传感器与测试技术 ( 第2次 )

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传感器与测试技术第2章信号及其描述

1
a0 T0
T0 2 x t dt
T0 2
an
2 T0
T0 2 x t
T0 2
cosn0tdt
周期
T0
信号的角频率
正弦分量幅值
bn
2 T0
T0 2 x t
T0 2
sinn0tdt
0
2.2.2 周期信号的频域分析
傅里叶级数的三角函数展开式
x满t足狄里a 赫0利条件的周a期nc 信o 号s，n 可看0tbnsinn0t 作是由多个乃至n 无 1 穷多个不同频率的简谐信号线性叠加而成
2．连续信号和离散信号
信号的幅值也可以分为连续和离散的两种，若信号的幅值和独立变量均连续，称为模拟信号；若信号的幅值和独立变量均离散，称为数字信号，计算机所使用的信号都是数字信号。
综上，按照信号幅值与独立变量的连续性可分类如下所示：
信号离连散续信信号号一数一模般字般拟离信连信散号续号信 (信 (信信号号号号 ((独的独的立幅立幅变值变值量与量与离独连独散立续立)变 )变量量均均离连散续))
2.2.2 周期信号的频域分析
实例分析
双边幅频谱和相频谱分别为
cnnar2cA n tan-2nA0n1,3, 52,
实频谱和虚频谱分别为
2
n1,3,5,
n1,3,5,
R e cn 0
Im
cn
2A n
2.2.2 周期信号的频域分析
实例分析
周期方波的实、虚频谱和复频谱图
2.2.2 周期信号的频域分析
周期信号的强度描述常以峰值、峰-峰值、均值、绝对均值、均方值和有效值来表示，它确定测量系统的动态范围。周期信号强度描述的几何含义如图2-7所示

重庆大学2020年春季学期课程作业传感器与测试技术

答案+我名字2020年春季学期课程作业传感器与测试技术第1次传感器与测试技术题号一二合计已做/题量20 / 2020 / 2040 / 40得分/分值36 / 4054 / 6090 / 100一、单项选择题(共20 题、36 / 40 分)1、测量快速变化的温度时，要选用（）测量。

正确!收藏该题展开该题2、应变式传感器的温度误差产生的主要原因（）。

正确!收藏该题展开该题3、具有压电效应的物体称为（）。

正确!收藏该题展开该题4、能够测量大气湿度的传感器称为（）。

正确!收藏该题展开该题5、工业测量用得最多的温度传感器是（）。

正确!收藏该题展开该题6、测试系统的输出与输入系统能否像理想系统那样保持正常值（）的一种度量称为线性度。

A、重复性B、线性度C、比例关系D、平方关系收藏该题7、如果一个信号的频谱是离散的，则该信号频率成分是（）。

正确!收藏该题展开该题8、以下（）的频谱为连续频谱。

正确!收藏该题展开该题9、半导体应变片具有( )等优点。

正确!收藏该题展开该题10、以下属于无源型传感器是（）。

正确!收藏该题展开该题11、时域信号持续时间压缩，则频域中低频成分（）。

正确!收藏该题展开该题12、以下属于应变计温度误差产生的原因是（）。

正确!收藏该题展开该题13、热电偶测量温度时( )。

正确!收藏该题展开该题14、不是基于物质的热胀冷缩现象来反映被测温度高低的是（）。

正确!收藏该题展开该题15、随着人们对各项产品技术含量要求的不断提高，传感器也朝向智能化方面发展。

其中，典型的传感器智能化结构模式是( )。

正确!收藏该题展开该题16、下列关于光电管哪一项是正确的（）。

正确!收藏该题展开该题17、汽车仪表盘的油量指示表用的传感器是（）。

A、电磁传感器B、电容传感器C、浮子液位传感器D、电缆式浮球开关收藏该题18、在整个测量过程中，如果影响和决定误差大小的全部因素(条件)始终保持不变，对同一被测量进行多次重复测量，这样的测量称为( )。

