∆γ
1－10 对某节流元件（孔板）开孔直径d 20的尺寸进行了15次测量，测量数据如下（单位：mm ）：
120.42 120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 120.30 120.40 120.43 120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40
试用格拉布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差，并写出其测量结果。
答：绝对误差是测量结果与真值之差, 即: 绝对误差=测量值—真值 相对误差是绝对误差与被测量真值之比,常用绝对误差与测量值之比,以百分数表示 , 即: 相对误差=绝对误差/测量值 ×100% 引用误差是绝对误差与量程之比,以百分数表示, 即: 引用误差=绝对误差/量程 ×100%
传感器练习题[优秀范文五篇]
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传感器练习题[优秀范文五篇]
第一篇：传感器练习题
一、简答题
1、简述热电偶的工作原理。
2、以石英晶体为例简述压电效应产生的原理。
3、简述霍尔电动势产生的原理。
二、设计题
试设计一个霍尔式压力检测系统。
画出其示意图和电路原理图，说明其基本工作过程。
第二篇：高中物理传感器总结练习题
高中物理传感器总结练习题
2、美国科学家Willard S.Boyle与GeorgeE.Snith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009诺贝尔物理学奖.CCD是将光学量转变成电学量的传感器.下列器件可作为传感器的有 A.发光二极管 B.热敏电阻 C.霍尔元件 D.干电池
3、当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中,下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器说法中,正确的是()A.电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器B.电子体温计中主要是采用了温度传感器C.电脑所用的光电鼠标主要是采用声波传感器D.电子秤中主要是采用了力电传感器
4、关于电子秤中应变式力电传感器的说法正确的是()A.应变片是由导体材料制成
B.当应变片的表面拉伸时,其电阻变大;反之,变小
C.传感器输出的是应变片上的电压
D.外力越大,输出的电压差值也越大
5、有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件,这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后,用黑纸包住元件或者把元件置入热水中,观察欧姆表的示数,下列说法中正确的是()A.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是热敏电阻 B.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数不变化,这只元件一定是定值电阻
传感器课后习题答案(章节课堂)
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第2章
2.2
证： R1 R R R4 R R
U cd U cb U db
R E R E R R R R R R
2RR 4R2 R2
E
略去 R的第二项，即可得
U cd
E 2
R R
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第2章
2.3说明电阻应变片的组成和种类。电阻应变片 有哪些主要特性参数？
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2章
2.10 今有一悬臂梁，在其中上部上、下两面各贴两片应 变片，组成全桥，如图F1-5所示。该梁在其悬臂梁一端 受一向下力F=0.5N,试求此时这四个应变片的电阻值。已 知：应变片灵敏系数K=2.1;应变片空载电阻R0=120Ω。
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第3章
3.5
解： IW ， L W W 2
Rm
I
I
Rm
又 Rm
n i1
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i Si
2 l0
0S0
R R0
R n
li
传感器各章练习题
传感器基础
1、传感器主要完成两方面的功能：检测和（）。
A、测量
B、感知
C、信号调节
D、转换
2、属于传感器静态特性指标的是（）。
