电阻式传感器习题.

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：00022l 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])([200⨯+∆+∆= l ll 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：20022l 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。

④供电电源很好，但磁路本身存在非线性。

⑤工频干扰。

差动变压器的零点残余电压可用以下几种方法减少或消除：①设计时，尽量使上、下磁路对称；并提高线圈的品质因素Q=ωL/R；②制造时，上、下磁性材料性能一致，线圈松紧、每层匝数一致等③采用试探法。

在桥臂上串/并电位器，或并联电容等进行调整，调试使零残最小后，再接入阻止相同的固定电阻和电容。

传感器习题解答

思考与作业绪论.列出几项你身边传感测试技术的应用例子。

解：光电鼠标，电子台称，超声波测距，超声波探伤等。

第1章传感器的基本概念1. 什么叫做传感器的定义？最广义地来说，传感器是一种能把物理量、化学量以及生物量转变成便于利用的电信号的器件。

2.画出传感器系统的组成框图，说明各环节的作用。

答：1）.敏感元件：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。

2）.转换元件：以敏感元件的输出为输入，把输入转换成电路参数。

3）.转换电路：上述电路参数接入转换电路，便可转换成电量输出。

3.传感器有哪几种分类？按被测量分类——物理量传感器——化学量传感器——生物量传感器按测量原理分类阻容力敏光电声波按输出型式分类数字传感器模拟传感器按电源型式分类无源传感器有源传感器4. 传感器的静态特性是什么？静态特性表示传感器在被测量各个值处于稳定状态时的输入输出关系。

也即当输入量为常量，或变化极慢时，这一关系就称为静态特性。

5. 传感器的动态特性是什么？动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性，反映输出值真实再现变化着的输入量的能力。

6. 为什么要把传感器的特性分为静态特性和动态特性?传感器所测量的非电量一般有两种形式：一种是稳定的，即不随时间变化或变化极其缓慢，称为静态信号；另一种是随时间变化而变化，称为动态信号。

由于输入量的状态不同，传感器所呈现出来的输入—输出特性也不同，因此存在所谓的静态特性和动态特性。

第2章电阻式传感器1. 如何用电阻应变计构成应变式传感器?电阻应变计把机械应变信号转换成ΔR/R后，由于应变量及其应变电阻变化一般都很微小，既难以直接精确测量，又不便直接处理。

因此，必须采用转换电路或仪器，把应变计的ΔR/R变化转换成电压或电流变化（通常采用电桥电路实现这种转换。

根据电源的不同，电桥分直流电桥和交流电桥）。

2. 金属电阻应变片测量外力的原理是什么？金属电阻应变片的工作原理是基于金属导体的应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着它所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化的现象。

第4章电阻应变式传感器习题

第四章
电阻应变式传感器习题
1、如果将100Ω 电阻应变片贴在弹性试件上，若试件受力横截面积S=0.5×10-4m2,弹性模量 E=2×1011N/m2，若有F=5×104N的拉力引起应变阻变化为1Ω 。试求该应变片的灵敏度系数？
R 1 R 100

E
F S
F 5 104 0.005 4 11 SE 0.5 10 2 10
(a)
(b)
由图（a)所示，当重力F作用梁端部后，梁上表面 R1和R3产生正应变电阻变化而下表面R2和R4则产生负应变电阻变化，其应变绝对值相等 6 Fl 1 3 2 4 2 bt E
R1 R3 R2 R4 R K R1 R3 R2 R4 R R 6 Fl U0 U KU K 2 U R bt E 6 0.5 9.8 100 2 6 17.8m V 2 4 11 3 2 10
（3）
1 R1 R2 R3 R4 U0 ( )U 4 R1 R2 R3 R4 1 R1 R2 ( )U 2 R1 R2 1 (3.12 10 4 0.94 10 4 ) 6 2 1.22m V
（4）可以补偿环境温度变化的影响因素。因为四个相同电阻应变在同样环境条件下，感受温度变化产生电阻相对变化量相同，在全桥电路中不影响输出电压值，即
k R / R

