传感器与测试技术作业题第一章

传感器与测试技术作业题第一章
传感器与测试技术作业题第一章

第一章绪论

思考题:

1、什么是测试、信息、信号、传感器?

答:测试是具有试验性质的测量。测试是人类认识自然、掌握自然规律的实践途径之一,是科学研究中获得感性材料、接受自然信息的途径,是形成、发展和检验自然科学理论的实践基础。信息一般理解为消息、情报或知识。信号是信息的载体。信息总是通过某种物理量的形式表现出来,这些物理量就是信号。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、便于应用的另一种量的测量装置。

2、简述测试工作的任务。

答:测试工作是为了获取有关研究对象的状态、运动和特征等方面的信息。测试工作总是根据一定的目的和要求,获取有限的、观察着感兴趣的某些特定的信息。测试工作总是要用最简捷的方法获得和研究任务相联系的、最有用的、表征特征的有关信息,而不是企图获得该事物的全部信息。

3、画出测试系统(不含信号处理功能)的组成框图,并说明各组成部分的作用。答:Array

4、传感器是由哪几部分组成的?

答:传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。

5、按传感器的工作机理、能量转化方式、输入量及物理原理四种方法,传感器

分别是如何分类的?

答:按照传感器的工作机理,可分为结构型与物性型两大类。

按照传感器的能量转化情况,可分为能量控制型传感器和能量转换型传感器。按照物理原理分类,可分为:电路参量式传感器、压电式传感器、磁电式传感器、光电式传感器、波式传感器、热点式传感器、射线式传感器、半导体式传感器、其他原理的传感器等。

按照传感器的输入量分类:几何量、力学、温度、湿度、实践、电量、磁性、光学、声学、射线、化学、生理。

6、为满足测试要求,对传感器的一般要求有哪些?

答:1)灵敏度高、线性度好;

2)输出信号信噪比高,这要求其内噪声低,同时不应引入外噪声;

3)滞后、漂移小;

4)特性的复现性好,具有互换性;

5)动态性能好;

6)对测量对象的影响小,即“负载效应”较低。

作业题:

1.测试技术包含测量和试验两方面,凡需要考查食物的状态变化和特征等并对他进行定量的描述时,都离不开测试工作。

2.测试工作是为了获取研究对象的状态、运动和特征等方面的信息。从物理学观点出发,他的物质所固有的,是其客观存在或运动状态的特征。传输他的载体称为信号。

3.信号中虽然携带信息,但是信号中既含有我们所需的信息,也常常含有大量我们不感兴趣的其他信息,后者统称为干扰。相应地对信号也有有用信号和干扰信号的提法,但这是相对的。

4.传感器是测试系统的第一环节,将被测试系统或测试过程中需要观测的信息转化为人们所熟悉的各种信号。

5.信号变换的具体内容很多,如用电桥将电路性参数(如电阻电容电感)转换为可供传输处理显示和几率的电压或电流信号;利用滤波电路抑制噪声和选出有用信号;对在传感器及后续环节中出现的一些误差作必要的补偿和校正信号送入计算机以前需经模-数转换及在计算机处理后续处理时需经数-模转换等。

6.根据传感器的工作机理,传感器可分为机构性和物性型两大类。结构型传感器依靠传感器的结构参数变化而实现信号变换。物性型传感器在实现变化过程中传感器的结构参数基本不变,而仅依靠传感器中元件内部物理、化学性质变化实现传感功能。

7.电路参量式传感器包括电阻式、电感式、电容式三种基本形式。

8.传感器可按其输入量进行分类,例如用来测力的称力传感器,测量位移的称位移传感器。这种分类方法便于使用者选用传感器。

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仅供个人用于学习、研究;不得用于商业用途。

For personal use only in study and research; not for commercial use.

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Nur für den pers?nlichen für Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.

Pour l 'étude et la recherche uniquement à des fins personnelles; pas à des fins com merciales.

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толькодля людей, которые используются для обучения, исследований и не должны использоваться в коммерческих целях.

传感器与检测技术试卷及答案

1.属于传感器动态特性指标的是(D ) A 重复性 B 线性度 C 灵敏度 D 固有频率 2 误差分类,下列不属于的是(B ) A 系统误差 B 绝对误差 C 随机误差 D粗大误差 3、非线性度是表示校准(B )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 4、传感器的组成成分中,直接感受被侧物理量的是(B ) A、转换元件 B、敏感元件 C、转换电路 D、放大电路 5、传感器的灵敏度高,表示该传感器(C) A 工作频率宽 B 线性围宽 C 单位输入量引起的输出量大 D 允许输入量大 6 下列不属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是(B) A 应变式传感器 B 化学型传感器 C 压电式传感器 D热电式传感器 7 传感器主要完成两个方面的功能:检测和(D) A 测量 B感知 C 信号调节 D 转换 8 回程误差表明的是在(C)期间输出输入特性曲线不重合的程度 A 多次测量 B 同次测量 C 正反行程 D 不同测量 9、仪表的精度等级是用仪表的(C)来表示的。 A 相对误差 B 绝对误差 C 引用误差 D粗大误差 二、判断 1.在同一测量条件下,多次测量被测量时,绝对值和符号保持不变,或在改变条件时,按一定规律变化的误差称为系统误差。(√) 2 系统误差可消除,那么随机误差也可消除。(×) 3 对于具体的测量,精密度高的准确度不一定高,准确度高的精密度不一定高,所以精确度高的准确度不一定高(×) 4 平均值就是真值。(×) 5 在n次等精度测量中,算术平均值的标准差为单次测量的1/n。(×) 6.线性度就是非线性误差.(×) 7.传感器由被测量,敏感元件,转换元件,信号调理转换电路,输出电源组成.(√) 8.传感器的被测量一定就是非电量(×) 9.测量不确定度是随机误差与系统误差的综合。(√) 10传感器(或测试仪表)在第一次使用前和长时间使用后需要进行标定工作,是为了确定传感器静态特性指标和动态特性参数(√) 二、简答题:(50分) 1、什么是传感器动态特性和静态特性,简述在什么频域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要,而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性? 答:传感器的动态特性是指当输入量随时间变化时传感器的输入—输出特性。静态特性是指当输入量为常量或变化极慢时传感器输入—输出特性。在时域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要,而在频域条件下一般要研究传感器的动态特性。 2、绘图并说明在使用传感器进行测量时,相对真值、测量值、测量误差、传感器输入、输出特性的概念以及它们之间的关系。 答:框图如下: 测量值是通过直接或间接通过仪表测量出来的数值。 测量误差是指测量结果的测量值与被测量的真实值之间的差值。