A、重复性
B、固有频率
C、灵敏度
D、漂移
3、传感器的主要功能是（）。
A、检测和转换
B、滤波与放大
C、调制与解调
D、传输与显示
4、传感器的下列指标中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
5、一个实用的传感器由那几部分构成？各部分的功用是什么？用框图标示出你所理解的传感器系统。
电阻式传感器
一、填空选择题
1、与金属箔式应变片相比，半导体应变片的最大优点是。
2、应变直流电桥测量电路中，全桥灵敏度是单臂电桥灵敏度的倍。
3、应变直流全桥电路中，相邻桥臂的应变片的应变极性应（选一致或相反）。
4、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，这种现象称为
效应。固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称为效应。要把微小应变引起的微小电阻变化精确地测量出来，需要采用特别设计的测量电路，通常采用或。
5、电阻应变式传感器具有悠久的历史，是应用最广泛的传感器之一。将电阻应变片粘贴到各种弹性敏感元件上，可构成测量各种参数的电阻应变式传感器，这些参数包括（）。
A、位移
B、加速度
C、力
D、力矩
二、简答题
1、什么叫应变效应？利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。
三、计算题
1、如果将100Ω的应变片贴在弹性试件上，若试件截面积S＝0.5×10－4m2，弹性模量E=2×1011N/m2，若由5×104N拉力引起的应变片电阻变化为1Ω，试求该应变片的灵敏系数。
8传感器习题与答案(11月16日)
第一章习题答案
1-1．什么是传感器？
解：传感器是一种利用各种物理效应、化学效应（或反应）以及生物效应实现非电量到电量转换的装置或器件，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。
1-2.传感器特性在检测系统中起到什么作用？
解：传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的器件或装置，它的作用是感受指定被测参量的变化并按照一定的规律将其转化成一个相应的便于传递的输出信号。传感器作为检测系统的信号源，其性能的好坏将直接影响到检测系统的精度和其他指标。
1-3. 它由哪几个部分组成？说明各部分的作用？
解：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。
1-4．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？
解：在生产过程和科学实验中，要对各种各样的参数进行检测和控制，就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量，这取决于传感器的基本特性，即输出—输入特性。衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度，迟滞和重复性等。
1）传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度；
2）传感器的灵敏度S是指传感器的输出量增量Δy与引起输出量增量Δy的输入量增量Δx的比值；
3）传感器的迟滞是指传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程期间其输出-输入特性曲线不重合的现象；
《传感器原理及工程应用》课后答案
第1章传感器概述
1．什么是传感器？（传感器定义）
2．传感器由哪几个部分组成？分别起到什么作用？
3. 传感器特性在检测系统中起到什么作用？
4．解释下列名词术语： 1)敏感元件;2)传感器; 3)信号调理器;4)变送器。
第1章传感器答案：
3．答：
传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即检测与控制之首。传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作用与地位特别重要。
4．答：
①敏感元件：指传感器中直接感受被测量的部分。
②传感器：能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或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。
③信号调理器：对于输入和输出信号进行转换的装置。
④变送器：能输出标准信号的传感器
第2章传感器特性
1．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？
