CH13新型传感器含答案传感器与检测技术第2版习题及解答

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传感器与检测技术机工版第2版第3章 习题解答

传感器与检测技术机工版第2版第3章   习题解答

第3章习题解答1.填空题(1)自感L ,电压或电流。

(2)变气隙式、变截面积式和螺线管式。

(3)大小、方向(4)互感量变化,变压器的基本原理,差动形式。

(5)变隙式、变面积式和螺线管式(6)高频反射式和低频透射式。

2.简述电感式传感器的基本工作原理和主要类型。

电感式传感器利用电磁感应原理,通过线圈自感或互感的改变来实现非电量的测量。

它可以把输入物理量,如位移、振动、压力、流量、比重、力矩、应变等参数,转换为线圈的自感系数L、互感系数M的变化,再由测量电路转换为电流或电压的变化。

电感式传感器种类很多,根据工作原理的不同分为自感式、互感式和电涡流式三种。

3.简述变气隙型传感器的结构和工作原理。

变气隙型传感器的结构是由线圈、铁心、衔铁三部分组成。

铁心和衔铁由导磁材料如硅钢片等材料制成,在铁心和衔铁之间留有空气隙δ。

被测物与衔铁相连,当衔铁移动时,气隙厚度δ发生改变而引起磁路中磁阻变化,从而导致电感线圈的电感值变化,只要能测出这种电感量的变化,就能确定衔铁位移量的大小和方向。

电感量的变化通过测量电路转换为电压、电流或频率的变化,从而实现对被测物位移的检测。

4. 变气隙式、变面积式和螺线管式传感器各有何特点?变气隙式、变面积式和螺线管式三种类型自感传感器相比较,变气隙型自感传感器灵敏度高,它的主要缺点是非线性严重,为了限制线性误差,示值范围只能较小;它的自由行程小,制造装配困难。

变截面型自感传感器灵敏度较低,变截面型的优点是具有较好的线性,因而范围可取大些。

螺管型自感传感器的灵敏度比截面型的更低,但示值范围大,线性也较好,得到广泛应用。

5. 什么是零点残余电压?简要说明产生零点残余电压的原因及减小残余电压的方法。

当衔铁位于中心位置,即输入为零时,差动变压器的输出电压并不等于零,通常把差动变压器在零位移时的输出电压称为零点残余电压,它的存在使传感器的输出特性曲线不过零点,造成实际特性与理论特性不完全一致。

产生零点残余电压的原因有很多,不外乎是变压器的制作工艺和导磁体安装等问题,主要是由传感器的两次级绕组的电气参数与几何尺寸不对称,以及磁性材料的非线性等引起的。

传感器与检测技术(第二版)习题答案

传感器与检测技术(第二版)习题答案

0.1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。

0.2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。

1.1解: 1.2解:601051030033=⨯⨯=∆∆=-X U k Cmm S S S S ︒=⨯⨯=⨯⨯=/20.50.22.03211.3解:带入数据得:b kx y +=)(b kx y i i i +-=∆22)(i i i i i i x x n y x y x n k ∑-∑∑∑-∑=222)()(i i i i i i i x x n y x x y x b ∑-∑∑∑-∑∑=68.0=k 25.0=b1.3拟合直线灵敏度0.68,线性度±7%∴25.068.0+=x y %7535.0%100max ±=±=⨯∆±=FS L y L γ238.01=∆35.02-=∆16.03-=∆11.04-=∆126.05-=∆194.06-=∆1.4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)())1(3/t e R t y --=当()3R t y =时⇒22.132ln 3=-=t 当()2R t y =时⇒08.221ln 3=-=t1.5解:此题与炉温实验的测飞升曲线类似: 1.6解:())1(9010/T t e t y --+=由()505=y ⇒51.895ln 5=-=T ()⎩⎨⎧=--=-5.0)1(2025/T e t y T t ()68.71=y ()36.52=y1.7解:所求幅值误差为1.109,相位滞后n n j s n n n j s s j G ωωξωωωξωωωω21122222+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=++==)(()109.110005005.021********211222222=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=n n j G ωωξωωω'42331000500110005005.02122121︒-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=--tg tg n n ωωωωξϕ'4233︒1.8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。

北京邮电大学出版社《传感器技术》第2版课后题解

北京邮电大学出版社《传感器技术》第2版课后题解

绪论1检测一个圆柱体的直径,请想出尽可能多的检测方法,并分析这些方法中的误差影响因素和大小。

答:a、使用游标卡尺测量,误差主要为人手安放直径相对位置的准确性;b、使用软绳沿直径轴向缠绕,多绕几圈求平均值,利用周长与直径的关系计算,误差主要是缠绕绳与轴线的垂直情况,与游标尺相比,减少了单个测量的误差;c,采用标准件,使用磁力表架进行测量,此种测量精度较高,一般在0.02mm。

2请举例说明动态特性和静态特性的区别。

答:动态特性的函数与时间相关,即时间不同,特征值不尽相同;而静态特性与时间无关。

如,温度传感器的线性度是通过一定时间稳定后才测量温度,而温度变化引起的温度传感器发生变化的滞后则属于动态特性。

3说明传感器与检测技术的发展趋势。

答:a、不断拓展检测范围,努力提高检测精度和可靠性;b、传感器逐渐向集成化、组合式、数字化方向发展;c、重视非接触式检测技术研究;d、检测系统智能化。

4说明频率域分析能解决的问题。

答: 频域描述反映信号的频率组成及幅值、相位关系。

为了解决不同的问题,往往需要掌握信号的不同方面的特征,因而可采用不同的信号描述方式。

例如,评定机器振动烈度,需要振动速度的均方根值作为判据,而在寻找振动源头时则需要掌握振动信号的频率分量,需要采用频域描述。

项目一1设想一个方案使用光电接近开关检测转速。

答:在转轴上粘接一个小面积的反光板,试验光电接近开关的敏感距离,安放光电接近开关,这样,转轴每转一圈,光电开关输出一个脉冲,利用计数器表头,或者人工计数,计量转动圈数的时间,利用转速公式获得转速。