测试技术基础答案 第三章 常用传感器

第三章 常用传感器 一、知识要点及要求 (1)掌握常用传感器的分类方法; (2)掌握常用传感器的变换原理; (3)了解常用传感器的主要特点及应用。 二、重点内容及难点 (一)传感器的定义、作用与分类 1、定义:工程上通常把直接作用于被测量,能按一定规律将其转换成同种或别种量值输出的器件,称为传感器。 2、作用:传感器的作用就是将被测量转换为与之相对应的、容易检测、传输或处理的信号。 3、分类:传感器的分类方法很多,主要的分类方法有以下几种: (1)按被测量分类,可分为位移传感器、力传感器、温度传感器等; (2)按传感器的工作原理分类,可分为机械式、电气式、光学式、流体式等; (3)按信号变换特征分类,可概括分为物性型和结构型; (4)根据敏感元件与被测对象之间的能量关系,可分为能量转换型与能量控制型; (5)按输出信号分类,可分为模拟型和数字型。 (二)电阻式传感器 1、分类:变阻式传感器和电阻应变式传感器。而电阻应变式传感器可分为金属电阻应变片式与半导体应变片两类。 2、金属电阻应变片式的工作原理:基于应变片发生机械变形时,其电阻值发生变化。金属电阻应变片式的的灵敏度v S g 21+=。 3、半导体电阻应变片式的工作原理:基于半导体材料的电阻率的变化引起的电阻的变化。半导体电阻应变片式的的灵敏度E S g λ=。 (三)电感式传感器 1、分类:按照变换原理的不同电感式传感器可分为自感型与互感型。其中自感型主要包括可变磁阻式和涡电流式。 2、涡电流式传感器的工作原理:是利用金属体在交变磁场中的涡电流效应。 (四)电容式传感器 1、分类:电容式传感器根据电容器变化的参数,可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类。 2、极距变化型:灵敏度为201δ εεδA d dC S -==,可以看出,灵敏度S 与极距平方成反比,极距越小灵敏度越高。显然,由于灵敏度随极距而变化,这将引起非线性误差。 3、面积变化型:灵敏度为常数,其输出与输入成线性关系。但与极距变化型相比,灵敏度较低,适用于较大直线位移及角速度的测量。 4、介质变化型:可用来测量电介质的液位或某些材料的厚度、湿度和温度等;也可用于测量空气的湿度。 (五)压电式传感器 1、压电传感器的工作原理是压电效应。

《传感器与测试技术》

1?传感器的特性一般指输入、输出特性,有动、静之分。静态特性指标的 有____ 、____ 、—、—、等。P18— P20 2. 对于测量方法,从不同的角度有不同的分类,按照测量结果的显示方式,可以分为—和_。P7 3. 对于测量方法,从不同的角度有不同的分类,按照是否在工位上测量可以 分为_和________ 。P7 4. 对于测量方法,从不同的角度有不同的分类,按照测量的具体手段,可以 分为_、_和________ 。P7 5. 某0.1级电流表满度值X m = 100mA,测量60mA的绝对误差为—。 &服从正态分布的随机误差具有如下性质 ______ 、—、____ 。P13 7. ____________________________ 硅光电池的光电特性中,当___________ 时,光电流在很大范围内与照度呈__________ 。 P230 8、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。P67 9、霍尔传感器的霍尔电势U H为_若改变—或 _就能得到变化的霍尔电势。 P183 10、电容式传感器中,变极距式一般用来测量—的位移。 11、压电式传感器具有体积小、结构简单等优点,但不适宜测量________ 的被测量,特别是不能测量_________ 。 12、差动电感式传感器与单线圈电感式传感器相比,线性 _____ 灵感度提高倍、测量精度高。 13、热电偶冷端温度有如下补偿方法:、、、仪表机械零点调整法。 P210 14. 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。