《传感与检测技术(第2版)》习题答案模块二、三习题及答案

模块二习题一、填空题1、热敏电阻按其特性来说可分为和。

2、不同型号NTC热敏电阻的测温范围不同一般为。

3、热敏电阻的温度特性曲线是的。

4、热敏电阻为传感器温度仪表一般需要校验一次。

5、当焊件加热到的温度后将焊丝置于焊点，焊料开始熔化并润湿焊点。

6、当焊锡完全润湿焊点后移开烙铁，注意移开烙铁的方向应该是大致的方向。

7、可直接用半导体二极管或将半导体三极管接成二极管做成。

8、温敏三极管，晶体管发射结上的正向电压随温度上升而近似线性。

9、检测温敏二极管的极性，可以通过进行判断，长脚为正极，短脚为负极。

10、两种不同材料的导体(或半导体)A与B的两端分别相接形成闭合回路，就构成了。

11、当两接点分别放置在不同的温度T和T时，则在电路中就会产生热电动势，形成回路电流，这种现象称为，或称为热电效应。

12、热电偶的三个基本定律为、和。

13、晶体管的与热力学温度T和通过发射极电流存在一定的关系。

14、集成温度传感器则是将晶体管的作为温度敏感元件。

15、电流输出式集成温度传感器的特点是 (或摄氏温度)成正比。

二、选择题1、热敏电阻按其特性来说可分为( )。

A 正温度系数热敏电阻PTC和负温度系数热敏电阻NTCB 正温度系数热敏电阻NTC和负温度系数热敏电阻PTCC 正温度系数热敏电阻ETC和负温度系数热敏电阻NTCD 正温度系数热敏电阻PTC和负温度系数热敏电阻ETC2、不同型号NTC热敏电阻的测温范围不同一般为( )。

A -50℃—+300℃B -50℃—+300℃C -50℃—+300℃D -50℃—+300℃3、热敏电阻为传感器温度仪表一般（）需要校验一次。

A 每1—3年B 每2—2.5年C 每1—0.5年D 每2—3年4、当焊锡完全润湿焊点后移开烙铁，注意移开烙铁的方向应该是大致（）的方向。

A 45°B 45°C 45°D 45°5、温敏三极管，晶体管发射结上的正向电压随温度上升而近似线性（）。

传感器与检测技术(第二版)答案-高教-陈杰

2
s = jω
= ⎛ω 1−⎜ ⎜ω ⎝ n
1
1 ⎞ ω ⎟ + 2 j ξ ⎟ ωn ⎠
= 1. 109
2
2
G ( jω ) =
⎡ ⎛ω ⎞ ⎟ ⎢1 − ⎜ ⎜ ⎟ ω ⎢ ⎣ ⎝ n⎠
1
2 2
=
2
⎤ ⎡ ω⎤ ⎥ + ⎢2ξ ⎥ ωn ⎦ ⎥ ⎦ ⎣
⎡ ⎛ 500 ⎞ ⎤ ⎡ 500 ⎤ ⎟ ⎥ + ⎢2 × 0. 5 × ⎢1 − ⎜ 1000 ⎥ ⎦ ⎢ ⎝ 1000 ⎠ ⎥ ⎣ ⎦ ⎣
证： R = R + ∆R R = R − ∆R 1 4
U cd = U cb − U db =
2 R∆R R R E− E =− E 2 2 R + ∆R + R R − ∆R + R 4 R − ∆R
E ∆R 略去 ∆R的第二项，即可得 U cd = − 2 ⋅ R
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第2章
U U U F = K( ε x + ε y )= K (1 + µ )ε x = K ( 1+ µ) 2 2 2 AE
其中 A 为圆桶的截面积, µ 为泊桑比 ,E 为弹性模量 , F 为外加负载力 ,K 为灵敏系数 .
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第2章
� 2.5
满量程时：∆R1 = ∆ R2 = ∆ R3 = ∆R4 = K ε x R = K F R
2
nΣx i − ( Σx i ) 2
2
91 × 42.23 − 21 ×182 .54 9.59 = = = 0.09 6 × 91 − 21 × 21 105
所以，

42870《传感器与检测技术(第2版)》胡向东(书中课后习题解答)

