传感检测技术及创新应用公选课复习思考题
《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。
现代传感技术复习思考题
现代传感技术复习思考题1.传感器的基本概念是什么？一般情况下由哪几部分组成？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或装置。
通常由敏感元件，转换元件和转换电路组成。
2.传感器有几种分类形式，各种分类之间有什么不同？答：根据传感器的工作机理（包括物理，化学，生物传感器等）；根据传感器的构成原理（结构型，物性型传感器）；根据传感器的能量转换情况（能量控制，能量转换传感器）。
3.举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。
答：结构型传感器是利用物理学中场的定律构成的，包括动力场的运动定律，电磁场的电磁定律等。
物理学中的定律一般是以方程式给出的。
特点是传感器的工作原理是以传感器中元件相对位置变化引起场的变化为基础，而不是以材料特性变化为基础。
物性型传感器是利用物质定律构成的,如虎克定律、欧姆定律等。
定律、法则大多数是以物质本身的常数形式给出。
这些常数的大小，决定了传感器的主要性能。
4.电阻传感器（应变式（电位器式）、热电式、光电式）工作原理、测量电路及应用。
答：基本原理是将被测物理量的变化转换成电阻值的变化，再经相应的测量电路而最后显示被测量值的变化。
电位器式（应变式）：工作原理是将物体的位移转换为电阻的变化。
测量电路即为桥式电路。
主要用于测量压力、高度、加速度、航面角等各种参数。
热电式：通过温度的变化转换为电压的变化，接入测量电路。
主要用于测温装置。
光电式：通过被测量的变化转换为光信号的变化最后转换为电信号的变化。
应用：能转换成光量变化的其他非电量。
5.电容传感器、电感传感器工作原理、测量电路及应用。
（差动机构）。
6.压电式传感器工作原理、测量电路及应用。
7.磁电式传感器（霍尔传感器、变磁阻式传感器）工作原理、测量电路及应用。
8.热电偶工作原理、测量电路及应用。
9.光电传感器工作原理、测量电路及应用。
10.光栅的工作原理、测量电路及应用。
11.传感器与传感技术概念有什么不同？答：传感器是获取信息的工具。
传感器技术及应用(第二版)思考题与习题参考答案精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版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)。
《传感检测技术及创新应用》公选课复习思考题
《传感检测技术及创新应用》公选课复习思考题2013.6.21第一章传感器概述1．列出你身边的传感器汽车传感器。
主要的物理传感器有光电式传感器、压电传感器、压阻式传感器、电磁式传感器、热电式传感器、光导纤维传感器等传感器在现代家庭中的应用比比皆是：数码相机、数码摄像机：红外测距传感器冰箱、电饭煲：温度检测（热敏电阻）2．试述传感器的定义，传感检测的地位和作用定义：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。
地位：传感器技术是现代工业技术的一项重要的标志，传感器技术应用的水准是一个国家国力强弱的指标之一。
作用：传感器的作用可包括信息的收集、信息数据的交换及控制信息的收集。
3．测量的定义及分类是什么？定义：测量是利用合适的工具，确定某个给定对象在某个给定属性上的量的程序或过程。
分类：直接测量，间接测量，接触测量，不接触测量，组合测量，比较测量，零位法，偏位法，替代法，累积法。
4．传感器静态特性和动态特性的定义及技术指标是什么？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。
（线性度，迟滞，重复灵敏度，分辨力和阈值，稳定性和温度稳定性，漂移，静态误差[精度]）动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性（固有频率、阻尼系数、频响范围、频率特性、时间常数、上升时间、响应时间、过冲量、衰减率、稳态误差、临界速度、临界频率等）第二章温度传感器1．温标的定义和温标的分类温度的数值表示法华氏温标，列氏温标，摄氏温标，开氏温标2．测温方法分类及其特点接触法：测温准确度较高，对感温元件的结构、性能要求苛刻，测量热容量小的物体有困难；测量移动物体有困难；可测量任何部位的温度；便于多点集中测量和自动控制。
非接触法：不与被测物体接触，也不改变被测物体的温度分布，热惯性小，法测温上限很高，可测量移动物件的温度，通常测量表面温度。
3．什么叫热电阻效应？阐述热电阻式传感器的概念、功能及分类及测量范围。