2使用数显表配合接近开关,设计一个方案,检测传送带上的输运物料的个数。

答:在传送带边上设计一个接近开关,并测试其对物料的敏感距离,然后将其信号线按照实训任务中的方法连接,即可在数显表上显示来料个数。

3上网查找一个接近开关的生产厂家,并介绍其生产接近开关的型号和应用场合。

答:/products.asp?id=65,上海巨马。

传感器检测技术习题参考答案(第二版)

传感器检测技术习题参考答案(第二版)

传感器检测技术习题参考答案(第⼆版)传感器与检测技术(书号25971)参考答案第1章检测技术基本知识1.选择题(1)C B (2)D (3)A (4)B(5)B2.简答题(1)P13-P14(2)P13-P15;(3)P15-P16(4)P16-P18(5)P19(6)P4(7)P4-P6(8)P6-P7(9)P83.计算题(1)①1℃②5% 1%(2)167.762 Ωσ=0.184Ω4.分析题(1)150V量程150V量程相对误差为0.7%,300V量程相对误差为1.4%(2)0.5级、0.2级、0.2级第2章⼒学量传感器及应⽤1 填空(1)⾦属半导体材料⼏何形变电阻率半导体(2)丝式箔式薄膜式(3)半导体压阻2.简答(1)P29 (2) P29 (3) P36 (4)P40-P41 (5)⼀般来讲,应变⽚的电阻变化较⼩,很难⽤⼀般的电阻测量仪器测量;实际测量系统中,需要把电阻变化转换为电压的变化。

故实际⼀般使⽤电桥电路测量。

(6)P39注意应变⽚应变极性,保证其⼯作在差动⽅式。

(7)P46-47 (8)P48 (9)P49 (10)P50-P51(11)由于外⼒作⽤在压电传感元件上所产⽣的电荷只有在⽆泄漏的情况下才能保存,即需要测量回路具有⽆限⼤的内阻抗,这实际上是达不到的,所以压电式传感器不能⽤于静态测量。

压电元件只有在交变⼒的作⽤下,电荷才能源源不断地产⽣,可以供给测量回路以⼀定的电流,故只适⽤于动态测量。

3.计算题4.分析题(1)P42 (2)P43 (3)(4)参照⾼分⼦压电材料特点分析(5)基本⼯作原理是,当使⽤者将开关往⾥按时,有⼀很⼤的⼒冲击压电陶瓷,由于压电效应,在压电陶瓷上产⽣数千伏⾼压脉冲,通过电极尖端放电,产⽣了电⽕花;将开关旋转,把⽓阀门打开,电⽕花就将燃烧⽓体点燃了。

第3章⼏何量传感器及应⽤1.单项选择(1)D (2)D (3)D (4)A (5)C (6)A(7)A (8)A(9)A2.简述(1)P62-63 (2) P63 (3) P65-68 (4)P68 (5)P70-71 (6)P72-73 (7)P75 (8)P76-77 (9) P77 (10)P82 (11)P83-85 (12)P77 P813.分析题(1)参照电位器式传感器原理分析。

传感器与传感器技术_第二版_答案

传感器与传感器技术_第二版_答案

《传感器与传感器技术》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)|max =520+B=520+15.7=535.7℃ y(t)|min =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。

《传感器与检测技术》第二版部分计算题解答

《传感器与检测技术》第二版部分计算题解答

第一章 传感器与检测技术概论 作业与思考题1.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。

依题意:已知X 1=4.5mm ; X 2=5.5mm ; Y 1=3.5V ; Y 2=2.5V 求:S ;解:根据式(1-3)有:15.45.55.35.21212-=--=--=∆∆=X X Y Y X Y S V/mm 答:该仪器的灵敏度为-1V/mm 。

2.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:0.35Ω/℃;电桥:0.01V/Ω;放大器:100(放大倍数);笔式记录仪:0.1cm/V求:(1)测温系统的总灵敏度;(2)纪录仪笔尖位移4cm 时。

所对应的温度变化值。

依题意:已知S 1=0.35Ω/℃; S 2=0.01V/Ω; S 3=100; S 4=0.1cm/V ; ΔT=4cm 求:S ;ΔT解:检测系统的方框图如下:(3分)(1)S=S 1×S 2×S 3×S 4=0.35×0.01×100×0.1=0.035(cm/℃)(2)因为:T L S ∆∆=所以:29.114035.04==∆=∆S L T (℃) 答:该测温系统总的灵敏度为0.035cm/℃;记录笔尖位移4cm 时,对应温度变化114.29℃。

3.有三台测温仪表,量程均为0_600℃,引用误差分别为2.5%、2.0%和1.5%,现要测量500℃的温度,要求相对误差不超过2.5%,选哪台仪表合理?依题意,已知:R=600℃; δ1=2.5%; δ2=2.0%; δ3=1.5%; L=500℃; γM =2.5% 求:γM1 γM2 γM3 解:(1)根据公式(1-21)%100⨯∆=Rδ 这三台仪表的最大绝对误差为:0.15%5.26001=⨯=∆m ℃ 0.12%0.26002=⨯=∆m ℃ 0.9%5.16003=⨯=∆m ℃(2)根据公式(1-19)%100L 0⨯∆=γ 该三台仪表在500℃时的最大相对误差为:%75.2%10050015%10011=⨯=⨯∆=L m m γ %4.2%10050012%10012=⨯=⨯∆=L m m γ %25.2%1005009%10013=⨯=⨯∆=L m m γ 可见,使用2.0级的仪表最合理。