又
2 2f 200 T ，所以： 0 0.523ms
取 0.523ms ， 2f 2 50 100
1 1 ( ) 2 幅值误差： A( ) 1
所以有： 1.32% A() 0
1 100% 1.32%
0 t<0 x(t) { 1 t0 单位阶跃信号：
X(s) L[x(t)] x(t)e st d t
0
进行拉氏变换：
1 s
H(s)
一阶系统传递函数：
Y(s) 1 X(s) 1 s
1 1 1 1 s s s s 1
t /
Y(s) H(s) X(s)
解：①非线性误差：取六次测量结果的平均值作为输出测量值，即
x :0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
y :0.64 4.04 7.47 10.93 14.45
设拟合直线方程为： y a0 a1 x
0.64 4.04 L 7.47 10.93 14.45 则
0.10 14.45
ˆ ：0.604 4.055 y
7.506 10.957 14.408 0.036 0.027 0.042

∴
：0.036
0.015
Lmax 0.042
∴非线性误差为： L ②迟滞误差：第一循环：第二循环: 第三循环： ∴
0.042 100% 0.3% 14.5 0.5
Rmax 0.08 100% 100% 0.5714% yFS 14
4
《传感器与检测技术(第 2 版)》习题参考答案(20150914 版)

42870《传感器与检测技术(第2版)》胡向东(试卷12套)综合试题(4套).doc

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冃要求的，请将正确选项前的字母填在题示的括号内。

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（）oA.直流平衡电桥B.直流不平衡电桥C.交流平衡电桥0.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（）0A.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（）0A.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（）0A.光谱特性B.伏安特性C.频率特性0.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（）oA.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.可用普通电了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.用电流一电压特性呈非线性的电子元件做探测微波的敏感探头D.町分为反射式和遮断式两类10、用N型材料SnO?制成的气敏电阻在空气中经加热处于稳定状态后，与N0?接触后（）。

A.电阻值变小B.电阻值变人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盂要，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xl和x2,空气隙的而积为S,磁导率为线圈匝数W不变）。

《传感器与检测技术》试卷及答案(共五套)

（试卷一）第一部分选择题（共24分）一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24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、多选和未选均无分。

1．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2．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3．按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（）A．光电式传感器B．电容式传感器C．压电式传感器D．磁电式传感器4．测量范围大的电容式位移传感器的类型为（）A．变极板面积型B．变极距型C．变介质型D．容栅型5．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．影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（）A．电缆的安装与固定方式B．电缆的长度C．前置放大器的输出阻抗D．前置放大器的输入阻抗7．固体半导体摄像元件CCD是一种（）A．PN结光电二极管电路B．PNP型晶体管集成电路C．MOS型晶体管开关集成电路D．NPN型晶体管集成电路8．将电阻R和电容C串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的RC吸收电路，其作用是（）A．抑制共模噪声B．抑制差模噪声C．克服串扰D．消除电火花干扰9．在采用限定最大偏差法进行数字滤波时，若限定偏差△Y≤0.01，本次采样值为0.315，上次采样值为0.301，则本次采样值Y n应选为（）A．0.301 B．0.303 C．0.308 D．0.31510．若模/数转换器输出二进制数的位数为10，最大输入信号为2.5V，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为（）A．1.22mV B．2.44mV C．3.66mV D．4.88mV11．周期信号的自相关函数必为（）A．周期偶函数B．非周期偶函数C．周期奇函数D．非周期奇函数12．已知函数x(t)的傅里叶变换为X（f），则函数y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为（）A．2X(f3) B．23X(f3) C．23X(f) D．2X(f) 第二部分非选择题（共76分）二、填空题（本大题共12小题，每小题1分，共12分）不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。

传感器与测试技术第二章习题答案

2-3 求周期信号x (t )=0.5cos10t +0.2cos(100t −45°)通过传递函数为H (s )=1/(0.005s +1)的装置后得到的稳态响应。