传感器与检测技术试卷及答案精选文档

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1.属于传感器动态特性指标的是(D ) A 重复性 B 线性度 C 灵敏度 D 固有频率 2 误差分类,下列不属于的是(B ) A 系统误差 B 绝对误差 C 随机误差 D粗大误差 3、非线性度是表示校准(B )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 4、传感器的组成成分中,直接感受被侧物理量的是(B ) A、转换元件 B、敏感元件 C、转换电路 D、放大电路 5、传感器的灵敏度高,表示该传感器(C) A 工作频率宽 B 线性范围宽 C 单位输入量引起的输出量大 D 允许输入量大 6 下列不属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是(B) A 应变式传感器 B 化学型传感器 C 压电式传感器 D热电式传感器 7 传感器主要完成两个方面的功能:检测和(D) A 测量 B感知 C 信号调节 D 转换 8 回程误差表明的是在(C)期间输出输入特性曲线不重合的程度 A 多次测量 B 同次测量 C 正反行程 D 不同测量 9、仪表的精度等级是用仪表的(C)来表示的。 A 相对误差 B 绝对误差 C 引用误差 D粗大误差 二、判断 1.在同一测量条件下,多次测量被测量时,绝对值和符号保持不变,或在改变条件时,按一定规律变化的误差称为系统误差。(√) 2 系统误差可消除,那么随机误差也可消除。(×) 3 对于具体的测量,精密度高的准确度不一定高,准确度高的精密度不一定高,所以精确度高的准确度不一定高(×) 4 平均值就是真值。(×)

传感器与检测技术复习资料

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第一章 by YYZ 都是老师上课给的应该全都有了。 1.传感器是一种以一定精确度把被测量(主要是非电量)转换为与之有确定 关系、便与应用的某种物理量(主要是电量)的测量装置。 2.传感器的组成:信号从敏感元件到转换元件转换电路。 3.敏感元件:它是直接感受被测量,并输出与被测量成确定关系的某一物理 量的元件。 4.转换元件:敏感元件的输出就是它的输入,它把输入转换成为电路参数。 5.转换电路:将电路参数接入转换电路,便可转换为电量输出。 6.误差的分类:系统误差(测量设备的缺陷),随机误差(满足正态分 布),粗大误差。 7.系统误差:在同一条件下,多次测量同一量值时绝对值和符号保持不变, 按一定规律变化的误差称为系统误差。材料、零部件及工艺的缺陷,标准测量值,仪器刻度的标准,温度,压力会引起系统误差。 8.随机误差:绝对值和符号以不可预定的变化方式的误差。仪表中的转动部 件的间隙和摩擦,连接件的弹性形变可引起随机误差,随机误具有随机变量的一切特点。 9.粗大误差:超出规定条件下的预期的误差。粗大误差明显歪曲测量结果, 应该舍去不用。 10.精度:反映测量结果与真值接近度的值。 11.精度可分为准确度、精密度、精确度。 12.准确度:反映测量结果中系统误差的影响程度。 13.精密度:反映测量结果中随机误差的影响程度。 14.精确度:反映测量结果中系统误差和随机误差综合的影响程度,其定量特 征可以用测量的不确定度(或极限误差)表示。 15.精密度高的准确度不一定高,准确度高的精密度不一定高,但精确度高, 则精密度和准确度都高。

传感器和检测技术课后答案

第一章课后习题答案 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? 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;

《传感器与检测技术》试题及答案

《传感器与检测技术》试题 一、填空:(20分) 1,测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。(2分) 2.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小。 3、光电传感器的理论基础是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为 三类。第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、 光电倍增管;第二类是利用在光线作用下使材料部电阻率改变的光电 效应,这类元件有光 敏电阻;第三类是利用在光线作用下使物体部产生一定方向电动势的光生伏特效应,这类元 件有光电池、光电仪表。 4.热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的,其表达式为 Eab (T ,To )=T B A T T B A 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ?+-。在热电偶温度补偿中补偿导线法(即冷端延长线法)是在连接导线和热电偶之间,接入延长线,它的作用是将热电偶的参考端移 至离热源较远并且环境温度较稳定的地方,以减小冷端温度变化的影响。 5.压磁式传感器的工作原理是:某些铁磁物质在外界机械力作用下,其部产生机械压力,从 而引起极化现象,这种现象称为正压电效应。相反,某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产 生机械变形,这种现象称为负压电效应。(2分) 6. 变气隙式自感传感器,当街铁移动靠近铁芯时,铁芯上的线圈电感量(①增加②减小③ 不变)(2分) 7. 仪表的精度等级是用仪表的(① 相对误差 ② 绝对误差 ③ 引用误差)来表示的(2分) 8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系,除(① 变面积型 ② 变极距型 ③ 变 介电常数型)外是线性的。(2分) 9. 电位器传器的(线性),假定电位器全长为Xmax, 其总电阻为Rmax ,它的滑臂间的阻值 可以用Rx = (① Xmax/x Rmax,②x/Xmax Rmax ,③ Xmax/XRmax ④X/XmaxRmax )来计算, 其中电阻灵敏度Rr=(① 2p(b+h)/At , ② 2pAt/b+h, ③ 2A(b+b)/pt, ④ 2Atp(b+h)) 1、变面积式自感传感器,当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时,铁心上线圈 的电感量(①增大,②减小,③不变)。 2、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中,(①变面积型, ②变极距型,③变介电常数型)是线性的关系。 3、在变压器式传感器中,原方和副方互感M 的大小与原方线圈的匝数成(①正比, ②反比,③不成比例),与副方线圈的匝数成(①正比,②反比,③不成比例),与回路中磁 阻成(①正比,②反比,③不成比例)。 4、传感器是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, 传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件 和产生可用信号输出的转换元件以及相应的信 号调节转换电路组成。 5、热电偶所产生的热电热是由两种导体的接触电热和单一导体的温差电热组成。 2、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①的电阻变化主要是由 _电阻应变效应 形 成的,而②的电阻变化主要是由 温度效应造成的。 半导体 材料传感器的灵敏度较大。 3、在变压器式传感器中,原方和副方互感M 的大小与 绕组匝数 成正比,与 穿过 线圈的磁通_成正比,与磁回路中 磁阻成反比,而单个空气隙磁阻的大小可用公式 __ 表示。 1.热电偶所产生的热电势是由两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的,其表达式 为E ab (T,T o )=T B A T T B A 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ?+-。在热电偶温度补偿中,补偿导线法(即冷端延长线法)是在连接导线 和热电偶之间,接入延长线它的作用是将热电偶的参 考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方,以减小冷端温度变化的影响。(7分) 3.电位器或电阻传感器按特性不同,可分为线性电位器和非线性电位器。线性电位器的