传感器与检测技术(第二版)参考答案参考答

传感器与检测技术(第二版)参考答案参考答

传感器与检测技术(第二版)参考答案第1章 检测技术基本知识1.1单项选择:1.B2.D3. A4.B1.2见P1;1.3见P1-P3;1.4见P3-P4;1.5 见P5;1.6 (1)1℃(2)5﹪,1﹪ ;1.7 0.5级、0.2级、0.2级;1.8 选1.0级的表好。

0.5级表相对误差为25/70=3.57﹪, 1.0级表相对误差为1/70=1.43﹪;1.9见P10-P11;1.10见P11- P12;1.11 见P13-P14第2章 电阻式传感器及应用2.1 填空1.气体接触,电阻值变化;2.烧结型、厚膜型;3.加热器,加速气体氧化还原反应;4.吸湿性盐类潮解,发生变化2.2 单项选择1.B 2. C 3 B 4.B 5.B 6. A2.3 P17;2.4 P17;2.5P24;2.6 P24;2.7 P24-P25;2.8 P25;2.9 P26;2.10 P30-312.11 应变片阻值较小;2.12P28,注意应变片应变极性,保证其工作在差动方式;2.16 Uo=4m V ;2.17 P34;2.18 P34;2.19 (1) 桥式测温电路,结构简单。

(2)指示仪表 内阻大些好。

(3)RB:电桥平衡调零电阻。

2.20 2.21 线性范围内,希望传感器的灵敏度越高越好;传感器的延迟时间越短越好;传感器的线性范围越宽,则其量程越大,并且能保证一定的测量精度。

2.23 P44;2.33 P45第3章 电容式传感器及应用3.1 P53-P56;3.2 变面积传感器输出特性是线性的。

3.3 P58-P59;3.4 P59-P613.5 当环境相对湿度变化时,亲水性高分子介质介电常数发生改变,引起电容器电容值的变化。

属于变介电常数式。

3.6 参考变面积差动电容传感器工作原理。

参考电容式接近开关原理。

3.8 (1)变介电常数式;(2)参P62 电容油料表原理第4章 电感式传感器及应用4.1 单项选择1.B;2.A4.2 P65;4.3 P68;4.4 螺线管式电感传感器比变隙式电感传感器的自由行程大。