置后得到的稳态响应。

解：1()10.005H j w w=+，21()1(0.005)A w w =+，()arctan(0.005)j w w =-该装置是一线性定常系统，设稳态响应为y (t )，根据线性定常系统的频率保持性、比例性和叠加性得到性和叠加性得到y (t )=y 01cos(10t +j 1)+y 02cos(100t −45°+j 2) 其中010121(10)0.50.4991(0.00510)y A x ==´»+´，1(10)arctan(0.00510) 2.86j j ==-´»-°020221(100)0.20.1791(0.005100)y A x ==´»+´，2(100)arctan(0.005100)26.57j j ==-´»-°所以稳态响应为()0.499cos(10 2.86)0.179cos(10071.57)y t t t =-°+-°2-5 想用一个一阶系统做100Hz 正弦信号的测量，如要求限制振幅误差在5%以内，那么时间常数应取多少？若用该系统测量50Hz 正弦信号，问此时的振幅误差和相角差是多少？少？解：设该一阶系统的频响函数为解：设该一阶系统的频响函数为1()1H j w tw=+，t 是时间常数是时间常数则 21()1()A w tw =+稳态响应相对幅值误差21()1100%1100%1(2)A f d w pt æöç÷=-´=-´ç÷+èø令d ≤5%，f =100Hz ，解得t ≤523m s 。

传感器与测试技术_平时作业及讲评(电大四次平时作业)

若金属丝沿长度方向受力而伸长，通常将称为纵向应变，标为。因为它的数值在
通常的测量中甚小，故常用10-6作为单位来表示，称为微应变，标以。例如ε=0.001
就可以表示为，称为具有1000微应变。金属丝沿其轴向拉长使其径向缩小，二者之间的关系为
所以
令（3-4）
称为金属丝的灵敏系数，它表示金属丝发生单位轴向应变时所引起的电阻值的相对变化。
4．简述压磁式传感器的工作原理。
答：压磁式测力传感器的压磁元件由具有正磁致伸缩特性的硅钢片粘叠而成。如下图所示，硅钢片上冲有四个对称的孔，孔1、2的连线与孔3、4相互垂〔图(a)〕。孔1、2间绕有激磁绕组W12，孔3、4间绕有测量绕组W34，外力F与绕组W12、W34所在平面成45°角。当激磁绕组W12通过一定的交变电流时，铁心中就产生磁场H，方向如图(b)所示。设将孔间区域分成A、B、C、D四部分。在无外力作用时，A、B、C、D四部分的磁导率相同，磁力线呈轴对称分布，合成磁场强度H平行于测量绕组W34的平面。在磁场作用下，导磁体沿H方向磁化，磁通密度B与H取向相同。由于测量绕组无磁通通过，故不产生感应电势。
5．磁电式传感器可分为几类？各有什么性能特点？
答：磁电式传感器分类。
1〕变磁通式磁电传感器
这种类型的传感器线圈和磁铁固定不同，利用铁磁性物质制成一个齿轮（或凸轮）与被测物体相连而连动，在运动中齿轮（或凸轮）不断改变磁路的磁阻，从而改变了线圈的磁通，在线圈中感应出电动势。这种类型的传感器在结构上有开磁路和闭磁路两种，一般都用来测量旋转物体的角速度，产生感应电势的频率作为输出，感应电动势的频率等于磁通变化的频率。
压磁式测力传感器的工作原理
若对压磁元件施加压力F，如图(c)所示，A、B区域将产生很大的压应力σ，而C、D区域基本上仍处于自由状态。对于正磁致伸缩材料，压应力σ使其磁化方向转向垂直于压力的方向。因此，A、B区的磁导率μ下降，磁阻增大，而与应力垂直方向的μ上升，磁阻减小。磁通密度B偏向水平方向，与测量绕组W34交链，W34中将产生感应电势e。F值越大，W34交链的磁通越多，e值就越大。经变换处理后，即能用电流或电压来表示被测力F的大小。