1 / 100 2 0.005
2、采用四片相同的金属丝应变片（K=2），将其贴在实心圆柱形测力弹性元件上。如图所示，力F=1000kg。圆柱断面半径r=1cm,=0.3。求：（1）画出应变片在圆柱上粘帖位置及相应测量桥路原理图；（2）各应变片的应变=? 电阻相对变化量Δ R/R=？（3）若供电桥压U=6V，求桥路输出电压UO=？（4）此种测量方式能否补偿环境温度对测量的影响？说明原因。

(完整版)电阻式传感器例题与习题

第二章电阻式传感器原理与应用[基本要求]1. 掌握金属应变式传感器的构成原理特性；2. 掌握压阻式传感器工作原理，固态压阻器件设计特点；3. 了解电阻应变式传感器动的粘贴方法；4. 通过对电阻应变片测量电路分析，掌握直流惠斯通电桥结构形式及特点。

[例题分析]例题2-1 如果将100Ω电阻应变片贴在弹性试件上，若试件受力横截面积S = 0.5×10-4 m 2，弹性模量E =2×1011 N/m 2 ，若有F=5×104 N 的拉力引起应变电阻变化为1Ω。

试求该应变片的灵敏度系数？解：由题意得应变片电阻相对变化量1001=∆R R 根据材料力学理论可知：应变Eσε=（σ为试件所受应力，SF =σ），故应变 005.0102105.01051144=⨯⨯⨯⨯=⋅=-E S F ε应变片灵敏度系数2005.0100/1/==∆=εRR K 例题2-2 一台用等强度梁作为弹性元件的电子秤，在梁的上、下面各贴两片相同的电阻应变片(K=2）如图2-1（a)所示。

已知l =100mm 、b=11mm 、t=3mm ，E=2×104N/mm 2。

现将四个应变片接入图（b ）直流电桥中，电桥电压U=6V 。

当力F=0.5kg 时，求电桥输出电压U 0=?解：由图（a ）所示四片相同电阻应变片贴于等强度梁上、下各两片。

当重力F 作用梁端部后，梁上表面R 1和R 3产生正应变电阻变化而下表面R 2和R 4则产生负应变电阻变化，其应变绝对值相等，即Ebt Fl242316==-=-==εεεεε 电阻相对变化量为ε⋅=∆=∆-=∆-=∆=∆K RRR R R R R R R R 44223311 现将四个应变电阻按图（b ）所示接入桥路组成等臂全桥电路，其输出桥路电压为mV V Ebt FlK U K U R R U 8.170178.01023111008.95.06264220==⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=⋅=⋅∆=εε例题2-3采用四片相同的金属丝应变片(K =2），将其贴在实心圆柱形测力弹性元件上。

传感器第二章试卷

一、单项选择题1、电阻式传感器是将被测量的变化转换成（D）变化的传感器。

A.电子B.电压C.电感D.电阻2、电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化为（ C ）的输出。

A．电阻 B．电容 C．电压 D．电荷3、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．参数一致性高 D．接口电路简单4、当半导体材料某一轴向受外力作用时，其电阻率发生变化的现象，称（ B ）A.光电效应B.压阻效应C.压电效应D.霍尔效5、导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值发生相应变化的现象，称（ A ） A. 应变效应 B.光电效应 C.压电效应 D.霍尔效应6、温度误差的线路补偿法是利用电桥( B )实现的。

A.相邻桥臂同变输入电压相加B.相邻桥臂差变输入电压相减C.相对桥臂同变输入电压相加D.相对桥臂差变输入电压相加7、利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小(C )A.两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片B.两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C.两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片D.两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片8、按输出信号的性质分类，应变式位移传感器是一种（A）A．模拟量传感器 B 计数型传感器C 代码型传感器D 开关型传感器9、下列传感器，不适合于静态位移测量的事（D）A 压电式位移传感器B电感式位移传感器C电涡流式位移传感器D压电式位移传感器A和D不是一样？10、半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率( B )A.上升B.迅速C.保持不变D.归零二、判断题1、采用几个热电偶串联的方法测量多点的平均温度，当有一只热电偶烧断时，不能够很快地觉察出来。