传感器与检测技术机工版第2版第2章 习题解答

传感器与检测技术机工版第2版第2章   习题解答

第2章习题解答1.填空题(1)正比。

(2)基片、金属丝(电阻丝)或金属箔、覆盖层以及引线。

(3)金属应变片,半导体,金属丝式、箔式、薄膜式(4)线路补偿,应变片自补偿。

(5)粘贴式半导体应变片、扩散型压阻传感器。

(6)零位漂移,灵敏度漂移。

(7)扩散电阻值,温度系数,串联电阻.(8)压阻系数,串联二极管。

(9)电阻元件、骨架及电刷(滑动触点)。

2.什么是电阻应变效应?所谓的电阻应变效应,就是导体或半导体在受到外力的作用下,会产生机械变形,从而导致其电阻值发生变化的现象。

3.简述金属电阻应变片的结构及工作原理。

金属电阻应变片的结构如图2-2所示,它主要由基片、金属丝(电阻丝)或金属箔、覆盖层以及引线等4部分组成。

电阻丝(箔)以曲折形状(栅形,称为敏感栅)用黏结剂粘贴在绝缘基片上,两端通过引线引出,丝栅上面再粘贴一层绝缘保护膜。

把应变片贴于被测变形物体上,敏感栅跟随被测物体表面的形变而使电阻值改变,只要测出电阻的变化就可以得知形变量的大小。

4.简述电阻应变片的粘贴步骤。

1)试件的表面处理。

为了保证一定的粘合强度,必须将试件表面处理干净,清除杂质、油污及表面氧化层等。

粘贴表面应保持平整,表面光滑。

最好在表面打光后,采用喷砂处理。

面积约为应变片的3~5倍。

2)确定贴片位置。

在应变片上标出敏感栅的纵、横向中心线,在试件上按照测量要求划出中心线。

精密的可以用光学投影方法来确定贴片位置。

3)粘贴应变片。

首先用甲苯、四氯化碳等溶剂清洗试件表面。

如果条件允许,也可采用超声清洗。

应变片的底面也要用溶剂清洗干净,然后在试件表面和应变片的底面各涂一层薄而均匀的胶水等。

贴片后,在应变片上盖上一张聚乙烯塑料薄膜并加压,将多余的胶水和气泡排出。

加压时要注意防止应变片错位。

4)固化处理。

贴好应变片后,根据所使用的粘合刑的固化工艺要求进行固化处理和时效处理。

5)粘贴质量检查。

检查粘贴位置是否正确,粘合层是否有气泡和漏贴,敏感栅是否有短路或断路现象,以及敏感栅的绝缘性能等。

《传感器与检测技术(第2版)》参考答案第8章 热电式传感器

《传感器与检测技术(第2版)》参考答案第8章    热电式传感器

第8章热电式传感器
三、填空题
四、简答题
1、答:①两种不同材料的导体(或半导体)A、B两端相互紧密地连接在一起,组成一个闭合回路。

当两接点温度不等时,回路中就会产生大小和方向与导体材料及两接点的温度有关的电动势,从而形成电流,这种现象称为热电效应。

该电动势称为热电动势。

②接触电动势:接触电势是由两种导体的自由电子密度不同而在其接触处形成的热电势。

它的大小取决于两导体的材料及接触点的温度,而与导体的形状和尺寸无关。

③温差电动势:是在同一根导体中,由于两端温度不同而产生的一种电势。

知识点:热电偶
2、答:中间导体定律:热电偶测温时,若在回路中接入第三种导体,只要其两端的温度相同,则对热电偶回路总的热电势不产生影响。

中间导体定律的意义在于:在实际的热电偶测温应用中,测量仪表和连接导线可以作为第三种导体对待。

知识点:热电偶
3、答:标准电极定律:如果两种导体A,B分别与第三种导体C组成的热电偶所产生的热电动势已知,则由这两个导体A,B组成的热电偶产生的热电动势可由下式确定:
E AB(t,t0)=E AC(t,t0)- E BC(t,t0)
标准电极定律的意义在于,纯金属的种类很多,合金的种类更多,要得出这些金属件组。

《传感器与检测技术(第2版)》综合试题(4套)

《传感器与检测技术(第2版)》综合试题(4套)

综合测试题及参考答案(4套)综合试题一一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

错选、多选和未选均不得分。

1、传感器的主要功能是()。

A. 检测和转换B. 滤波和放大C. 调制和解调D. 传输和显示2、在直流电路中使用电流表和电压表测量负载功率的测量方法属于()。

A. 直接测量B. 间接测量C. 组合测量D. 等精度测量3、电阻应变片配用的测量电路中,为了克服分布电容的影响,多采用( )。

A.直流平衡电桥 B.直流不平衡电桥C.交流平衡电桥 D.交流不平衡电桥4、差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有( )。

A.直流电桥 B.变压器式交流电桥C.相敏检波电路 D.运算放大电路5、实用热电偶的热电极材料中,用的较多的是()。

A.纯金属 B.非金属C.半导体 D.合金6、光电管和光电倍增管的特性主要取决于()。

A.阴极材料 B.阳极材料C.纯金属阴极材料 D.玻璃壳材料7、用光敏二极管或三级管测量某光源的光通量时,是根据它们的什么特性实现的( )。

A.光谱特性 B.伏安特性C.频率特性 D.光电特性8、超声波测量物位是根据超声波在两种介质的分界面上的什么特性而工作的()。

A. 反射B. 折射C. 衍射D. 散射9、下列关于微波传感器的说法中错误的是()。

A. 可用普通电子管与晶体管构成微波振荡器B. 天线具有特殊结构使发射的微波具有尖锐的方向性C. 用电流—电压特性呈非线性的电子元件做探测微波的敏感探头155传感器与检测技术学习指导156 D. 可分为反射式和遮断式两类10、用N 型材料SnO 2制成的气敏电阻在空气中经加热处于稳定状态后,与NO 2接触后( )。

A .电阻值变小B .电阻值变大C .电阻值不变D .不确定二、简答题(本大题共5小题,每小题6分,共30分)1、什么是传感器动态特性和静态特性?简述在什么条件下只研究静态特就能够满足通常的需要,而在什么条件下一般要研究传感器的动态特性?实现不失真测量的条件是什么?2、分析如图6.1所示自感式传感器当动铁心左右移动时自感L 变化情况(已知空气隙的长度为x1和x2,空气隙的面积为S ,磁导率为μ,线圈匝数W 不变)。

CH热电式传感器(含答案)《传感器与检测技术(第版)》习题及解答(2021年整理精品文档)

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第8章热电式传感器一、单项选择题1、热电偶的基本组成部分是( )。

A。

热电极 B。

保护管C。

绝缘管 D. 接线盒2、在实际应用中,用作热电极的材料一般应具备的条件不包括( )。

A. 物理化学性能稳定B. 温度测量范围广C。

电阻温度系数要大 D. 材料的机械强度要高3、为了减小热电偶测温时的测量误差,需要进行的温度补偿方法不包括()。

A。

补偿导线法 B. 电桥补偿法C。

冷端恒温法 D。

差动放大法4、用热电阻测温时,热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是( )。

A.接线方便B. 减小引线电阻变化产生的测量误差C. 减小桥路中其它电阻对热电阻的影响D。

减小桥路中电源对热电阻的影响5、目前,我国生产的铂热电阻,其初始电阻值有( )。

A.30 B.50C.100 D.406、我国生产的铜热电阻,其初始电阻R0为( ).A.50Ω B.100ΩC.10Ω D.40Ω7、目前我国使用的铂热电阻的测量范围是()A.-200~850℃ B.-50~850℃C.-200~150℃ D.-200~650℃8、我国目前使用的铜热电阻,其测量范围是().A.-200~150℃ B.0~150℃C.-50~150℃ D.-50~650℃9、热电偶测量温度时()A。

《传感器》第2版-余成波 传感器与自动检测技术习题参考答案

《传感器》第2版-余成波 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

《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,将非电量输入转换成电量输出。

传感器一般哪几部分组成?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。

被测量敏感元件传感元件信号调节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,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。

压力/MPa 输出值/mV 第一循环第二循环第三循环正行程反行程正行程反行程正行程反行程解: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。

传感器与检测技术第2版试题三含参考答案

传感器与检测技术第2版试题三含参考答案

传感器与自动检测技术仿真试题三试卷一(闭卷)(考试时间90分钟,总分80分)一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