《传感器与检测技术》习题答案-1
《传感器与检测技术》习题答案-1第⼀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。
3.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? 答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采⽤微差式测量。
此时输出电压认可表⽰为U 0，U 0=U +△U ，其中△U 是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U 来讲为⼀⼩量。
传感器与检测技术课后题答案
第1章概述什么是传感器传感器定义为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传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、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、电容、电阻等）输出。
传感器由哪几部分组成的由敏感元件和转换元件组成基本组成部分，另外还有信号调理电路和辅助电源电路。
传感器如何进行分类（1）按传感器的输入量分类，分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。
（2）按传感器的输出量进行分类，分为模拟式和数字式传感器两类。
（3）按传感器工作原理分类，可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、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。
（4）按传感器的基本效应分类，可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。
（5）按传感器的能量关系进行分类，分为能量变换型和能量控制型传感器。
（6）按传感器所蕴含的技术特征进行分类，可分为普通型和新型传感器。
传感器技术的发展趋势有哪些（1）开展基础理论研究（2）传感器的集成化（3）传感器的智能化（4）传感器的网络化（5）传感器的微型化改善传感器性能的技术途径有哪些（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指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。
主要的性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、温度漂移。
传感器输入-输出特性的线性化有什么意义如何实现其线性化答：传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。
常用的线性化方法是：切线或割线拟合，过零旋转拟合，端点平移来近似，多数情况下用最小二乘法来求出拟合直线。
传感器与检测技术第三版-思考题参考答案
任务一 电阻式传感器思考题参考答案1.金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同?答：金属电阻的应变效应主要是由于其几何形状的变化而产生的，半导体材料的应变效应则主要取决于材料的电阻率随应变所引起的变化产生的。
2.直流测量电桥和交流测量电桥有什么区别?答：它们的区别主要是直流电桥用直流电源，只适用于直流元件，交流电桥用交流电源，适用于所有电路元件。
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660102410244--⨯=⨯⨯==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66010*******--⨯=⨯⨯==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。
5.如图所示为一直流电桥，供电电源电动势E =3V ，R 3=R 4=100Ω，R 1和R 2为同型号的电阻应变片，其电阻均为50Ω，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。
设等强度梁在受力后产生的应变为5 000，试求此时电桥输出端电压U 0。
R 2题5图解：此电桥为输出对称电桥，故15210532230=⨯⨯⨯==-U K U ε/mV 任务2 电容式传感器思考题参考答案1.试分析变面积式电容传感器和变间隙式电容的灵敏度?为了提高传感器的灵敏度可采取什么措施并应注意什么问题? 答：如图所示是一直线位移型电容式传感器的示意图。