CH9光电式传感器含答案传感器与检测技术第2版习题及解答

第9章光电式传感器一、单项选择题1、下列光电式传感器中属于有源光敏传感器的是（）。

A. 光电效应传感器B. 红外热释电探测器C. 固体图像传感器D. 光纤传感器2、下列光电器件是根据外光电效应做出的是（）。

A. 光电管B. 光电池C. 光敏电阻D. 光敏二极管3、当光电管的阳极和阴极之间所加电压一定时，光通量与光电流之间的关系称为光电管的（）。

A. 伏安特性B. 光照特性C. 光谱特性D. 频率特性4、下列光电器件是基于光导效应的是（）。

A. 光电管B. 光电池C. 光敏电阻D. 光敏二极管5、光敏电阻的相对灵敏度与入射波长的关系称为（）。

A. 伏安特性B. 光照特性C. 光谱特性D. 频率特性6、下列关于光敏二极管和光敏三极管的对比不正确的是（）。

A. 光敏二极管的光电流很小，光敏三极管的光电流则较大B. 光敏二极管与光敏三极管的暗点流相差不大C. 工作频率较高时，应选用光敏二极管；工作频率较低时，应选用光敏三极管D. 光敏二极管的线性特性较差，而光敏三极管有很好的线性特性7、光电式传感器是利用（）把光信号转换成电信号。

A. 被测量B. 光电效应C. 光电管D. 光电器件8、光敏电阻的特性是（）A．有光照时亮电阻很大 B．无光照时暗电阻很小C．无光照时暗电流很大 D．受一定波长范围的光照时亮电流很大9、基于光生伏特效应工作的光电器件是（）A．光电管 B.光敏电阻C．光电池 D.光电倍增管10、CCD以（）为信号A. 电压B.电流C．电荷 D.电压或者电流11、构成CCD的基本单元是（）A. P型硅B.PN结C. 光电二极管D.MOS电容器12、基于全反射被破坏而导致光纤特性改变的原理，可以做成（）传感器，用于探测位移、压力、温度等变化。

A.位移B.压力C.温度D.光电13、光纤传感器一般由三部分组成，除光纤之外，还必须有光源和( )两个重要部件。

A.反射镜B.透镜C.光栅D.光探测器14、按照调制方式分类，光调制可以分为强度调制、相位调制、频率调制、波长调制以及( )等，所有这些调制过程都可以归结为将一个携带信息的信号叠加到载波光波上。

(完整版)传感器与检测技术第二版知识点总结

传感器知识点一、电阻式传感器1) 电阻式传感器的原理：将被测量转化为传感器电阻值的变化，并加上测量电路。

2) 主要的种类：电位器式、应变式、热电阻、热敏电阻 ● 应变电阻式传感器1) 应变：在外部作用力下发生形变的现象。

2) 应变电阻式传感器：利用电阻应变片将应变转化为电阻值的变化a. 组成：弹性元件+电阻应变片b. 主要测量对象：力、力矩、压力、加速度、重量。

c. 原理：作用力使弹性元件形变发生应变或位移应变敏感元件电阻值变化通过测量电路变成电压等点的输出。

3) 电阻值：ALR ρ=(电阻率、长度、截面积)。

4) 应力与应变的关系：εσE =(被测试件的应力=被测试件的材料弹性模量*轴向应变)5) 应力与力和受力面积的关系：（面积）（力）（应力）A F =σ应注意的问题：a. R3=R4；b. R1与R2应有相同的温度系数、线膨胀系数、应变灵敏度、初值；c. 补偿片的材料一样，个参数相同；d. 工作环境一样；二、电感式传感器1) 电感式传感器的原理：将输入物理量的变化转化为线圈自感系数L 或互感系数M的变化。

2) 种类：变磁阻式、变压器式、电涡流式。

3) 主要测量物理量：位移、振动、压力、流量、比重。

● 变磁阻电感式传感器1) 原理：衔铁移动导致气隙变化导致电感量变化，从而得知位移量的大小方向。

2) 自感系数公式：)(2002气隙厚度（截面积）（磁导率）δμA L N=。

3) 种类：变气隙厚度、变气隙面积4) 变磁阻电感式传感器的灵敏度取决于工作使得当前厚度。

5) 测量电路：交流电桥、变压器式交变电桥、谐振式测量电桥。

P56 6)应用：变气隙厚度电感式压力传感器（位移导致气隙变化导致自感系数变化导致电流变化）● 差动变压器电感式传感器1) 原理：把非电量的变化转化为互感量的变化。

2) 种类：变隙式、变面积式、螺线管式。

3) 测量电路：差动整流电路、相敏捡波电路。

● 电涡流电感式传感器1) 电涡流效应：块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中做切割磁感线的运动，磁通变化，产生电动势，电动势将在导体表面形成闭合的电流回路。