错选、多选和未选均不得分。

1、传感技术与信息学科紧密相连,是()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2、下列测量方法属于组合测量的是()。

A. 用电流表测量电路的电流B. 用弹簧管压力表测量压力C. 用电压表和电流表测量功率D. 用电阻值与温度关系测量电阻温度系数3、传感器的静态特性,是指当传感器输入、输出不随( )变化时,其输出-输入的特性。

A.时间B.被测量C.环境D.地理位置=秒的一阶系统,当受到突变温度作4、已知某温度传感器为时间常数τ3用后,传感器输出指示温差的三分之一所需的时间为()秒A.3 B.1 C. D.1/35、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()。

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6、下列说法正确的是()。

A. 差动整流电路可以消除零点残余电压,但不能判断衔铁的位置。

B. 差动整流电路可以判断衔铁的位置,但不能判断运动的方向。

C. 相敏检波电路可以判断位移的大小,但不能判断位移的方向。

D. 相敏检波电路可以判断位移的大小,也可以判断位移的方向。

7、下列对红外传感器的描述错误的是()。

A. 红外辐射是一种人眼不可见的光线B. 红外线的波长范围大致在~1000μm之间C. 红外线是电磁波的一种形式,但不具备反射、折射特性D. 红外传感器是利用红外辐射实现相关物理量测量的一种传感器。

8、微波传感器测量物体含水量主要利用下述微波的哪一个特点()A. 微波波长很短,频率很高B. 水对微波的反射作用很强C. 微波的传输特性很好D. 水对微波的吸收作用很强9、在理想介质中,超声波的衰减来自于超声波的()。

53350-《传感器与检测技术》第二版部分计算题解答_New

53350-《传感器与检测技术》第二版部分计算题解答_New

53350-《传感器与检测技术》第二版部分计算题解答_New53350-《传感器与检测技术》第二版部分计算题解答第一章 传感器与检测技术概论 作业与思考题1.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。

依题意:已知X 1=4.5mm ; X 2=5.5mm ; Y 1=3.5V ; Y 2=2.5V求:S ;解:根据式(1-3)有:15.45.55.35.21212-=--=--=∆∆=X X Y Y XYS V/mm答:该仪器的灵敏度为-1V/mm 。

2.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:0.35Ω/℃;电桥:0.01V/Ω;放大器:100(放大倍数);笔式记录仪:0.1cm/V求:(1)测温系统的总灵敏度;(2)纪录仪笔尖位移4cm时。

所对应的温度变化值。

依题意:已知S1=0.35Ω/℃;S2=0.01V/Ω;S3=100;S4=0.1cm/V;ΔT=4cm求:S;ΔT解:检测系统的方框图如下:ΔU1ΔU2ΔL(3分)(1)S=S1×S2×S3×S4=0.35×0.01×100×0.1=0.035(cm/℃)(2)因为:TLS∆∆=所以:29.114035.04==∆=∆SLT(℃)答:该测温系统总的灵敏度为0.035cm/℃;记录笔尖位移4cm时,对应温度变化114.29℃。

3.有三台测温仪表,量程均为0_600℃,引用误差分别为2.5%、2.0%和1.5%,现要测量500℃的温度,要求相对误差不超过2.5%,选哪台仪表合理?依题意,已知:R=600℃; δ1=2.5%; δ2=2.0%; δ3=1.5%; L=500℃; γM =2.5%求:γM1 γM2 γM3 解:(1)根据公式(1-21)%100⨯∆=R δ 这三台仪表的最大绝对误差为:0.15%5.26001=⨯=∆m ℃ 0.12%0.26002=⨯=∆m ℃.9%5.16003=⨯=∆m ℃(2)根据公式(1-19)%100L⨯∆=γ 该三台仪表在500℃时的最大相对误差为:%75.2%10050015%10011=⨯=⨯∆=L m m γ%4.2%10050012%10012=⨯=⨯∆=L m m γ %25.2%1005009%10013=⨯=⨯∆=L m m γ可见,使用2.0级的仪表最合理。

传感器技术及其工程应用第2版习题参考答案

传感器技术及其工程应用第2版习题参考答案

《传感器技术及其工程应用第2版》习题参考答案习题11. 什么叫传感器?它由哪几部分组成?它在自动测控系统中起什么作用?答:传感器是能感受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。

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或响应被测量的部分;转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。

自动检测和自动控制技术是人们对事物的规律定性了解、定量分析预期效果所从事的一系列技术措施。

自动测控系统是完成这一系列技术措施之一的装置。

一个完整的自动测控系统,一般由传感器、测量电路、显示记录装置或调节执行装置、电源四部分组成。

传感器的作用是对通常是非电量的原始信息进行精确可靠的捕获和转换为电量,提供给测量电路处理。

2. 传感器分类有哪几种?各有什么优、缺点?答:传感器有许多分类方法,但常用的分类方法有两种,一种是按被测输入量来分,如温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等;另一种是按传感器的工作原理来分,如电学式传感器、磁学式传感器、光电式传感器、电势型传感器、电荷传感器、半导体传感器、谐振式传感器、电化学式传感器等。

还有按能量的关系分类,即将传感器分为有源传感器和无源传感器;按输出信号的性质分类,即将传感器分为模拟式传感器和数字式传感器。

按被测输入量分类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;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,不便使用者掌握其基本原理及分析方法。