测试技术与传感器课后答案 罗志增 薛凌云 席旭刚 编著

思考与练习 2-5对某轴直径进行了15次测量,测量数据如下:26.2,26.2,26.21,26.23,26.19,26.22,26.21,26.19,26.09,26.22,26.21,26.23,26.21,26.18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。 解: (1)求算数平均值及标准差估计值 15次算数平均值: 标准差的估计值: (2)判断有无粗大误差:采用格拉布斯准则 取置信概率 查表2-4,可得系数G=2.41,则有: 故剔除U9 (3)剔除粗大误差后的算术平均值及标准差估计值如下: 算数平均值为: 标准差的估计值为: 重新判断粗大误差: 取置信概率 查表2-4,可得系数G=2.41,则有: 故无粗大误差。 (4) 测量结果表示: 算术平均值的标准差: 199 .2615 1 15 1 == ∑=i i U U () () () mV x x v i i s 0335.014 015695 .01151152 21== --= -= ∑∑σ9 0807.00335.041.2νσ<=?=?s G 207 .2614 114 1 == ∑=i i U U () ()() mV x x v i i s 02507.013 00817.01141142 2 2== --= -= ∑∑ σ95 .0=αP 95 .0=αP 20594.002507.037.2i s G νσ>=?=?mV s X 0067.014 02507 .0n 2 ≈== σσ

所以测量结果为: 2-6 对光速进行测量,的到如下四组测量结果: 求光速的加权平均值及其标准差。 解:权重计算:用各组测量列的标准差平方的倒数的比值表示。 加权算术平均值为: 加权算术平均值的标准差为: 3-3用一个时间常数为0.355秒的一阶传感器去测量周期分别为1秒、2秒和3秒的正弦信号,问幅值误差为多少? 3-4 有一个温度传感器,其微分方程为30dy/dt+3y=0.15x ,其中y---输出电压 8 110 01915.0?=v 8 210 01415.0?=v 8 310 00075.0?-=v 8 410 00015.0?-=v ()s m P v P i i i i i x p /1000124.0148 4 1 4 1 2?=-= ∑ ∑==σ3(26.2070.02)x x x mV σ=±=±() %73.99=a P % 7.19%803 .0)(3%2.33%668.0)(2% 1.59%1001 ) (1%409.0)(1) (11)(71.0233322211112 =≈==≈==?-= ≈=+= = = A A s T A A s T A A A s T A T T ωωωωτωωπτωπω时, 当时,当时,当幅值由s m c s m c s m c s m c /10)00100.099930.2(/10)00200.099990.2(/10)01000.098500.2(/10)01000.098000.2(8483828 1?±=?±=?±=?±=100 :25:1:11 : 1 : 1 : 1 :::24 23 22 21 4321== σ σ σ σ P P P P s m P P x x i i i i i p /1099915.2/8 4 1 4 1 ?== ∑∑ ==

第3章测量技术基础习题参考答案

第3章测量技术基础习题参考答案 1、测量的实质是什么一个完整的测量过程包括哪几个要素 答:⑴测量的实质是将被测几何量L与作为计量单位的标准量μ进行比较,以确定被测量的量值的操作过程,即L/μ=q,或L=μq。 ⑵一个完整的测量过程包括被测对象,计量单位、测量方法和测量精度四个要素。 2、量块的作用是什么其结构上有何特点 答:⑴量块的作用:a、用于计量器具的校准和鉴定;b、用于精密设备的调整、精密划线和精密工件的测量;c、作为长度尺寸传递的实物基准等。 ⑵非测量面;测量面的表面非常光滑平整,具有研合性,两个测量面间具有精确的尺寸。量块上标的尺寸称为量块的标称长度ln。当ln<6mm的量块可在上测量面上作长度标记,ln>6mm的量块,有数字的平面的右侧面为上测量面。3、量块分等、分级的依据各是什么在实际测量中,按级和按等使用量块有何区别 答:⑴量块分等的依据是量块测量的不确定度和量块长度变动量的允许值来划分的。量块分级主要是根据量块长度极限偏差和量块长度变支量的最大允许值来划分的。 ⑵区别是:量块按“级”使用时,是以量块的标称长度作为工作尺寸。该尺寸包含了量块的制造误差,制造误差将被引入到测量结果中去,但固不需要加修正值,故使用较方便。量块按“等”使用时,是以量块栏定书列出的实例中心长度作为工作尺寸的,该尺寸排除了量块的制造误差,只包含栏定时较小的测量误差。量块按“等”使用比按“级”使用的测量精度高。 4、说明分度间距与分度值;示值范围与测量范围;示值误差与修正值有何区别答:其区别如下: ⑴分度间距(刻度间距)是指计量器具的刻度标尺或度盘上两面三刀相邻刻线中心之间的距离,般为;而分度值(刻度值)是指计量器具的刻度尺或度盘上相邻两刻线所代表的量值之差。 ⑵示值范围是指计量器具所显示或指示的最小值到最大值的范围;而测量范围是指在允许的误差限内,计量器具所能测出的最小值到最大值的范围。 ⑶示值误差是指计量器具上的示值与被测量真值的代数差;而修正值是指