传感器与自动检测技术仿真试题二试卷一闭卷

传感器与自动检测技术仿真试题二试卷一（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、随着人们对各项产品技术含量的要求的不断提高，传感器也朝向智能化方面发展，其中，典型的传感器智能化结构模式是（）。

A. 传感器＋通信技术B. 传感器＋微处理器C. 传感器＋多媒体技术D. 传感器＋计算机2、在整个测量过程中，如果影响和决定误差大小的全部因素（条件）始终保持不变，对同一被测量进行多次重复测量，这样的测量称为（）A．组合测量 B．静态测量C．等精度测量 D．零位式测量3、磁电式传感器测量电路中引入积分电路是为了测量（）。

A．位移B．速度C．加速度 D．光强4、一个热电偶产生的热电势为E0，当打开其冷端串接与两热电极材料不同的第三根金属导体时，若保证已打开的冷端两点的温度与未打开时相同，则回路中热电势（）。

A．增加B．减小C．增加或减小不能确定D．不变5、下列光电式传感器中属于有源光敏传感器的是（）。

A. 光电效应传感器B. 红外热释电探测器C. 固体图像传感器D. 光纤传感器6、关于红外传感器，下述说法不正确的是（）A. 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B. 红外传感器的核心器件是红外探测器C. 光子探测器在吸收红外能量后，将直接产生电效应D. 为保持高灵敏度，热探测器一般需要低温冷却7、下列关于微波传感器的说法中正确的是（）A.不能用普通电子管与晶体管构成微波振荡器B.不能用特殊结构的天线发射微波C.用电流——电压特性呈线性的电子元件做探测微波的敏感探头D.分为反射式、遮断式和绕射式三类8、以下不属于超声波测流量的方法的有：（）A.时差法B.相位差法C.频率差法D.反射法9、一个6位的二进制光电式编码器，其测量精度约为（）A．5.6° B. 0.17°C．0.016° D. 60°10、当H2吸附到MoO2上时，下列说法正确的是（）。

《传感器与检测技术(第2版)》参考答案第15章微弱信号检测

第15章微弱信号检测一、单项选择题二、多项选择题三、填空题四、简答题1、答：实现自相关检测的原理如图A.8所示。

()ss τ图A.8 自相关检测原理框图设输入信号()x t 由被测信号()s t 和噪声()n t 组成，即：()()()x t s t n t =+。

()x t 同时输入到相关接收机的两个通道，其中一个通过延时器使其延迟一段时间τ。

经过延迟的()x t τ-和没有经过延迟的()x t 均送入乘法器中，乘法器输出的乘积经积分器积分后输出平均值，从而得到相关函数曲线上一点的相关值。

如果改变延迟时间τ，重复前述计算就能得到相关函数()R τ与τ的关系曲线，即得到自相关输出为：()()()()()()()1lim2Txx sssnnsnnTT R x t x t dt R R R R Tττττττ-→∞=-=+++⎰根据互相关函数的性质，信号()s t 与噪声()n t 不相关，且噪声的平均值应为0，于是有：()0sn R τ=，()0ns R τ=。

且随着τ的增大，()0nn R τ→，即对于足够大的τ，可得()()xx ss R R ττ=。

这样，就得到了信号()s t 的自相关函数()xx R τ，它包含着()s t 的信息，从而可检测出有用信号。

知识点：相关检测法2、答：实现互相关检测的原理如图A.9所示。

()xy τ图A.9 互相关检测原理框图输入信号为两路：()()()x t s t n t =+为被检测信号()s t 中混入了观察噪声()n t ，()y t 为已知参考信号，要求与被测信号相关（如同频），而与噪声无相关性。

输入经延时、相乘、积分及平均运算后，得到互相关输出为：()()()()()1lim2Txy synyTT R x t y t dt R R Tττττ-→∞=-=+⎰由于参考信号()y t 与信号()s t 有某种相关性，而()y t 与噪声()n t 没有相关性，且噪声的平均值为0，只要T 足够长，一定有()0ny R τ=，则：()()xy sy R R ττ=()xy R τ中包含了信号()s t 的信息，这样，就可实现对待测信号()s t 的检测。