（×）2、在固态压阻传感器测量电路中恒压源和恒流源供电均与电流大小、精度及温度有关。

（×）3、热回路的热电动势的大小不仅与热端温度有关，而且与冷端温度有关。

（√）4、在典型噪声干扰抑制方法中，差分放大器的作用是抑制共模噪声。

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。

（完整版）传感器习题库

（完整版）传感器习题库课题⼀传感器与检测技术的基础理论1-1 有⼀数字温度计，它的测量范围为-50～+150C ?，精度为0.5级。

求当⽰值分别为-20C ?、+100C ?时的绝对误差及⽰值相对误差。

1-2 欲测240V 电压，要求测量⽰值相对误差不⼤于0.6%±，问选⽤量程为250V电压表，其精度为哪级？若选⽤量程为300V 和500V 电压表，其精度⼜为哪级？1-3 已知待测电压约为80V 左右。

现有两只电压表，⼀只为0.5级，测量范围为0～300V ，另⼀只为1.0级，测量范围为0～100V 。

问选⽤哪⼀只电压表测量较好？为什么？1-4 ⽤⼀台三位数字电⼦温度计测量温度，数字⾯板上显⽰如图1－1所⽰的数值，求该仪表的分辨⼒、被测温度值、⽰值相对误差、满意相对误差。

（提⽰：该三位数字表的量程上限为199.9C ?）1-5 有⼀台测量压⼒的仪表，测量范围为60~10a P ，压⼒p 与仪表输出电压之间的关系为2012o p p U a a a =++式中，2550122,10(10),0.5(10)a a mV mV mV a a a P P ===-，求：1）该仪表的输出特性⽅程。

2）画出输出特性曲线⽰意图（x 轴、y 轴均要标出单位）。

3）该仪表的灵敏度表达式。

4）画出灵敏度曲线图。

5）该仪表的线性度。

1-6 检测系统由哪⼏部分组成？说明各部分的作⽤。

1-7 ⾮电量的电测法有哪些优点？1-8 测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采⽤何种测量⽅法？如何进⾏？1-9 某线性位移测量仪，当被测位移由4.5mm 变到5.0mm时，位移测量仪的输图1－1 数字式电⼦温度计⾯板⽰意图出电压由3.5V 减⾄2.5V ，求该仪器的灵敏度。

1-10 某测温系统由以下四个环节组成，各⾃的灵敏度如下：铂电阻温度传感器： C οΩ35.0 电桥：ΩV 01.0放⼤器： 100（放⼤倍数）笔式记录仪： V cm 1.0 求：（1）测温系统的总灵敏度；（2）纪录仪笔尖位移4cm 时。

传感器习题集及答案

传感器习题集及答案第01章检测与传感器基础1.1 什么是传感器？按照国标定义，“传感器”应该如何说明含义？1.1答：从广义的角度来说，感知信号检出器件和信号处理部分总称为传感器。

我们对传感器定义是：一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。

从狭义角度对传感器定义是：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。

我国国家标准（GB7665—87）对传感器（Sensor/transducer）的定义是：“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”。

定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置；能按一定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输入之间存在确定的关系。

按使用的场合不同传感器又称为变换器、换能器、探测器。

1.2 传感器由哪几部分组成？试述它们的作用及相互关系。

1.2答：组成——由敏感元件、转换元件、基本电路组成；关系，作用——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。

1.3 简述传感器主要发展趋势1.3答：数字化、集成化、智能化、网络化等。

1.4传感器的静态特性是什么？由哪些性能指标描述？它们一般可用哪些公式表示？1.4答：静特性是当输入量为常数或变化极慢时，传感器的输入输出特性，其主要指标有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性。