按工作原理分类的优点是对传感器的工作原理比较清楚,有利于专业人员对传感器的深入研究分析;缺点是不便于使用者根据用途选用。

3. 什么是传感器的静态特性?它由哪些技术指标描述?答:传感器测量静态量时表现的输入、输出量的对应关系为静态特性。

它有线性度、灵敏度、重复性、迟滞现象、分辨力、稳定性、漂移等技术指标。

传感器及检测技术课后习题及答案

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.解:在生产过程和科学实验中,要对各种各样的参数进展检测和控制,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,这取决于传感器的根本特性,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;4〕传感器的重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续屡次变化时,所得特性曲线不一致的程度。

CH13新型传感器含答案传感器与检测技术第2版习题及解答

CH13新型传感器含答案传感器与检测技术第2版习题及解答

第13章新型传感器一、单项选择题1、模糊传感器的“智能”之处在于:它可以模拟人类感知的全过程,核心在于知识性,知识的最大特点在于其()。

A. 信息化B. 模糊性C. 智能性D. 系统性2、网络传感器特别适于()A、集中检测B、远程分布测量和监控C、局部监测D、无人监测3、网络传感器的核心是()A、构成网络B、分布式测量C、使传感器实现网络通信协议D、多节点4、下列关于智能传感器的功能描述错误的是()。

A. 自检功能B. 自校功能C. 自补偿功能D. 自动抗干扰功能5、下列关于智能传感器与传统传感器功能对比错误的是()。

A. 具有信号调理功能B. 具有自诊断、自校准功能C. 具有自适应、自调整功能D. 具有记忆、存储功能二、多项选择题1、模糊传感器的基本功能包括()A、学习功能B、推理联想功能C、感知功能D、通信功能2.下列对传感器集成化的含义描述正确的是()。

A. 将多个功能完全相同的敏感单元集成在同一个芯片上;B. 将多个体积相近,外形相似的元器件集成在一个区域;C. 对多个结构相同、功能相近的敏感单元进行集成;D. 对不同类型的传感器进行集成。

三、填空题1、新型传感器是相对于而言,随着技术的发展和时间的推移,于近年新出现的一类传感器。

2、智能传感器较传统传感器最大的变化就是将和相结合。

3、所谓的智能式传感器就是一种带有的,兼有信息检测、信号处理、信息记忆、的传感器。

4、模糊传感器是在传统数据检测的基础上,经过,以模拟人类自然语言符号描述的形式输出测量结果的一类智能传感器。

5、完整的MEMS是由、、、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。

6、MEMS器件制造中的四种主流技术是:、、和。

7、网络传感器就是能与连接或通过使其与微处理器、计算机或仪器系统连接的传感器。

8、网络传感器主要是由、及组成。

9、目前,主要有基于的网络传感器和基于的网络传感器两大类。

10、智能传感器较传统传感器最大的变化就是将和相结合。

传感器技术及应用(第二版)思考题与习题参考答案

传感器技术及应用(第二版)思考题与习题参考答案

思考题与习题参考答案第1章1-1 什么叫传感器?它由哪几部分组成?它们的相互作用及相互关系如何? 答:传感器是把被测量转换成电化学量的装置,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或响应被测量的部分;转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。

由于传感器输出信号一般都很微弱,需要信号调理与转换电路进行放大、运算调制等,此外信号调理转换电路以及传感器的工作必须有辅助电源,因此信号调理转换电路以及所需的电源都应作为传感器组成的一部分。

1-2 什么是传感器的静态特性?它有哪些性能指标?分别说明这些指标的含义?答:传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输入与输出的关系。

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。

灵敏度是输入量∆y 与引起输入量增量∆y 的相应输入量增量∆x 之比。

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。

迟滞是指传感器在输入量由小到大(正行程)及输入量由大到小(反行程)变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象。

重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时,所得特性曲线不一致的程度。

漂移是指在输入量不变的情况下,传感器输出量随时间变化的现象。

精度是用来评价系统的优良程度。

1-3 某线性位移测量仪,当被测位移X 由3.0mm 变到4.0mm 时,位移测量仪的输出电压V 由3.0V 减至2.0V ,求该仪器的灵敏度。

解:该仪器的灵敏度为10.30.40.30.2X V -=--=∆∆=S (V/mm ) 1-4 用测量范围为-50~150KPa 的压力传感器测量140KPa 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:绝对误差:X L ∆=-=142-140=2 相对误差100%L δ∆=⨯=2100% 1.4285%140⨯= 标称相对误差即%100⨯∆=x ξ=2100% 1.4084%142⨯= 引用误差100%-γ∆=⨯测量范围上限测量范围下限 =22100%1%150(50)200=⨯=--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)。

传感器与检测技术试题二及答案

传感器与检测技术试题二及答案

传感器与检测技术试题二及答案一、填空题:(每题 1 分,共30 分)(说明:将认为正确答案写在每小题相应的横线上)1.按传感器有基本参数指标,例如_______、_______、精度以及动态特性的频率特性、上升时间、过冲量等;有环境参数指标,例如_____、_____、湿度等;传感器常用的分类方法有两种,一种是按被测输入量来分,如__________传感器、__________传感器、__________传感器、__________传感器、液位传感器、加速度传感器、转矩传感器等;另一种是按传感器的工作原理来分,如电学式传感器、__________传感器、__________传感器、电势型传感器、电荷传感器、半导体传感器、谐振式传感器、电化学式传感器等。