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。

传感器与检测技术第2章-1_应变式传感器

E 4
R1 R
R2 R
R3 R
R4 R
EK 4
1
2
3
4
当仅桥臂AB单臂工作时，理想输出电压为
Ug E R E K
4R 4
44
电桥分类
B R1=R
A
Ug
R2=R C
R3=R’ R4=R’
E
D
第一对称电桥
2、第一对称电桥
若电桥桥臂两两相等，即R1 =R2=R ， R3=R4=R′ ，则称
16
2.1数（二）横向效应（三）动态特性
17
应变片的电阻值 R
• 应变片在未经安装也不受外力情况下，于室温下测得的电阻值
• 电阻系列：60、120、200、350、500、1000 Ω
电阻值大
可以加大应变片承受电压，输出信号大，敏感栅尺寸也增大
18
25
设环境引起的构件温度变化为Δt（℃）时，
粘贴在试件表面的应变片敏感栅材料的电阻温度系
数为αt ，则应变片产生的电阻相对变化为
R R
1
t t
26
由于敏感栅材料和被测构件材料两者线膨胀系数不同，当
Δt 存在时，引起应变片的附加应变，其值为
2t g s t
βg—试件材料线膨胀系数；βs—敏感栅材料线膨胀系数。
金属箔式应变片
13
金属薄膜应变片
• 采用真空蒸发或真空沉积等方法在薄的绝缘基片上形成厚度在0.1μm以下的金属电阻材料薄膜敏感栅，再加上保护层，易实现工业化批量生产
• 优点：应变灵敏系数大，允许电流密度大，工作范围广，易实现工业化生产
• 问题：难控制电阻与温度和时间的变化关系
15

传感器与检测技术第二讲1

xmin xFS 100%
5、稳定性：
传感器的稳定性一般是指长期稳定性指在室温条件下，经过相当长的时间间隔，
如一天、一月或一年，传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异。
包括：
抗干扰稳定性温度稳定性
6、漂移：
传感器的漂移是指在外界的干扰下，输出量发生与输入量无关的变化，包括零点漂移和灵敏度漂移等。
传感器的输出输入作用图
外界影响
冲振
温度
电磁场
供电
输入
线性滞后重复性
灵敏度
传感器
误差因素
输出
各种干扰稳定性温漂稳定性(零漂)
分辨力
静态特性
灵敏度分辨率线性度重复性迟滞稳定性漂移
1、线性度
线性度是用实测系统输入-输出特性曲线与其拟合直线之间的最大偏差。又称为非线性误差。
按传感器的工作机理，可分为物理型、化学型、生物型等。
本课程主要讲授物理型传感器。在物理型传感器中，作为传感器工作物理基础的基本定律有场的定律、物质定律、守恒定律和统计定律等。
按传感器的构成原理，可分为结构型与物性型两大类。
结构型传感器、物性型传感器
结构型传感器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。对于传感器来说，这些方程式也就是许多传感器在工作时的数学模型。
3、重复性
重复性是指传感器在输入量按同一方向做
全量程多次测试时，所得特性曲线不一致
性的程度。
Rmax 100%
R
YFS
或：
2 ~ 3 100%
R

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第2次作业
一、多项选择题（本大题共100分，共 25 小题，每小题 4 分）
1. 传感器的静态标定设备（标准值发生器）有（）
A. 力标定设备
B. 压力标定设备
C. 温度标定设备
D. 激振台
E. 力锤
2. 传感器的基本参数有（）
A. 测量范围
B. 量程
C. 过载能力
D. 灵敏度
E. 静态精度
3. 压电元件的连接方式有（），其中（）方式输出电荷量大。