传感器的静特性由静特性曲线反映出来，静特性曲线由实际测绘中获得。

人们根据传感器的静特性来选择合适的传感器。

1.5传感器的线性度是如何确定的？确定拟合直线有哪些方法？传感器的线性γ表征了什么含义？为什么不能笼统的说传感器的线性度是多少。

1.5答：度L1）实际传感器有非线性存在，线性度是将近似后的拟合直线与实际曲线进行比较，其中存在偏差，这个最大偏差称为传感器的非线性误差，即线性度，2）选取拟合的方法很多，主要有：理论线性度(理论拟合)；端基线性度(端点连线拟合)；独立线性度(端点平移拟合)；最小二乘法线性度。

电阻传感器习题

三．该热敏电阻的类型；P38 四．图中哪一条曲线符合该热敏电阻特性；五．该热敏电阻灵敏度的变化规律。
○ 解答（1）负温度系数热敏电阻；六． C 七．热敏电阻的灵敏度随温度升高逐渐减少。
三．某T形电阻网络n位数一模转换器的输出输入关系为当参考电压UR=10V，数模转换器的位数是10，试回答：三．该数模转换器的分辨率是多少? 四．若输入的数字信号为0101000000，对应的输出电压是多
• 解：P27

ε2= ε3=--0.0003; Ui=6V
• （1）ΔR1/R1 = K* ε1=2 * 0.0003=0.0006
• ΔR2/R2 = K* ε2=2 * (--0.0003）=--0.0006
• ΔR1 =0.0006 *R1=0.0006* 120=0.072Ω
• ΔR2 =--0.0006 *R2=--0.0006* 120=--0.072Ω
少
• （2）由题意得：ΔR1 = ΔR4 = 0.072Ω
• ΔR2 = ΔR2 = --0.072Ω;
• ΔR/R= ΔR1/R1 =0.0006;
• 由公式（2-23）得：
• U0=Ui* ΔR/R= 6 *0.0006=0.0036V=3.6mV
单击此处添加大标题内容
二． .已知一热敏电阻在0℃和200℃时，电阻值分别为200kΩ和50kΩ，试回答：
电阻应变片电桥习题
一．用四片电阻应变片感受作用在菜悬臂梁上的力，测量电路如图所示；工作电压 Ui=6V，应变片电阻初值 R1=R2=R3=R4=120Ω，应变片灵敏系数 K=2；各应变片感受的应变值。
试计算：
一．电阻R1,R2的变化量；
二．电桥输出电压U

传感器练习题参考

检测技术基础——习题11、某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在 0.4%~0.6% ，该压力表的精度等级应定为级，另一家仪器商家需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于 0.9% ，应购买级的压力表。

A、 0.2B、 0.5C、1.0D、 1.52、某采购员分别在三家商店购买 100kg 大米、 10kg 苹果、 1kg 巧克力，发现均缺少约 0.5kg ，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，产生此心理作用的主要因素是。

A、绝对误差B、示值相对误差C、满度相对误差D、精度等级3、在选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。

这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的左右为宜。

A、 3 倍 B、10 倍 C、1.5 倍 D、0.75 倍4、用万用表交流电压档 ( 频率上限仅为 5kHz) 测量频率高达 500kHz 、 10V 左右的高频电压，发现示值还不到 2V ，该误差属于。

用该表直流电压档测量 5 号干电池电压，发现每次示值均为1.8V ，该误差属于。

A、系统误差 B、粗大误差 C、随机误差 D、动态误差5、重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是为了。

A、提高精度B、加速其衰老C、测试其各项性能指标D、提高可靠性6、有一温度计，它的测量范围为0～200℃，精度为0.5级，试求：1）该表可能出现的最大绝对误差为。

A、 1℃ B、 0.5℃ C、 10℃ D、 200℃2）当示值为20℃时的示值相对误差为，100℃时的示值相对误差为。

A、 2%B、 5％C、 1％D、 10％7、已知待测拉力约为 70N 左右。

现有两只测力仪表，一只为 0.5 级，测量范围为 0 ～ 500N ；另一只为 1.0 级，测量范围为 0 ～ 100N 。

问选用哪一只测力仪表较好？为什么？8、欲测240V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%，问：若选用量程为250V电压表，其精度应选级。