《传感检测技术及创新应用》公选课复习思考题
《传感检测技术及创新应用》公选课复习思考题第一章传感器概述1．列出你身边的传感器2．试述传感器的定义，传感检测的地位和作用3．试述自动测试系统发展历程4．传感器静态特性和动态特性的定义及技术指标是什么？第二章传感与检测技术的理论基础1．测量的定义及分类是什么？2．试述测量误差的性质与分类。
3. 什么是精密度，准确度，精确度？第三章温度传感器1．温标的定义和温标的分类2．测温方法分类及其特点3．什么叫热电阻效应？阐述热电阻式传感器的概念、功能及分类。
4．用热电阻传感器进行测温时，经常采用哪种测量线路？热电阻与测量线路有几种连接方式？5．概述热电阻式涡街流量计的工作原理。
6．解释热电效应、热电势、接触电势和温差电势？7．什么叫中间导体定律和中间温度定律？试述在工程上的应用。
8．简述热电偶冷端处理的几种方式及其各自的特点？9. 试述热敏电阻的三种类型？第四章力，力矩及压力检测，电阻应变片式传感器1．说明电阻应变片的组成、规格及分类。
2．什么叫应变效应？利用应变效应解释金属电阻应变片工作原理3．试述应变片温度误差的概念、原因和补偿方法。
4．拟在等截面的悬臂梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片组成差动全桥电路。
试问，（1）四个应变片应怎样粘贴在悬臂梁上？（2）画出相应的电桥电路图。
第五章长度检测，电容式传感器1．试述电容式传感器的工作原理与分类？2．比较空气介质的变间隙式与差动式电容传感器的灵敏度和非线性误差3．电容式传感器配用的测量电路有哪几种？它们的工作原理和主要特点是什么？4．电容式传感器应用在那些方面?5．激光测距的特点及原理分类第六章压电及超生波传感器1．什么叫正、逆压电效应？压电材料有哪几种？2．比较一下石英晶体和压电陶瓷各自的特点？3．压电元件的等效电路及其特点是什么？4．简述压电传感器的应用在哪些方面？5．利用超声波检测的原理是什么？超声波应用在那些检测方面?第七章视觉传感器1. 简单介绍什么是RS,GPS,GIS?2．光子的特点是什么？什么叫光电效应？3．试述光电管，光电倍增管的简单结构及其工作原理4．试述光敏电阻，光敏二极管和三极管，硒、硅光电池的结构及工作原理5．什么是光敏电阻的光谱特性？6. 掌握CCD图像传感的工作原理。
传感器与检测技术课后习题答案全文
当 yt R 时 t 3ln 2 1.22
3
3
当 yt R 时 t 3ln 1 2.08
2
2
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第1章
1.5
解：此题与炉温实验的测飞升曲线类似:
yt1090(1et/T)
由y550T 5 8.51
5
ln
9
1.6
解：
yt2520(1et/T)
T 0.5
y1 7.68 y2 5.36
图库
第3章
3.7
答：应用场合有低频透射涡流测厚仪，探伤，描述转 轴运动轨迹轨迹仪。
R x1100 ,R x2200 ,R x3300 ,R x4400 ,R x5500 , R x6600 ,R x7700 ,R x8800 ,R x9900 ,R x101000
r10.1,r20.2,r30.3,r40.4r50.5
r60.6r70.7r80.8r90.9r101.0
Y111003,Y2
重写表格如下:
x 0.3 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 f 2.523 2.502 2.461 2.432 2.410 2.380 2.362 2.351 2.343 y -1.66 -1.78 -2.06 -2.31 -2.56 -3.06 -3.54 -4.02 -4.61
答：
① mR R m L ax m0.1 RL10Rm ax
② 1 2 11m 1 1100% 0.1
m 0.4 R m ax0 .4R L
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第2章
2.5 解：①图 2-32(c)
②圆桶截面积 A R 2 r 2 59.7 106
传感器与检测技术课后题答案
传感器与检测技术课后题答案(共20页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第1章概述什么是传感器？传感器定义为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？传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、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、电容、电阻等）输出。