传感器与检测技术试题

中国自考人(https://www.360docs.net/doc/3a16662858.html,)——700门自考课程永久免费、完整在线学习快快加入我们吧! 中国自考人(https://www.360docs.net/doc/3a16662858.html,)——700门自考课程永久免费、完整在线学习快快加入我们吧! 浙江省2003年1月自考传感器与检测技术试题 课程代码:02202 一、填空题(每空1分,共15分) 1. 如果所测试的信号随时间周期变化或变化很快,这种测试称为________测试。 2. 确定静态标定系统的关键是选用被测非电量(或电量)的_______和标准测试系统。 3. 涡流传感器的线圈与被测物体的距离减小时,互感系数M将________。 4. 半导体应变片以压阻效应为主,它的灵敏度系数为金属应变片的________倍。 5. 测量准静态力信号时,要求电荷放大器的输入阻抗________1012(Ω)。 6. 周期信号展开为傅立叶级数后,其中A0表示直流分量的幅值,A n表示________分量的幅值。 7. 当τ→∞时,信号x(t)的自相关函数R x(τ)呈周期性变化,说明该信号为________。 8. LCD是液晶显示器,是一种________功耗器件。 9. A/D卡的转换速率表示________。 10. 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,________接法可以得到最大灵敏度输出。 11. 一阶有源低通滤波器的主要优点是带负载能力强,主要缺点是________。为克服该缺点,可采用二阶或二阶以 上有源低通滤波器。 12. 绝对湿度给出了水分在空间的具体含量,而相对湿度给出了大气的________程度,它比绝对湿度使用更广泛。 13. 氧化型气体吸附到N型半导体气敏元件上,将使截流子数目减少,从而使材料的电阻率________。 14. 半导体温度传感器以P-N结的温度特性为理论基础。二极管感温元件利用P-N结在恒定电流下,其________与 温度之间的近似线性关系实现。 15. 图像处理的主要目的是________。 二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案,并将其号码填在题后的括号内。每小题1分,共 15分) 1. 为了抑制干扰,常采用的电路有( ) A. A/D转换器 B. D/A转换器 C. 变压器耦合 D. 调谐电路 2. 选择二阶装置的阻尼比ζ=0.707,其目的是( )。 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. 自相关函数一定是( )函数。 A. 偶 B. 奇 C. 周期 D. 随机 4. 用脉冲锤激振时,为了获得较宽的激振频率,可( ) A. 增加敲击力 B. 增加锤头硬度 C. 增大锤重 D. 减小冲击力 5. 记录磁带慢录快放,放演信号的频宽将( ) A. 扩展,幅值减小 B. 变窄,幅值减小

2018电大本科《传感器与测试技术》形考

2018电大本科《传感器与测试技术》形考1-4 形考作业一 一、判断题(Y对/N错) 1.测试技术在自动控制系统中也是一个十分重要的环节。Y 2.金属应变片的灵敏系数比应变电阻材料本身的灵敏系数小。Y 3.热敏电阻传感器的应用范围很广,但是不能应用于宇宙飞船、医学、工业及家用电器等方面用作测温使用。N 4.电容式传感器的结构简单,分辨率高,但是工作可靠性差。N 5.电容式传感器可进行非接触测量,并能在高温、辐射、强烈振动等恶劣条件下工作。Y 6.电容式传感器不能用于力、压力、压差、振动、位移、加速度、液位的测量。Y 7.电感传感器的基本原理不是电磁感应原理。N 8.电感式传感器可以将被测非电量转换成线圈自感系数L或互感系数M的变化,再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出。Y 9.互感传感器本身是变压器,有一次绕组圈和二次绕组。Y 10.差动变压器结构形式较多,有变隙式、变面积式和螺线管式等,但其工作原理基本一样。Y 11.传感器通常由敏感器件、转换器件和基本转换电路三部分组成。Y 12.电容式传感器是将被测量的变化转换成电容量变化的一种传感器。Y 13.电阻应变片的绝缘电阻是指已粘贴的应变片的引线与被测试件之间的电阻值。Y 14.线性度是指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。Y 15.测量误差越小,传感器的精度越高。Y 16.传感器的灵敏度k等于传感器输出增量与被测量增量之比。N 17.传感器能检测到输入量最小变化量的能力称为分辨力,当分辨力以满量程输出的百分数表示时则称为分辨率。Y 18.测量转换电路首先要具有高精度,这是进行精确控制的基础。N 19.电桥是将电阻、电容、电感等参数的变化转换成电压或者电流输出的一种测量电路。Y