A. 多片串联
B. 多片并联
4. 在金属热电阻中，其测温特性最好的是( )，在精度要求不高的场合和测温范围较小时，普遍使用( )。

A. 铂电阻
B. 镍电阻
C. 铜电阻
D. 锰电阻
5. 串联两个热电偶的输出电动势是( )，因而可以用于测量( )。

A. 各热电动势的平均值
B. 各热电动势的代数和
C. 两点之间温度之和（差）
D. 两点的平均温度
6. 形成干扰的条件是( )。

A. 干扰源
B. 信号是缓变信号
C. 干扰的耦合通道
D. 干扰的接收回路
E. 信号是交流信号
7. 测量信号经过频率调制后，所得到调频波的( )是随( )而变化的。

A. 幅值
B. 频率
C. 信号幅值
D. 信号频率
8. 选用不同导体材料做热电极，会影响热热电偶温度传感器的( )。

A. 灵敏度
B. 精度
C. 测量范围
D. 稳定性
9. ( ) 传感器属于有源型传感器。

A. 压电式
B. 热电式
C. 电感式
D. 电容式
E. 电阻式
10. 热电动势的大小与( )有关。

A. 两电极的材料
B. 热端温度
C. 冷端温度
D. 电极的尺寸与形状
11. 为了抑制干扰，常用的隔离电路有( )。

A. 滤波电路
B. A／D转换器
C. 变压器
D. 光耦合器
E. 调谐电路
12. 压电传感器的测量电路有（），其中能排除电缆电容影响的是（）。

A. 电压放大器
B. 相敏整流电路
C. 电荷放大器
D. 交流电桥
E. RC滤波器
13. 抑制干扰的方法主要是（）
A. 单点接地
B. 屏蔽
C. 隔离
D. 滤波
14. 压电式加速度传感器是( )传感器。

A. 发电型
B. 能量转换型
C. 参量型
D. 适宜测量静态信号的
E. 适宜测量动态信号的
15. 通常采用的压力敏感元件有（）。

其中，（）常用在电容式、应变式及电感式压力传感器中。

A. 模片
B. 柱形弹性元件
C. 波登管
D. 波纹管
E. 梁形弹性元件
F. 环形弹性元件
16. 在测量系统中有哪些接地系统（）
A. 安全地
B. 信号源地
C. 数字信号地
D. 模拟信号地
17. 通常采用的压力敏感元件有( )。

A. 模片
B. 柱形弹性元件
C. 波登管
D. 波纹管
E. 梁形弹性元件
18. 将被测压力转换为电量的有（）传感器，其中（）传感器是先通过金属弹性元件将压力转换为位移，再通过位移传感器转换为电参数的变化。

A. 电容式
B. 电感式
C. 压电式
D. 固态压阻式
E. 涡流式
19. 常见的湿敏元件有( )等。

A. 氯化锂湿敏元件
B. 半导体陶瓷湿敏元件
C. 热敏电阻湿敏元件
D. 高分子膜湿敏元件
E. SnO2湿敏元件
20. 压电传感器前置放大器的主要作用是( )。

A. 把传感器的低阻抗输出变换为高阻抗输出
B. 把传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出
C. 放大传感器的输出信号
D. 调制传感器的输出信号
E. 对传感器的输出信号进行检波
21. 测量不能接触的高温物体的温度，可采用( )温度传感器。

( )传感器可用于医疗在（-50～150）℃之间的温度测量。

A. 全辐射式
B. 热电偶
C. 热敏电阻
D. 亮度式
E. 比色
F. 半导体（二极管）
G. 半导体（三极管）
22. 传感器的静态指标有( )等。

A. 线性度
B. 灵敏度
C. 固有频率
D. 滞差
E. 阻尼比
23. A／D转换器的位数越多，则( )也越高。

A. 分辨力
B. 转换速度
C. 转换精度
D. 采样频率
E. 量程
24. 电桥的分类方法有多种，按( )可分为直流电桥和交流电桥。

按( )可分衡电桥和不平衡电桥。

按( )可分为单臂电桥、差动电桥和全臂电桥。

A. 被测电阻的接入方式
B. 工作方式
C. 不同的电桥电源
D. 不同种类的桥臂阻抗
25. 1、将被测压力转换为电量的有( )传感器。

A. 电容式
B. 电感式
C. 压电式
D. 固态压阻式
E. 涡流式
答案：
一、多项选择题（100分，共 25 题，每小题 4 分）
1. ABC
2. ABCDE
3. AB
4. AC
5. BC
6. ACD
7. BC
8. ABCD
9. CDE 10. ABC 11. CD 12. AC 13. ABCD 14. ABE 15. ACD 16. ABCD 17. ACD 18. ABE 19. ABCD 20. BC 21. ADE 22. ABD 23. AC 24. ABC 25. ABCDE。