传感器由哪几部分组成的？由敏感元件和转换元件组成基本组成部分，另外还有信号调理电路和辅助电源电路。
传感器如何进行分类？（1）按传感器的输入量分类，分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。
（2）按传感器的输出量进行分类，分为模拟式和数字式传感器两类。
（3）按传感器工作原理分类，可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、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。
（4）按传感器的基本效应分类，可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。
（5）按传感器的能量关系进行分类，分为能量变换型和能量控制型传感器。
（6）按传感器所蕴含的技术特征进行分类，可分为普通型和新型传感器。
传感器技术的发展趋势有哪些？（1）开展基础理论研究（2）传感器的集成化（3）传感器的智能化（4）传感器的网络化（5）传感器的微型化改善传感器性能的技术途径有哪些？（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指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。
主要的性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、温度漂移。
传感器输入-输出特性的线性化有什么意义如何实现其线性化答：传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。
《检测与传感技术》思考题答案
3-4有一个以空气为介质的变面积型平板电容传感器，如图3-5所示，其中a=8mm，b=12mm，两极板间距离为1mm。一块板在原始位置上平移了5mm后，求该传感器的位移灵敏度K（已知空气相对介电常数=1F/m，真空时的介电常数0= 8.854×10-12F/m）。
4.4根据螺管型差动变压器的基本特性，说明其灵敏度和线性度的主要特点。
答：差动变压器的结构如图所示，主要由一个初级线圈、两个次级线圈和插入线圈中央的圆柱形铁芯等组成。
差动变压器传感器中的两个次级线圈反相串联，并且在忽略铁损、导磁体磁阻和线圈分布电容的理想条件下，当衔铁位于中心位置时，两个次级线圈感应电压大小相等、方向相反，差动输出电压为零，但实际情况是差动变压器输出电压往往并不等于零。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不经过零点，造成实际特性与理论特性不完全一致，使传感器的灵敏度降低，分辨率变差和测量误差增大。
第一章思考题和习题参考答案
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，传感器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。
2-7在题2-6条件下，如果试件材质为合金钢，线膨胀系数g= 1110−6/℃，电阻应变片敏感栅材质为康铜，其电阻温度系数= 1510−6/℃，线膨涨系数s= 14.910−6/℃。当传感器的环境温度从10℃变化到50℃时，所引起的附加电阻相对变化量(R/R)t为多少?折合成附加应变t为多少?
21年XX学校《传感与检测技术(第2版)》题库带答案章节练习题思考题测试题练习题
模块一习题一、填空题1、传感器就是利用物理、化学或生物效应，把被测的、、等非电量转换为电量的器件或装置。
2、传感器一般由、和三部分组成3、传感器的基本特性主要分为和。
4、传感器测量范围的上限值与下限值的，称为量程。
5、与之间的差值称为测量误差。
6、根据产生测量误差的原因，可以将测量误差分为、和三大类。
7、测量误差的表示形式有和两种。
8、完成传感器输出信号处理的各种统称为传感器检测电路。
9、传感器输出的信号有、、和等多样形式。
10、电桥电路分和。
二、选择题1、将温度量转换为电量的原理是（）A、物理效应B、化学效应C、生物效应D、电磁效应2、衡量传感器静态特性的主要指标有（）（1）线性度（2）迟滞（3）重复性（4）分辨率（5）稳定性（6）温度稳定性（7）各种抗干扰稳定性A （1）（2）（3）（6）（7）B（1）（4）（5）（6）（7）C（4）（5）（6）（7）D（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）3、传感器输出的变化量∆y与引起该变化量的输入变化量∆x之比即为（）A 迟滞B 灵敏度C重复性 D 分辨率答案：B4、是指传感器能检测到的最小的输入增量A 迟滞B 灵敏度C重复性 D 分辨率5、下列选项中，（）属于传感器的静态特性。