传感器与测试技术复习题与答案

传感器与测试技术习题及答案 1.什么是传感器?它由哪几个部分组成?分别起到什么作用? 2.传感器技术的发展动向表现在哪几个方面? 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? 4.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。 5. 某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成,各环节的灵敏度为: S1=0.2mV/℃、S2=2.0V/mV 、S3=5.0mm/V ,求系统的总的灵敏度。 6.什么是应变效应?什么是压阻效应?什么是横向效应? 7、试说明金属应变片与半导体应变片的相同和不同之处。 8、 应变片产生温度误差的原因及减小或补偿温度误差的方法是什么? 9、钢材上粘贴的应变片的电阻变化率为0.1%,钢材的应力为10kg/mm 2。试求 10、如图所示为等强度梁测力系统,1R 为电阻应变片,应变片灵敏度系数 05.2=k ,未受应变时Ω=1201R ,当试件受力F 时,应变片承受平均应变4108-?=ε,求 (1)应变片电阻变化量1R ?和电阻相对变化量11/R R ?。 (2)将电阻应变片置于单臂测量电桥,电桥电源电压为直流3V ,求电桥 输出电压是多少。 (a ) (b ) 图等强度梁测力系统

11、单臂电桥存在非线性误差,试说明解决方法。 12、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;t →∞时,输出为100mV;在t=5s 时,输出为50mV,试求该传感器的时间常数。 13. 交流电桥的平衡条件是什么? 14.涡流的形成围和渗透深度与哪些因素有关?被测体对涡流传感器的灵敏度有何影 响? 15.涡流式传感器的主要优点是什么? 16.电涡流传感器除了能测量位移外,还能测量哪些非电量? 17.某电容传感器(平行极板电容器)的圆形极板半径)(4mm r =,工作初始极板间距离)(3.00mm =δ,介质为空气。问: (1)如果极板间距离变化量)(1m μδ±=?,电容的变化量C ?是多少? (2)如果测量电路的灵敏度)(1001pF mV k =,读数仪表的灵敏度52=k (格/mV )在)(1m μδ±=?时,读数仪表的变化量为多少? 18.寄生电容与电容传感器相关联影响传感器的灵敏度,它的变化为虚假信号影响传感器的精度。试阐述消除和减小寄生电容影响的几种方法和原理。 19.简述电容式传感器的优缺点。 20.电容式传感器测量电路的作用是什么? 21.简述正、逆压电效应。 22.压电材料的主要特性参数有哪些? 23.简述电压放大器和电荷放大器的优缺点。 24.能否用压电传感器测量静态压力?为什么? 25.说明霍尔效应的原理? 26.磁电式传感器与电感式传感器有何不同? 27.霍尔元件在一定电流的控制下,其霍尔电势与哪些因素有关? 28.说明热电偶测温的原理及热电偶的基本定律。 29.将一只灵敏度为0.08mv/℃ 的热电偶与毫伏表相连,已知接线端温度为50℃,毫伏表的输出为60 mv, 求热电偶热端的温度为多少? 30.试比较热电阻与热敏电阻的异同。

传感器与测试技术作业参考答案

第一次作业答案 1√2√3×4×5×6×7×8√9√10√ 1、敏感元件、转换元件 2、电容式 3、被测构件 4、线性度 5、高 6、输出、输入 7、传感器的分辨率、分辨率 8、高精度 9、电压、电流 10、直流电桥和交流电桥 三、 1.模拟信号和数字信号,模拟信号的如电阻式传感器、电容式传感器等,数字信号的如光电式编码器 2.p41页,常用的分类方法有按选频作用进行分类(低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器)、根据构成滤波器的元器件类型进行分类(CR、LC或晶体谐振滤波器)、根据构成滤波器的电路性质进行分类(有源滤波器、无源滤波器)、根据滤波器所处理信号的性质进行分类(模拟滤波器和数字滤波器) 3.电阻应变片的工作原理是基于应变—电阻效应制作的,即导体或半导体材料在外力的作用下产生机械变形时,其电阻值相应的发生变化,这种现象称为应变电阻效应。 电阻应变片的工作原理是基于应变效应。电阻应变片的测量原理为:金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外,还与金属丝的长度,横截面积有关。将金属丝粘贴在构件上,当构件受力变形时,金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化,进而发生电阻变化。dR/R=Ks*ε 其中,Ks为材料的灵敏系数,其物理意义是单位应变的电阻变化率,标志着该类丝材电阻应变片效应显着与否。ε为测点处应变,为无量纲的量,但习惯上仍给以单位微应变,常用符号με表示。由此可知,金属丝在产生应变效应时,应变ε与电阻变化率dR/R成线性关系,这就是利用金属应变片来测量构件应变的理论基础。 4.课本74页

5.课本71页 6.当金属线材受到单位拉力时,由于整根金属线的每段都受到同样大小的拉力,其应变也是相同的,故线材总电阻的增加值为各微段电阻增加之和。但整根金属线材弯折成栅状,制成应变片后,在应变片的灵敏轴向施以拉力,则直线段部分的电阻丝仍产生沿轴向的拉伸应变,其电阻式增加的,而各圆弧段,除了有沿轴向产生的应变外,还有在与轴向垂直的方向上产生的压缩应变,使得圆弧段截面积增大,电阻值减小。虽然金属丝敏感栅的电阻总的变现为增加,但是,由于各圆弧段电阻减小的影响,使得应变片的灵敏系数要比同样长度单纯受轴向力的金属丝的灵敏系数小,这种由弯折处应变的变化使灵敏系数减小的现象称为应变片的 横向效应。