2.金属电阻的__________是金属电阻应变片工作的物理基础。

3.电容式传感器采用__________作为传感元件,将不同的__________变化转换为__________的变化。

4.电感式传感器是利用被测量的变化引起线圈__________或__________的变化,从而导致线圈电感量改变这一物理现象来实现测量的。

5.半导体气体传感器是利用半导体气敏元件同气体接触,造成半导体性质变化,来检测气体的成分或浓度的气体传感器。

半导体气体传感器大体可分为__________和__________两大类。

6.通常把光电效应分为三类:_________,_________和_________。

根据这些光电效应可制成不同的光电转换器件(光电元件),如:光电管,光电倍增管,光敏电阻,光敏晶体管,光电池等。

光电池基于 _________效应。

7.用光敏二极管感光的CCD图像传感器。

它的________极高,在低照度下也能获得清晰的图像,在强光下也不会________ 。

8.热电偶的热电势大小与__________和__________有关,为了保证输出热电势是被测温度的单值函数,必须保持冷端温度恒定。

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第13章新型传感器一、单项选择题1、模糊传感器的“智能”之处在于:它可以模拟人类感知的全过程,核心在于知识性,知识的最大特点在于其()。

A. 信息化B. 模糊性C. 智能性D. 系统性2、网络传感器特别适于()A、集中检测B、远程分布测量和监控C、局部监测D、无人监测3、网络传感器的核心是()A、构成网络B、分布式测量C、使传感器实现网络通信协议D、多节点4、下列关于智能传感器的功能描述错误的是()。

A. 自检功能B. 自校功能C. 自补偿功能D. 自动抗干扰功能5、下列关于智能传感器与传统传感器功能对比错误的是()。

A. 具有信号调理功能B. 具有自诊断、自校准功能C. 具有自适应、自调整功能D. 具有记忆、存储功能二、多项选择题1、模糊传感器的基本功能包括()A、学习功能B、推理联想功能C、感知功能D、通信功能2.下列对传感器集成化的含义描述正确的是()。

A. 将多个功能完全相同的敏感单元集成在同一个芯片上;B. 将多个体积相近,外形相似的元器件集成在一个区域;C. 对多个结构相同、功能相近的敏感单元进行集成;D. 对不同类型的传感器进行集成。

三、填空题1、新型传感器是相对于而言,随着技术的发展和时间的推移,于近年新出现的一类传感器。

2、智能传感器较传统传感器最大的变化就是将和相结合。

3、所谓的智能式传感器就是一种带有的,兼有信息检测、信号处理、信息记忆、的传感器。

4、模糊传感器是在传统数据检测的基础上,经过,以模拟人类自然语言符号描述的形式输出测量结果的一类智能传感器。

5、完整的MEMS是由、、、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。

6、MEMS器件制造中的四种主流技术是:、、和。

7、网络传感器就是能与连接或通过使其与微处理器、计算机或仪器系统连接的传感器。

8、网络传感器主要是由、及组成。

9、目前,主要有基于的网络传感器和基于的网络传感器两大类。

10、智能传感器较传统传感器最大的变化就是将和相结合。

11、所谓的智能式传感器就是一种带有的,兼有信息检测、信号处理、信息记忆、的传感器。

12、是智能式传感器的核心。

四、简答题1、列举至少6种智能式传感器的特点。

2、智能式传感器的主要作用是什么?3、试画出模糊传感器的一般结构?4、简述微传感器的特点。

5、简述IEEE1451的智能变送器接口标准的主要目标。

6、试画出网络传感器测控系统的结构。

7、什么叫智能传感器?8、智能传感器的主要功能是什么?9、与传统传感器相比,智能传感器具有哪些特点?10、智能传感器今后的发展方向如何?11、智能传感器如何实现?12、如何设计智能传感器?13、什么是模糊传感器?14、什么是微传感器?15、模糊传感器的基本功能有哪些?16、什么是微机电系统?17、微机电系统的基本结构是什么?18、简要介绍主要的MEMS制造技术。

19、什么是网络传感器?20、网络传感器是如何分类的?21、简要介绍IEEE1451网络传感器。

22、网络传感器的主要发展方向是什么?第13章新型传感器一、单项选择题三、填空题四、简答题1、答:高精度;宽量程;多功能;高可靠性;高稳定性;高分辨率;高信噪比;高性价比;自适应性强;超小型化;微功率。

知识点:智能传感器2、答:(1)提高测量精度;(2)增加功能;(3)提高自动化程度。

知识点:智能传感器3、答:如图A.6所示。

图A.6 模糊传感器的一般结构知识点:模糊传感器4、答:(1)空间占有率小;(2)灵敏度高,响应速度快;(3)便于集成化和多功能化;(4)可靠性提高;(5)消耗电力小,节省资源和能量;(6)价格低廉。

知识点:微传感器5、答:主要目标是定义一整套通用的通信接口,使变送器能够独立于网络与现有基于微处理器的系统,仪器仪表和现场总线网络相连,并最终实现变送器到网络的互换性与互操作性。

知识点:智能传感器6、答:如图A.7所示。

图A.7 网络传感器测控系统的结构知识点:网络传感器7、答:智能传感器是指传感器与微处理器赋予智能的结合,兼有信息检测与信息处理的传感器。

知识点:智能传感器8、答:智能传感器的主要功能是:(1)具有自动校零、自动标定、自动校正功能;(2)具有自动补偿功能;(3)能够自动采集数据,并对数据进行预处理;(4)能够自动进行检验、自选量程、自寻故障;(5)具有数据存储、记忆与信息处理功能;(6)具有双向通讯、标准化数字输出或符号输出功能;(7)具有判断、决策处理功能。