2．某传感器精度为2%FS ，满度值50mv ，求出现的最大误差。当传感器使用在满刻度值1/2和1/8 时计算可能产生的百分误差，并说出结论。
3．一只传感器作二阶振荡系统处理，固有频率f0=800Hz，阻尼比ε=0.14，
用它测量频率为400的正弦外力，幅植比，相角各为多少？
ε=0.7时，，又为多少？
4．某二阶传感器固有频率f0=10KHz，阻尼比ε=0.1若幅度误差小于3%，
试求：决定此传感器的工作频率。
5. 某位移传感器，在输入量变化5 mm时，输出电压变化为300 mV,求其灵敏度。
传感器课后部分答案
7题：1、 y 1 0.6x 0.02 x2 2、(略)
3、 s y x 0.6 0.04 x
4、K1=0.6-0.04×2=0.52；K2=0.6-0.04×8=0.28
8题：(略)。 9题：1、系统；2、系统；3、系统；4、系统；5、系统+随机；
6、系统；7、随机；8、系统；9、系统+随机；10、随机。
R100=67.2KΩ
第三章作业
一、选择题： 1、A、C 2、B
2题:（课堂讲解）。
3、B
4、C
5、D
6、D
3题: 1、U0=50mV图(b)可知δ =5mm；δ =5mm图(a)可知∆P=50KP。
2、由图可知，线性范围为±60KP
y(mA) 20
4题：1、 y 4 16x
2、(讲解)。
3、4mA、20mA、12mA。
第一章作业
一、选择题： 1、B，A
2题：(略)
2、B
3、C
4、B，A
5、D
3题：1、200×0.5%=±1℃。 2、1/20×100%=±5%；1/100×100%=±1%。
4题：1、(240×0.6%)/250=0.576%，下近0.5级，应选择0.5级。 2、(240×0.6%)/300=0.480%，下近0.5级，应选择0.2级； (240×0.6%)/500=0.288%，下近0.5级，应选择0.2级。
传感器原理及工程应用完整版习题参考答案
《传感器原理及工程应用》完整版习题答案第1章传感与检测技术的理论基础（P26）
1—1:测量的定义？
答：测量是以确定被测量的值或获取测量结果为目的的一系列操作。所以，测量也就是将被测量与同种性质的标准量进行比较，确定被测量对标准量的倍数。
1 —
2 :什么是测量值的绝对误差、相对误差、引用误差？
答：绝对误差是测量结果与真值之差，
即：绝对误差=测量值一真值
相对误差是绝对误差与被测量真值之比，常用绝对误差与测量值之比，以百分数表示，
即：相对误差=绝对误差/测量值X100%
引用误差是绝对误差与量程之比，以百分数表示，
即：引用误差=绝对误差/量程100%
示值为142kPa，求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。
解: 已知：真值L = 140kPa
测量值x= 142kPa
测量上限=150kPa
测量下限=—50kPa
绝对误差△ = x-L=142-140=2(kPa)
实际相对误差
=—=2「43%
L 140
标称相对误差—— 1.41% x 142
引用误差
2 =测量上限—测量下限'150 —
1 —10 对某节流元件（孔板）开孔直径d20的尺寸进行了15次测量，测量数据如下（单位: mm）:
120.42120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 120.30 120.40
120.43120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40
用测量范围为—50〜150kPa的压力传感器测量140kPa的压力时，传感器测得
试用格拉布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差，并写出其测量结果。
部分习题参考答案(传感器原理及应用-第11章)
部分习题参考答案
第11 章波与射线式传感器
11.1 什么是超声波？其频率范围是多少？
11.2 超声波在通过两种介质界面时，将会发生什么现象？
11.3 超声波传感器的发射与接收分别利用什么效应，检测原理是什么？常用的
超声波传感器（探头）有哪几种形式？简述超声波测距原理。
11.4 利用超声波测厚的基本方法是什么？已知超声波在工件中的声速为
5640m/s，测得的时间间隔t 为22 s ，试求工件厚度
11.5 利用EN555 集成器件，自行设计一超声波传感器控制的遥控开关发射电路，
传感器中心频率为40kHz，遥控距离10m，绘出电路原理图，请说明电路工作原理。
11.6 红外辐射探测器分为哪两种类型?这两种探测器有哪些不同？试比较它们
的优缺点。
11.7 叙述热释电效应，热释电元件如何将光信号转变为电信号输出？热释电探
测器为什么只能探测调制辐射？
11.8 题图11-39 为热释电元件
内部结构图，请说明图中
FET 是什么元件，Rg 与
FET 在传感器电路中起到
什么作用?