2019-2020年最新电大《传感器》练习题及答案

第一章传感器技术基础1、传感器是将（）量转化为与之有确定对应关系的，便于应用的另一种量的（）装置。

2、传感器一般由（）元件和（）元件组成。

3、在采用直线拟合线性化时，传感器输出输入的校正曲线与其拟合曲线之间的最大偏差，通常用相对误差γL来表示，称为( ),其计算公式为（）。

4、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，( )的变化量与 ( )的变化量的比值。

对线性传感器来说，其灵敏度是( )。

5. 用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。

下列属于这类传感器的是（）A、红外报警装置B、走廊照明灯的声控开关C、自动洗衣机中的压力传感装置D、电饭煲中控制加热和保温的温控器6、属于传感器动态特性指标的是（）A. 重复性B．线性度C．灵敏度D．固有频率7、传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的( )A.线性度越好B.迟滞越小C.重复性越好D.分辨率越高8、非线性度是表示校准曲线( )的程度。

A.接近真值B.偏离拟合直线C.正反行程不重合D.重复性9、某线性位移测量仪，当被测位移由4.5mm 变到5.0mm时，位移测量仪的输出电压由3.5V 减至2.5V，求该仪器的灵敏度。

10、某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下：铂电阻温度传感器：0.45Ω/℃电桥：0.02V/Ω放大器：100(放大倍数)笔式记录仪：0.2cm/V求：(1)测温系统的总灵敏度；(2)记录仪笔尖位移4cm时，所对应的温度变化值。

11、有一个电位器式位移传感器（线性），其线圈总电阻是10Ω，电刷最大行程4mm。

若最大消耗功率不允许超过40W，传感器所用激励电压为允许的最大激励电压，试确定输入位移量为1.2mm时的输出电压值。

12、名词解释：（1）传感器的静态特性（2）传感器的动态特性第二章电阻式传感器1.要使直流电桥平衡，必须使电桥相对臂电阻值的________相等。

2.电阻式传感器的主要类型有___、____、_____ 等三种。

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。

传感器课后习题

传感器课后习题静态特性测试1（C）是评价传感器静态特性的综合指标。

A.稳定性B.抗干扰性C.精度D.线性度2传感器的线性范围愈宽，表明传感器工作在线性区域内且传感器的（A）A.工作量程愈大B.工作量程愈小C.精确度愈高D.精确度愈低3.传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的（）A.线性度越好B.迟滞越小C.重复性越好D.分辨力越高4.传感器的温漂包括_零点__漂移和灵敏度漂移。

5.传感器一般特性指标可分为_静态___特性指标和动态特性指标两个部分。

6.对于非线性传感器，其灵敏度会随着输入量的变化而变化。

对7.分辨力指的是传感器能够检测到的最低极限量。

错8.传感器的灵敏度是指到达稳定工作状态时，输出量与输入量之比。

错9.标定曲线偏离其拟合直线的程度即为非线性度。

对10.在测量条件不变的情况下，对于迟滞特性的测量，我们只需要对正行程和反行程二者之一进行多次测量，而不需要对正、反行程都进行测量。

错11.某传感器在测量条件不变的情况下，给定一个固定的输入，进行多次测量，发现测量结果很接近真实值，但分散性比较大，因此，此传感器的准确度比较低。

错12.传感器的非线性误差是以一条理想直线作基准的,取基准直线常用端基拟合法。

错13.两个电子秤可感受的最小感量分别为:0.1g、0.05g, 问哪个分辨率高?0.05g的分辨率高。

14.[名词解释] 线性度在规定的条件下，传感器静态校准曲线与拟合直线间最大偏差与满量程输出值的百分比称为线性度。

传感器动态特性测试1.属于传感器动态特性指标的是（ C ）A.量程B.灵敏度C.阻尼比D.重复性2.选择二阶装置的阻尼比ζ=0.707，其目的是（ D ）A.阻抗匹配B.增大输出量C.减小输出量D.接近不失真条件3.属于传感器动态特性指标的是（C）A.量程B.灵敏度C.阻尼比D.重复性4.对于二阶传感器的测试系统，为使系统响应最快，其阻尼比ξ取值通常为（A）。