知识点:智能传感器9、答:与传统传感器相比,智能传感器具有以下特点:(1)精度高(2)可靠性与稳定性高(3)信噪比与分辨力高(4)自适应性强(5)性能价格比高知识点:智能传感器10、答:(1)利用微电子学,使传感器和微处理器结合在一起实现各种功能的单片智能传感器;(2)微结构(智能结构)是今后智能传感器重要发展方向之一;(3)利用生物工艺和纳米技术研制传感器功能材料,以此技术为基础研制分子和原子生物传感器。

(4)完善智能器件原理和智能材料的设计方法。

知识点:智能传感器11、答:智能传感器的实现有三种途径:(1)集成化实现即采用微机械加工技术和大规模集成电路工艺,利用半导体材料硅作为基本材料来制作敏感元件,将信号调理电路、微处理器单元等集成在一块芯片上构成的。

(2)非集成化实现是将传统传感器(采用非集成化工艺制作的传感器,仅具有获取信号的功能)、信号调理电路、带数字总线接口的微处理器合为一体而构成的一个智能传感器系统。

(3)混合实现混合实现是指根据需要与可能,将系统各个集成化环节,如敏感单元、信号调理电路、微处理器单元、数字总线接口等,以不同的组合方式集成在几块芯片上,并装在一个外壳里。

知识点:智能传感器12、答:智能传感器的设计一般要涉及以下几个方面的内容及相应的流程:(1)智能压力传感器的结构设计(2)敏感元件设计(3)传感器工艺设计(4)软件设计知识点:智能传感器13、答:模糊传感器是以数值测量为基础,并能产生和处理与其相关的测量符号信息的装置,即模糊传感器是在经典传感器数值测量的基础上经过模糊推理与知识集成,以自然语言符号的描述形式输出的传感器。

知识点:模糊传感器14、答:微传感器是利用集成电路工艺和微组装工艺,基于各种物理效应的机械、电子元器件集成在一个基片上的传感器。

知识点:微传感器15、答:模糊传感器作为一种智能传感器,具有智能传感器的基本功能,即学习、推理、联想、感知和通信功能。

知识点:模糊传感器16、答:微机电系统就是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。

其目标是把信息的获取、处理和执行集成在一起,组成具有多功能的微型系统,集成于大尺寸系统中,从而大幅度地提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。

知识点:微传感器17、答:微机电系统的基本结构一般由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成。

知识点:微传感器18、答:(1)超精密加工及特种加工利用传统的超精密加工以及特种加工技术实现微机械加工。

微机电系统中采用的超精密加工技术多是由加工工具本身的形状或运动轨迹来决定微型器件的形状。

这类方法可用于加工三维的微型器件和形状复杂、精度高的微构件。

其主要缺点是装配困难、与电子元器件和电路加工的兼容性不好。

(2)表面微加工以硅片作基片,通过淀积与光刻形成多层薄膜图形,把下面的牺牲层经刻蚀去除,保留上面的结构图形的加工方法。

在基片上有淀积的薄膜,薄膜生成通常采用物理气相淀积和化学气相淀积工艺在衬底材料上制作而成。

表面牺牲层制作是先在衬底上淀积牺牲层材料,利用光刻形成一定的图形,然后淀积作为机械结构的材料并光刻出所需的图形,再将支撑结构层的牺牲层材料腐蚀掉,从而形成悬浮的、可动的微机械结构部件。

(3)体微加工体微加工技术是为制造微三维结构而发展起来的,是按照设计图在硅片(或其他材料)上有选择地去除一部分硅材料,形成微机械结构。

体微加工技术的关键技术是蚀刻,通过腐蚀对材料的某些部分有选择地去除,使被加工对象显露出一定的几何结构特征。

腐蚀方法分为化学腐蚀和离子腐蚀。

(4)LIGA技术LIGA技术先利用同步辐射X射线光刻技术光刻出所需要的图形,然后利用电铸成型方法制作出与光刻图形相反的金属模具,再利用微塑铸形成深层微结构。

LIGA技术的优点是能制造三维微结构器件,获得的微结构具有较大的深宽比和精细的结构,侧壁陡峭、表面平整,微结构的厚度可达几百乃至上千μm。

知识点:微传感器19、答:网络传感器是指传感器在现场级实现网络协议,使现场测控数据能够就近进入网络传输,在网络覆盖范围内实时发布和共享。

简单地说,网络传感器就是能与网络连接或通过网络使其与微处理器、计算机或仪器系统连接的传感器。

知识点:网络传感器20、答:目前,主要有基于现场总线的网络传感器和基于以太网(Ethernet)协议的网络传感器两大类。

知识点:网络传感器21、答:IEEE1451网络传感器就是配备了IEEE1451标准接口系统的网络传感器。

IEEE1451的智能变送器接口标准的主要目标是定义一整套通用的通信接口,使变送器能够独立于网络与现有基于微处理器的系统,仪器仪表和现场总线网络相连,并最终实现变送器到网络的互换性与互操作性。

知识点:网络传感器22、答:目前,网络传感器的应用主要面向两个大的方向。

(1)分布式测控将网络传感器布置在测控现场,处于控制网络中的最低级,其采集到的信息传输到控制网络中的分布智能节点,由它处理,然后传感器数据散发到网络中。

网络中其他节点利用信息做出适当的决策,如操作执行器、执行算法。

(2)嵌入式网络现有的嵌入式系统虽然已得到广泛的应用,但大多数还处在单独应用的阶段,独立于因特网之外。

如果能够将嵌入式系统连接到因特网上,则可方便、低廉地将信息传送到任何需要的地方。

嵌入式网络的主要优点:不需要专用的通信线路;速度快;协议是公开的,适用于任何一种WEB浏览器;信息反映的形式是多样化的等。

知识点:网络传感器。

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