11.9 试设计一个红外控制的电
图 11-39
扇开关自动控制电路，并叙
述其工作原理。
11.10 什么是放射性同位素？辐射强度与什么有关系？
11.11 试用核辐射测量方法设计一个测厚仪器系统，请画出测量系统结构原理示
意图，试说明射线测量物厚的原理。
11.12 放射性探测器有哪几种？结构如何，各有什么特征？
答案
11.1 答：
1）超声波是人耳无法听到的声波。人耳听见的声波称机械波，频率在
16Hz～20kHz，一般说话的频率范围在100Hz～8kHz 之间，低于20Hz 频率的波称为次声波，高于20kHz 频率的波称超声波，频率在300MHz～300GHz 之间的波称为微波。
《检测与传感技术》思考题答案
②将电阻应变片R1置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流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大小。
解：①
② = V
=
③可以采用全桥的方式，输出电压为单臂电桥的4倍，即4.92×10-3V
4.6什么叫电涡流效应？怎样利用电涡流效应进行位移测量？
答：根据法拉第电磁感应定律，块状金属导体置于变化磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，金属导体内将会产生旋涡状的感应电流，该旋涡状的感应电流称为电涡流。
电涡流位移计是根据高频反射式涡流传感器的基本原理制作的。电涡流位移计可以用来测量各种形状试件的位移量，如图所示，当被测物体的位置发生变化时，传感器与金属导体之间的距离发生改变，从而引起涡流的大小发生变化，传感器线圈受电涡流影响时的等效阻抗Z发生变化。通过与传感器配用的测量电路测出阻抗Z的变化量，即可实现对该物体位移的测量。
③变介质型电容式传感器，变介质型电容传感器有较多的结构形式，可以用来测量纸张、绝缘薄膜等的厚度，也可用来测量粮食、纺织品、木材或煤等非导电固体介质的湿度。
3-2如何改善单极式变极距型传感器的非线性？
答：采用差动式结构即可大大降低非线性误差。
3-3如图3-7所示为电容式液位计测量原理图。请为该测量装置设计匹配测量电路，要求输出电压Uo与液位h之间呈线性关系。
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1.1 传感器静态特性指标主要有线性度，灵敏度，精确度，最小检测量和分辨力等；而动态
特性指标主要有传递函数和频率特性两部分。
1.2 传感器的精度A含义是在规定条件下，其允许的最大绝对误差值相对于其测量范围的百
分数。根据精度等级概念若测得某传感器A=0.48%，则传感器应定为0.5级精度。
1.3 传感器的线性度含义是：在规定条件下，传感器校准曲线和拟合直线间的最大偏差
与满量程输出值的百分比。拟合刻度直线的方法有端基法，最小二乘法，切线法三种。
1.4 某电容式位移传感器，当被测位移变化是50um，相对电容变化输出量为
25pF，其平均灵敏度为0.5pF/um;用切线法求得线性度为1%。若用差动式电容结构，其灵敏度为1pF/um。用切线法求得线性度为0.01%。
1.5 传感器的最小检测量是指传感器确切反映被测量的最低级限量而言。最小检测量
愈小，则表示传感器的检测微量能力愈高。
2.1金属应变片工作原理是应变效应。半导体应变片的工作原理是压阻效应。二者
应变灵敏度系数主要区别是前者是受到一维应力时测得，后者是在多向应力作用下测得的；前者主要受胶层传递变形失真和横向效应影响而后者则受扩散电阻的表面杂质浓度和温度影响；前者为放应电阻相对变化以应变ᶓ的线性关系，后者为电阻率变化与ơ的线性关系。
2.2为提高应变片的动态测量精度，当被测应变片波长一定时，现有基长分别为
15mm和20mm两种应变片，则应选用基长为15mm的应变片，方可减少动态误差。
2.3 应变式产生温度误差的原因是应变片电阻丝具有一定的温度系数和电阻丝材料和
测试材料的线膨胀系数不同。通常采用的温度补偿法单丝自补法，双丝组合式自补法，电路补偿法。
2.4应变片传感器灵敏度系数K的测试条件是在试件受到一组应力作用时，应变片的
轴向与主应力方向一致且试件材料是泊松比为0.285的钢材。测得长值的大小比应变丝的应变灵敏度K小，其原因是胶层传递变形失真和横向效应。
2.5为减小温度误差，压阻器件一般采用恒流源供电，而器件本身受温度影响要
产生零点温度漂移和灵敏度温度漂移。因而要采用温度补偿措施。方法有串并联电阻法，在电源回路串联二极管等。
3.1 电容式传感器分布电容的存在对点测量的危害性是：显著降低灵敏度，使传感
器特性不稳定。通常采用的消除和减小分布电容方法有采用静电屏蔽措施，采用驱动电缆技术。
3.2平行板式电容传感器，变面积型可用于检测微小位移，而变介质型可用于检测
容器中液面高度（测片状材料厚度，介质常数）等。
3.3当差动式电容测量低昂利用输出电压为的形式时（E为电源电压，C1，C2为
差动电容），测具有的特点是线性输出，不需附加解调器即可直流输出，直流输出只需经滤波器简单引出。
3.4运算法测量电容传感器电路具有的特点是：输出电压U与动极片的位移d成线性
关系，从原理上解决了使用单个变间隙型电容传感器输出特性的非线性问题。
3.5 电容式差压变送器的敏感电容结构是张紧式，其主要特点是：变压器线性度良
好，输出为标准电流信号，动态响应时间一般为0.2~15S.