机械工程测试技术基础课后习题答案汇总

机械工程测试技术基础第三版熊诗波 绪论 0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。 解答:教材P4~5,二、法定计量单位。 0-2 如何保证量值的准确和一致? 解答:(参考教材P4~6,二、法定计量单位~五、量值的传递和计量器具检定) 1、对计量单位做出严格的定义; 2、有保存、复现和传递单位的一整套制度和设备; 3、必须保存有基准计量器具,包括国家基准、副基准、工作基准等。 3、必须按检定规程对计量器具实施检定或校准,将国家级准所复现的计量单位量值经过各级计算标准传递到工作计量器具。 0-3 何谓测量误差?通常测量误差是如何分类表示的? 解答:(教材P8~10,八、测量误差) 0-4 请将下列诸测量结果中的绝对误差改写为相对误差。 ①1.0182544V±7.8μV ②(25.04894±0.00003)g ③(5.482±0.026)g/cm2 解答: ① ② ③ 0-5 何谓测量不确定度?国际计量局于1980年提出的建议《实验不确定度的规定建议书INC-1(1980)》的要点是什么? 解答: (1)测量不确定度是表征被测量值的真值在所处量值范围的一个估计,亦即由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度。 (2)要点:见教材P11。 0-6为什么选用电表时,不但要考虑它的准确度,而且要考虑它的量程?为什么是用电表时应尽可能地在电表量程上限的三分之二以上使用?用量程为150V的0.5级电压表和量程为30V的1.5级电压表分别测量25V电压,请问哪一个测量准确度高? 解答: (1)因为多数的电工仪表、热工仪表和部分无线电测量仪器是按引用误差分级的(例如,精度等级为0.2级的电表,其引用误差为0.2%),而 引用误差=绝对误差/引用值 其中的引用值一般是仪表的满度值(或量程),所以用电表测量的结果的绝对误差大小与量程有关。量程越大,引起的绝对误差越大,所以在选用电表时,不但要考虑它的准确度,而且要考虑它的量程。

传感器与检测技术期末考试题

班级: 姓名: 学号: 密封线 重庆铁路运输技师学院期末试卷 考题书写要求:上下不得超过黑线两端点 课程: 传感器与检测技术 分数: 一、填空(每题2分,共20分) 1、传感器的动态数学模型一般采用 和 描述。 2、半导体应变片的工作原理基于半导体材料的 效应。 3、直流电桥的平衡条件 ;桥臂比为 时,电压灵敏度最大。 4、电感式传感器是利用线圈 的变化来实现测量的一种装置。 5、金属导体置于变化着的磁场中会产生感应电流的现象称为 。 6、电容式传感器根据其工作原理的不同可分为 电容传感器 电容传感器和变介电常数型电容传感器。 7、某些电介质当沿一定的方向对其施力时内部产生极化现象,同时在它的表面形成符号相反的电荷,当外力去掉后又恢复不带电的状态,这种现象称为 效应。 8、不同的金属两端分别连在一起构成闭合回路,如果两端温度不同,电路中会产生感应电动势,这种现象称为 效应; 9、目前应用最广泛的热电阻材料是 和 。 10、工业上通常采用 法进行传感器的标定,俗称背靠背法。 二、判断题(每题2分,共20分) ( )1、传感器的敏感元件通常情况下直接感受被测量; ( )2、压电传感器能测量恒定不变的信号; ( )3、电容式传感器采用差动结构可以提高灵敏度和减小非线性; ( )4、涡流式电感传感器属于互感型的电感传感器; ( )5、半导体应变片的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数小。 ( )6、电阻式传感器中,差动电桥由环境温度变化引起的误差为零。 ( )7、光栅式传感器的工作原理是用光栅的莫尔条纹现象进行测量。 ( )8、压电传感器是一种典型的有源传感器。 ( )9、热电阻温度计在一定范围内温度越高电阻越小。 ( )10、霍尔元件不等位电势产生的原因是极间电阻分布不均匀。 三、选择题(每题2分,共20分) 1.计算机技术、通信技术和( ),被列为现代信息技术的三大支柱。 A.汽车制造 B.数据采集 C.测量技术 D.传感技术 2.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 3.仪表的精度等级是用仪表的( )来表示的。 A.相对误差 B.绝对误差 C.引用误差 D.粗大误差 4.电阻式传感器是将被测量变化转换成( )变化的传感器。 A.电子 B.电压 C.电感 D.电阻 5.差动变压器属于( )。 A.物性式传感器 B.结构式传感器 C.电阻式传感器 D.电感式传感器 6.涡流式传感器利用涡流效应将压力变化转换为线圈的( )。 A.电阻变化 B.电容变化 C.涡流变化 D.阻抗变化 7.电容式传感器是将被测量的变化转换为( )变化的传感器。 A.电容量 B.电感量 C.介电常数 D.距离 8.回程误差表明的是在( )期间输出-输入特性曲线不重合的程度。 A.多次测量 B.同次测量 C.正反行程 D.不同测量 9.半导体热敏电阻随温度的上升,电阻率( )。 A.上升 B.迅速下降 C.保持不变 D.归零 10.下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是( )。 A.压力 B.力矩 C.温度 D.厚度 共 2页 第 1页

(完整版)传感器与测试技术毕业课程设计

传感器与测试技术课程设计 《荷重传感器及电子秤》 课程设计

分校(站、点): 年级、专业:机械制造及其自动化 学生姓名: 学号: 指导教师: 完成日期: 2012、6 一,设计简述 随着现代化生产的发展,电子秤在许多商业活动中已成为不可缺少的计量工具。电子秤作为一个典型的自动检测系统,也可归纳为由三大环节所组成。 如图1所示一次仪表通常指的是传感器,它是由敏感元件,电路,机构等组成,是利用某些特殊材料对某些物理量具有一定的敏感,然后转换成电量(电压,电流)。通常来自一次仪表的电信号比较弱小,不足以驱动显示器。为此采用二次仪表对信号进行放大;来自一次仪表的电信号往往还夹带外部的干扰信号,必须把它去除,一般二次仪表还包括滤波电路用以消除干扰。传感器的转换关系往往并不服从线性关系,所以有时还需要进行适当的线性补偿处理。故称二次仪表为测量与显示部件。