A频率特性B重复性C传递函数三、判断题1、按被测量分类，可分为电阻式、电容式、电感式，光电式，光栅式、热电式、压电式、红外、光纤、超声波、激光传感器等。
2、系统误差表征测量准确度。
（）3、偶然误差又称随机误差，通常用准确度表征随机误差的大小。
（）4、根据被测量与时间的关系测量误差分为静态误差和动态误差。
（）5、测量值Ax与被测量真值A0之间的差值，称为绝对误差。
（）6、绝对误差就是误差的绝对值。
（）7、满度（引用）相对误差等于绝对误差与示值的百分比。
（）8、传感器输出阻抗都比较高，为防止信号的衰减，常用低输入阻抗的阻抗匹配器作为传感器输入到测量系统的前置电路。
（）（）9、目前检测系统中的放大电路，除特殊情况外，一般都采用共发射极放大电路。
传感器与检测技术基础思考题答案
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。
3.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?答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量。
此时输出电压认可表示为U0，U0=U+△U，其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U来讲为一小量。
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《传感检测技术及创新应用》公选课复习思考题2013.6.21
第一章传感器概述
1．列出你身边的传感器
汽车传感器。
主要的物理传感器有光电式传感器、压电传感器、压阻式传感器、电磁式传感器、热电式传感器、光导纤维传感器等
传感器在现代家庭中的应用比比皆是：
数码相机、数码摄像机：红外测距传感器
冰箱、电饭煲：温度检测（热敏电阻）
2．试述传感器的定义，传感检测的地位和作用
定义：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。
地位：传感器技术是现代工业技术的一项重要的标志，传感器技术应用的水准是一个国家国力强弱的指标之一。
作用：传感器的作用可包括信息的收集、信息数据的交换及控制信息的收集。
3．测量的定义及分类是什么？
定义：测量是利用合适的工具，确定某个给定对象在某个给定属性上的量的程序或过程。
分类：直接测量，间接测量，接触测量，不接触测量，组合测量，比较测量，零位法，偏位法，替代法，累积法。
4．传感器静态特性和动态特性的定义及技术指标是什么？
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。
（线性度，迟滞，重复灵敏度，分辨力和阈值，稳定性和温度稳定性，漂移，静态误差[精度]）
动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性（固有频率、阻尼系数、频响范围、频率特性、时间常数、上升时间、响应时间、过冲量、衰减率、稳态误差、临界速度、临界频率等）
第二章温度传感器
1．温标的定义和温标的分类
温度的数值表示法
华氏温标，列氏温标，摄氏温标，开氏温标
2．测温方法分类及其特点
接触法：测温准确度较高，对感温元件的结构、性能要求苛刻，测量热容量小的物体有困难；测量移动物体有困难；可测量任何部位的温度；便于多点集中测量和自动控制。
非接触法：不与被测物体接触，也不改变被测物体的温度分布，热惯性小，法测温上限很高，可测量移动物件的温度，通常测量表面温度。
3．什么叫热电阻效应？阐述热电阻式传感器的概念、功能及分类及测量范围。
将两种不同材料的导体或半导体焊接起来，构成一个闭合回路，当导体的两个连接点之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应热电式传感器是一种将温度变化转换为电量变化的装置。
金属热电阻（铂热电阻，铜热电阻）（－200～+1000℃），半导体热敏电阻（>1000）。
4．用热电阻传感器进行测温时，经常采用哪种测量线路？热电阻与测量线路有几种连接方式？
5．解释热电效应、热电势、接触电势和温差电势？
6．什么叫中间导体定律和中间温度定律？试述在工程上的应用。
在热电偶回路中接入中间导体（第三导体），只要中间导体两端温度相同，中间导体的引入对热电偶回路总电势没有影响，这就是中间导体定律。
应用:依据中间导体定律，在热电偶实际测温应用中，常采用热端焊接、冷端开路的形式，冷端经连接导线与显示仪表连接构成测温系统。