A. 0～0.1B. 0.1～0.6C.0.6～0.8D.0.8～15.在时域内研究、分析传感检测系统的瞬态响应时，通常采用的激励信号是（D）。

第2章习题、答案、解题过程,2017-5-28

《自动检测技术及应用》对应习题《自动检测技术及应用》对应第2章习题电阻传感器的练习题答案、解题过程、知识点、难易程度一、单项选择题1、电子秤中所使用的应变片应选择（）应变片。

A．金属丝式B．金属箔式C．电阻应变仪D．固态压阻式压力传感器答案：B解题过程：根据表2-1，金属箔式温漂小，适用于电子秤的精密测量。

知识点：应变片的类型与结构难易程度：易2、为提高集成度，测量气体压力应选择（）。

A．金属丝式B．金属箔式C．电阻应变仪D．固态压阻式压力传感器答案：D解题过程：根据图2-9及有关文字，固态压阻式压力传感器在测量气体压力时的输出信号电压比较大。

知识点：应变片的应用难易程度：易3、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．固态压阻式压力传感器答案：A解题过程：根据图2-3及有关文字，金属箔式价廉，适合于一次性（测量结束就铲掉）、大批量测量。

知识点：应变片的应用难易程度：易4、应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能，应选择（）测量转换电路。

A．单臂半桥B．双臂半桥C．四臂全桥D．四臂半桥答案：C解题过程：可参考第2.1.3节有关内容。

四臂全桥的灵敏度，比半桥及单臂半桥高，并且四个桥臂的温漂可以相互抵消。

知识点：应变片桥路难易程度：易5、在图2-17a中，热敏电阻测温电路调试过程的步骤是（）。

A．先调节RP1，然后调节RP2B．同时调节RP1、RP2C．先调节RP2，然后调节RP1D．RP2往上调答案：A解题过程：可参考第2.2.2节有关内容。

多数仪表的调试过程是先调零，后调满度。

即使是带有微处理器的仪表，用软件调零和调满度时，也是先调零，后调满度。

知识点：热敏电阻测温电路难易程度：易6、在图2-17a中，若发现毫伏表的满度值偏大，应将（）。

A．RP2往左调B．RP2往右调C．RP2往下调D．RP2往上调答案：B解题过程：可参考第2.2.2节有关内容。

传感器原理与应用习题_第2章电阻式传感器

《传感器原理与应用》及《传感器与测量技术》习题集与部分参考答案教材：传感器技术（第3版）贾伯年主编，及其他参考书第2章电阻式传感器2-1 金属应变计与半导体应变计在工作机理上有何异同？试比较应变计各种灵敏系数概念的不同物理意义。

答：（1）相同点：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所；不同点：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。

（2）对于金属材料，灵敏系数K0=Km=(1+2μ)+C(1-2μ)。

前部分为受力后金属几何尺寸变化，一般μ≈0.3，因此（1+2μ）=1.6；后部分为电阻率随应变而变的部分。

金属丝材的应变电阻效应以结构尺寸变化为主。

对于半导体材料，灵敏系数K0=Ks=(1+2μ)+πE 。

前部分同样为尺寸变化，后部分为半导体材料的压阻效应所致，而πE>>(1+2μ)，因此K0=Ks=πE 。

半导体材料的应变电阻效应主要基于压阻效应。

2-2 从丝绕式应变计的横向效应考虑，应该如何正确选择和使用应变计？在测量应力梯度较大或应力集中的静态应力和动态应力时，还需考虑什么因素？2-3 简述电阻应变计产生热输出（温度误差）的原因及其补偿办法。

答：电阻应变计的温度效应及其热输出由两部分组成：前部分为热阻效应所造成；后部分为敏感栅与试件热膨胀失配所引起。

在工作温度变化较大时，会产生温度误差。

补偿办法：1、温度自补偿法（1）单丝自补偿应变计；(2) 双丝自补偿应变计2、桥路补偿法（1）双丝半桥式；（2）补偿块法2-4 试述应变电桥产生非线性的原因及消减非线性误差的措施。