二次仪表的输出信号可能是模拟量,也可能是数字量。三次仪表是采用了计算机技术,所以要求二次仪表的输出信号必须是数字信号。三次仪表将进一步对信号进行处理并形成控制量输出。作为规模较小的仪表系统,三次仪表主要是以中央处理器为核心的数字电路,组成智能化仪表。使整个测量系统的性能与功能大大提高。 图2所示的以单片机为核心部件组成三次仪表,它大大丰富了电子秤功能。 各种各样形式的电子秤的仪表结构都是大同小异的,都必须利用荷重传感器来采集重量信号并变换成相应大小的电信号。电子秤的二次仪表把来自荷重传感器的微弱电压信号进行放大,滤波。这不仅为了提高灵敏度,更重要的是与下一环节的电路进行正确匹配。目前大多数电子秤是数字显示方式,所以模拟信号还必须作模数转换。有了AD转换器的数码信号,就可以进行自动标度变换、自动超载报警、自动数字显示。还可以增加人机对话键盘、与外部设备的数据交换与通信、输出模拟或数字控制信号等功能。由此大大提高了性能。 二,设计过程 1、荷重传感器电子称传感器的选用 荷重传感器的形式有电阻式、电容式、压磁式等多种形式。电阻式传感器又分为

传感器与检测技术考题及答案

传感器与检测技术考试试题 一、填空:(20分) 1,测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。(2分) 2.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小。 4.热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的,其表达式为Eab (T ,To )=T B A T T B A 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ?+-。在热电偶温度补偿中补偿导线法(即冷端延长线法)是在连接导线和热电偶之间,接入延长线,它的作用是将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方,以减小冷端温度变化的影响。 5.压磁式传感器的工作原理是:某些铁磁物质在外界机械力作用下,其内部产生机械压力,从而引起极化现象,这种现象称为正压电效应。相反,某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形,这种现象称为负压电效应。(2分) 6. 变气隙式自感传感器,当街铁移动靠近铁芯时,铁芯上的线圈电感量(①增加②减小③不变)(2分) 7. 仪表的精度等级是用仪表的(① 相对误差 ② 绝对误差 ③ 引用误差)来表示的(2分) 8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系,除(① 变面积型 ② 变极距型 ③ 变介电常数型)外是线性的。(2分) 1、变面积式自感传感器,当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积 增大时,铁心上线圈的电感量(①增大,②减小,③不变)。 2、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关 系中,(①变面积型,②变极距型,③变介电常数型)是线性的关系。 3、在变压器式传感器中,原方和副方互感M 的大小与原方线圈 的匝数成(①正比,②反比,③不成比例),与副方线圈的匝数成(①正比,②反比,③不成比例),与回路中磁阻成(①正比,②反比,③不成比例)。 4、传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输

互换性测量技术基础第3章课后习题答案

1.设某配合的孔径为027.0015+φ,轴径为016 .0034.015--φ,试分别计算其极限尺寸、极限偏差、尺寸公差、极限间隙(或过盈)、平均间隙(或过盈)和配合公差,并画出尺寸公差带图与配合公差带图。 解:(1)极限尺寸:孔:D max =φ15.027 D min =φ15 轴: d max =φ14.984 d min =φ14.966 (2)极限偏差:孔:ES=+0.027 EI=0 轴:es= -0.016 ei= -0.034 (3)尺寸公差:孔:T D =|ES-EI|=|(+0.027)-0|=0.027 轴:T d = |es-ei|=|(-0.016)-(-0.034)|=0.018 (4)极限间隙:X max = ES -ei=(+0.027)-(-0.034)=+0.061 X min = EI -es=0-(-0.016)=+0.016 平均间隙 ()0385.021min max +=+=X X X av (5)配合公差:T f = T D + T d =0.027+0.018=0.045 (6)尺寸公差带和配合公差带图,如图所示。 2.设某配合的孔径为005.0034.045+-φ,轴径为0025.045-φ,试分别计算其极限尺寸、极限偏差、 尺寸公差、极限间隙(或过盈)及配合公差,画出其尺寸公差带图与配合公差带图,并说明其配合类别。 解:(1)极限尺寸:孔:D max =φ45.005 D min =φ44.966 轴: d max =φ45 d min =φ44.975 (2)极限偏差:孔:ES=+0.005 EI=-0.034 轴:es= 0 ei= -0.025 (3)尺寸公差:孔:T D =|ES-EI|=|(+0.005)-(-0.034)|=0.039 轴:T d = |es-ei|=|0-(-0.025)|=0.025 (4)极限间隙:X max = ES -ei=(+0.005)-(-0.025)=+0.030 Y min = EI -es=-0.034-0=-0.034 (5)配合公差:T f = T D + T d =0.039+0.025=0.064 (6)尺寸公差带和配合公差带图如图所示,它们属于过度配合如图所示。 3.若已知某孔轴配合的基本尺寸为φ30mm ,最大间隙X max =+23μm ,最大过盈Y max =-10μm ,孔的尺寸公差T D =20μm ,轴的上偏差es=0,试画出其尺寸公差带图与配合公差带图。 解:已知Y max =EI-es=-10μm

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