7．简述热电偶冷端处理的几种方式及其各自的特点？
热电偶的冷端温度补偿和非线性处理
8.试述热敏电阻的三种类型？
分类：PTC热敏电阻、NTC热敏电阻、CTR热敏电阻
第三章力，力矩及压力检测，电阻应变片式传感器1．说明电阻应变片的组成、规格及分类。
电阻应变片有多种形式，常用的有丝式和箔式。
它是由直径为0.02～0.05mm的康铜丝或者镍铬丝绕成栅状（或用很薄的金属箔腐蚀成栅状）夹在两层绝缘薄片（基底）中制成，用镀锡铜线与应变片丝栅连接作为应变片引线，用来连接测量导线。
电阻应变片的分类若在一个基底上只有一个敏感栅，为单轴式应变片，用于测量栅轴方向的应
变。
若在同一基底上按一定角度布置了几个敏感栅，则可测量同一点沿几个敏感栅栅轴方向的应变。
这种应变片称为多轴应变片，俗称应变花。
应变花主要用于测量平面应力状态下一点的主应力和主方向。
常见的应变花有等角应变花，即三个敏感栅轴线互成120度角。
直角应变花为两敏感栅轴线互相垂直，另一敏感栅轴线在它们的角平分线上。
一般应变片的原始电阻值为：60欧姆，120欧姆，250欧姆，600欧姆，1000欧姆，其中以120欧姆的最为常用。
2．什么叫应变效应？利用应变效应解释金属电阻应变片工作原理
应变效应：导体或半导体电阻随其机械变形而变化的物理现象。
3．试述应变片温度误差的概念、原因和补偿方法。
4．拟在等截面的悬臂梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片组成差动全桥电路。
试问，（1）四个应变片应怎样粘贴在悬臂梁上？（2）画出相应的电桥电路图。
第四章压电及超声波传感器
1．什么叫正、逆压电效应？压电材料有哪几种？
正：某些介电体在机械力作用下发生形变，使介电体内部正负电荷中心相对位移而发生极化，以致晶体两端表面出现符号相反的束缚电荷，其电荷密度与应力成正比。
这种由“压力”产生“电的现象称为正压电效应。
负：如果压电晶体置于外电场中，由于电场的作用，引起晶体胞中正负电荷重心移位，形成新的电距，使晶胞参数发生变化，使压电晶体发生形变，而形变的大小与外电场的大小成正比，当电场撤除后，形变也消失了。
这种由于电场的作用而压电晶体产生形变的现象，称为逆压电效应压电材料分类：无机压电材料，有机压电材料
2．比较一下石英晶体和压电陶瓷各自的特点？
3．压电元件的等效电路及其特点是什么？
等效电路：
1)压电元件等效为一个电荷源与一个电容并联的电荷等效电路，如图5-4（a）所示。
电容器上的电压Ua，电荷量Q和电容Ca三者关系为
Ua=Q/Ca
2）压电元件也可以等效为一个电压源和一个电容串联表示的电压等效电路，如图5-4（b）所
示。
(b) 电压等效电路（a）电荷等效电路图5-4压电式传感器的等效电路
4．简述压电传感器的应用在哪些方面？
1）、压电式测力传感器
2）、压电式加速度传感器
5．利用超声波检测的原理是什么？超声波应用在那些检测方面?
原理：在超声探伤中，由根据缺陷的回声和底面的刚波进行判断缺陷情况或判断板厚的共振洼。
使用更多的是脉冲反射法，在垂直探伤时用纵波，在斜A射探伤时大多用横渡。
第五章长度检测，电容式传感器
1．试述电容式传感器的工作原理与分类极其应用
2．比较空气介质的变间隙式与差动式电容传感器的灵敏度和非线性误差
第六章视觉传感器
1.什么叫光电效应？
光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象，在光的照射下，某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流，即光生电。
2．试述光电管，光电倍增管的简单结构及其工作原理
3．试述光敏电阻，光敏二极管和三极管，硒、硅光电池的结构及工作原理
4．什么是光敏电阻的光谱特性？
5．掌握CCD图像传感的工作原理。
6 n位光电码盘的最小分辨力如何计算？二进制码与循环码(格雷码)的相互转换。
第七章红外辐射传感器
1. 红外辐射检测依据的原理有哪些？
2．解释全辐射温度计，部分辐射温度计，亮度温度计，颜色温度计的工作原理第八章电感式，电涡流式，霍尔式传感器
1．说明单线圈和差动变隙式传感器的工作原理及结构特点。
2．什么叫电涡流效应？电涡流的轴向贯穿深度h与哪些因素有关
3. 概述电涡流式传感器的基本结构，分类及工作原理。
4. 试述霍尔效应的定义与工作原理？霍尔元件一般用什么材料制作？试述霍尔元
件的结构？
5．简述霍尔元件测量电流、磁感应强度、微位移、转速的原理？
第九章流量测量
1. 熟悉并掌握常用流量计的构成和工作原理
第十章现代测控系统及虚拟仪器
1. 简述自动测试系统发展历程
2013.6.21 指导教师：中国矿业大学信电学院马鸿文。