答：原因：)(211)(44433221144332211R R R R R R R R R R R R R R R R U U ∆+∆+∆+∆+∆-∆+∆-∆=∆ 上式分母中含ΔRi/Ri ，是造成输出量的非线性因素。

电阻应变片例题与练习题

电阻应变片传感器例题与习题例题：例2-3 采用阻值为120Ω灵敏度系数K =2.0的金属电阻应变片和阻值为120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为4V ，并假定负载电阻无穷大。

当应变片上的应变分别为1和1 000时，试求单臂、双臂和全桥工作时的输出电压，并比较三种情况下的灵敏度。

解：单臂时40U K U ε=，所以应变为1时66010*******--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ，应变为1000时应为330102410244--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ；双臂时20U K U ε=，所以应变为1时660104210242--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ，应变为1000时应为330104210242--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ；全桥时U K U ε=0，所以应变为1时60108-⨯=U /V ，应变为1000时应为30108-⨯=U /V 。

从上面的计算可知：单臂时灵敏度最低，双臂时为其两倍，全桥时最高，为单臂的四倍。

例2-4 采用阻值R =120Ω灵敏度系数K =2.0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1000时，若要使输出电压大于10mV ，则可采用何种工作方式（设输出阻抗为无穷大）？解：由于不知是何种工作方式，可设为n ，故可得：得n 要小于2，故应采用全桥工作方式。

例2-5解：（1）沿纵向粘贴时：由11210tE 0.49E210N /m σσεεμε=⋅⇒===⨯，6RRR K K 20.490.9810Rεε-∆∆=⇒=⋅=⨯=⨯（2）沿圆周向粘贴时：66R0.30.49100.14710Rμε--∆=-=-⨯⨯=-⨯例2-6解：按题意要求圆周方向贴四片相同应变片，如果组成等臂全桥电路，当四片全感受应变时，桥路输出信号为零。

故在此种情况下，要求有补偿环境温度变化的功能，同时桥路输出电压还要足够大，应采取两片31R R 、贴在有应变的圆筒壁上做敏感元件，而另两片42R R 、贴在不感受应变的圆筒外壁上作为温补元件，如图（a ）所示。

电阻式传感器_练习题

电阻式传感器练习题作者：黄小胜1、灵敏度是指传感器在稳态下__输出变化量_和 _输入变化量的比值，可表示为 s= 。

2、传感器在正、反行程期间，输出－输入特性曲线不重合的现象称为迟滞特性。

3、用一只 0.5 级 50V 的电压表测量直流电压，产生的绝对误差≤ _25_伏。

4、根据测量误差的性质和特点，可将它们分为绝对误差、相对误差、 _引用误差_ 。

5、在测量过程中，被测量随时间而不断变化，对这种被测量进行的测量，称为动态特性，被测量固定不变或变化缓慢，对这种被测量进行的测量，称为静态特性。

6、仪表精度等级是根据相对误差来确定的7、一个完整的检测系统或检测装置通常是由敏感元件、转换元件和转换电路等部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。

8、直流应变全桥的灵敏度是半桥的 2 倍，是单臂电桥的 4 倍。

9、在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，全桥差动电桥接法可以得到最大输出电压。

10、热电阻主要是利用电阻值随温度升高而发生变化这一特性来测量温度的。

11金属电阻在外力的作用下发生机械形变，导致其电阻值发生变化是金属电阻应变片工作的物理基础。

应变式传感器在外力作用下主要是几何尺寸发生变化，压阻式传感器在外力作用下主要是电阻率发生变化，两者都引起电阻值发生变化。

12、通常传感器由敏感元件、转换元件、基本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。

41、测量过程中存在着测量误差。

绝对误差是指_____________其表达式为_____________；相对误差是指，其表达式为_____________；引用误差是指_____________其表达式为_____________44、电阻应变片式传感器按制造材料可分为①_金属_材料和②_半导体_体材料。

它们在受到外力作用时电阻发生变化，其中金属材料的电阻变化主要是由电阻应变效应_形成的，而半导体材料的电阻变化主要是由压阻效应造成的。