4.1差动电感及差动变压器的位移-电压特性均为正比(交流)特性，因而测位移存在
只能反映大小不能反映方向的问题，解决此问题的方法是采用差动整流电路和相敏
检波电路。
4.2提高差动变压器输出信号电压的措施是：增加匝数比N2/N1，增加初级线圈电压
e1，增加激励电压频率。
4.3 差动变压器零点残余电压产生的原因是：基波分量，高次谐波，电路干扰等。
消除和减小的方法有：从设计和工艺上保证结构对称性，选用合适测量电路，采用补偿线路等。
4.4电涡流检测线圈结构特点是采用扁平圆形线圈，当被测导体材料靠近它时，利
用线圈Q值，等效阻抗Z，电感L 变化进行测量。
4.5 电涡流传感器的应用方式可分为两大类，即按激励频率不同可分为高频反射式
和低频透射式，它主要用于检测位移，振幅，厚度等。
5.1压电元件的原理是压电效应，它的主要特点是响应频率宽，信噪比大，结构简单。
目前常用的压电材料有石英晶体，压电陶瓷，锆钛酸铅等。
5.2 压电传感器对测量静态信号无响应，其被测信号上限取决于反馈电路的参数，
频率下限取决输入电阻。
5.3 压电元件测量电路采用前置放大器的目的是:把压电式传感器的高输出阻抗换成
低阻抗输出，放大压电式传感器输出的弱信号。目前经常应用前置放大器有电压放大器和电荷放大器两种。
5.4 若单片压电片等效电容为C，输出电压为U，存将相同的两片串接后，其参
数C’为1/2C，q’为q，u’为2u；若改为两片并接后，总参数C’为2C，q’为2q，u’为u。
5.5 石英压电元件的纵向压电效应是沿电轴x-x方向的作用力，在垂直于x轴电极
面上产生电荷；而横向压电效应是沿机械轴Y-Y方向的作用力在垂直于x轴电极面上产生电荷。
6.1 编码器按照原理分为电触式，电容式，感应式（光电式）等，编码器按用途不同
可分为码盘和码尺，分别用于检测角度和长度参数。
6.2 光栅传感器是根据莫尔条纹原理制成的，是由照明系统，光栅副，光电接收器件
组成的。主要用于控制线位移，角位移，速度等参数。
6.3 莫尔条纹的宽度由光栅常数和光栅夹角ɵ决定，一般调整莫尔条纹的宽度组要
采用调节夹角ɵ。
6.4 振弦式传感器采用以张紧的钢弦做敏感元件的系统，其输出只为频率信号，主
要用于检测力，力矩，温度等参数。
6.5 振弦式传感器的固有频率f与弦线的张力T，有效长度L等参数有关，为改善
其输出f-T特性的非线性，可采用对振弦施加一定的初张力T0，采用对差动式振弦传感器等方法。
7.1 热电偶的工作原理是热电效应，热电势包括接触电势和温差电势两种，能产生
热电势的必要条件是：热电偶必须用两种不同材料作为热电极，热电偶两端存在温差。
7.2 热电偶的补偿导线的作用是使热电偶的冷端温度保持恒定，对选择补偿导线的
要求是：在0~100℃范围内和所接触的热电偶具有相同热电性能且为廉价金属。
7.3热电阻测温的原理是绝大部分金属具有正的电阻温度系数，温度越高电阻越大，一
般目前采用的热电阻有铂电阻，铜电阻等。