感应器设计计算作业
《传感器》作业4-7章答案
1、如何改善单组式变极距型电容传感器的非线性？答：对于变极距单组式电容器由于存在着原理上的非线性，所以在实际应用中必须要改善其非线性。
改善其非线性可以采用两种方法。
（1）使变极距电容传感器工作在一个较小的范围内（0.01μm至零点几毫米），而且最大△δ应小于极板间距δ的1/5—1/10。
（2）采用差动式，理论分析表明，差动式电容传感器的非线性得到很大改善，灵敏度也提高一倍。
2、单组式变面积型平板形线位移电容传感器，两极板相对覆盖部分的宽度为4mm，两极板的间隙为0.5mm，极板间介质为空气，试求其静态灵敏度？若两极板相对移动2mm，求其电容变化量。
已知：b=4mm，δ=0.5mm，ε0=8.85×10－12F/m 求：（1）k=?；(2)若△a=2mm时△C=?。
6、画出电容式加速度传感器的结构示意图，并说明其工作原理。
答：电容式加速度传感器的结构示意图为：其中：1、5为两个固定极板；2为壳体；3为支撑弹簧片；4质量块；A面和B面为固定在质量块上的电容器的极板。
当测量垂直方向上直线加速度时，传感器的壳体2固定在被测振动体上，振动体的振动使壳体相对质量块运动，因而与壳体固定在一起的两固定极板1、5相对质量块4运动，致使上固定极板5与质量块4的A面组成的电容器Cx1以及下固定极板与质量块4的B面组成的电容器Cx2随之改变，一个增大，一个减小，它们的差值正比于被测加速度，而实现测量加速度的目的。
1、某霍尔元件l 、b 、d 尺寸分别为1.0cm ×0.35cm ×0.1cm ，沿l 方向通以电流I =1.0mA ，在垂直于lb 面方向加有均匀磁场B=0.3T ，传感器的灵敏度系数为22V/A ·T ，试求其输出霍尔电动势及载流子浓度。
已知：l ×b ×d=1.0cm ×0.35cm ×0.1cm ；I =1.0mA ；B=0.3T ；k H =22V/A ·T ；求：U H =?；n=？解：如图IB IB V IB k U H H 33106.63.0100.122--⨯=⨯⨯⨯==2、试说明霍尔式位移传感器的输出U H 与位移x 成正比关系。
《用传感器测磁感应强度》 作业设计方案
《用传感器测磁感应强度》作业设计方案一、作业目标1、让学生了解磁感应强度的概念和物理意义。
2、掌握使用传感器测量磁感应强度的基本原理和方法。
3、培养学生的实验操作能力、数据分析能力和解决问题的能力。
4、激发学生对物理实验的兴趣，提高学生的科学素养。
二、作业内容1、理论知识预习（1）布置学生预习磁感应强度的相关知识，包括定义、单位、公式等。
（2）让学生了解常见的磁场产生方式，如永磁体、通电直导线、通电螺线管等。
2、实验准备（1）准备实验器材，如霍尔传感器、数据采集器、计算机、永磁体、通电螺线管、电源等。
（2）向学生介绍实验器材的使用方法和注意事项。
3、实验操作（1）测量永磁体周围的磁感应强度将霍尔传感器放置在永磁体周围的不同位置，记录数据采集器上显示的磁感应强度值。
改变传感器与永磁体的距离，观察磁感应强度的变化。
（2）测量通电直导线周围的磁感应强度连接好电路，使通电直导线通过一定大小的电流。
将霍尔传感器沿着直导线的垂直方向移动，测量不同位置的磁感应强度。
（3）测量通电螺线管内部的磁感应强度将霍尔传感器插入通电螺线管内部的不同位置，测量磁感应强度。
改变电流大小，观察磁感应强度的变化。
4、数据处理与分析（1）学生将实验中测量的数据记录在表格中。
（2）根据数据绘制磁感应强度与位置的关系曲线。
（3）分析实验数据，讨论磁感应强度的分布规律。
5、问题思考与讨论（1）比较不同实验条件下测量得到的磁感应强度，分析影响磁感应强度大小的因素。
（2）思考霍尔传感器测量磁感应强度的误差来源，并提出减小误差的方法。
（3）探讨如何利用所学知识，设计一个更精确的磁感应强度测量方案。
三、作业要求1、学生在实验过程中要认真操作，如实记录数据。
2、实验完成后，及时整理实验器材，保持实验室整洁。
3、独立完成实验报告，包括实验目的、实验步骤、实验数据、数据分析和结论等内容。
4、在讨论环节中，积极参与，发表自己的观点和看法。
四、作业评价1、实验操作评价（1）观察学生在实验中的操作是否规范、熟练。
传感器作业-扫地机器人设计
第一章绪论1.1 课题研究背景近年来，随着计算机技术与人工智能科学的飞速发展，服务机器人技术逐渐成为现代机器人研究领域的热点。
一方面随着信息高速发展和生活、工作节奏的加快，人们需要从繁杂的家庭劳动中解脱出来；另一方面人口的老龄化和社会福利制度的完善也为某些服务机器人提供了广泛的市场应用前景。
区别于工业机器人，服务机器人的一个主要特征就是服务机器人是一种适用于具体的方式、环境及任务过程的机器人系统，其活动空间大，具有在非结构环境下的移动性，因此扫地机器人是一种能够自动执行房间清扫的家用服务机器人，集中了机械学、电子技术、传感器技术、计算机技术、控制技术、机器人技术、人工智能技术等多学科。
开始于20世纪80年代的研究，现在已经有多重样机和产品，并且促进了家庭服务机器人行业的发展，也促进了移动机器人技术、图像、语音识别、传感器等技术的发展。
许多发达国家都将其视为机器人研究的新领域给予重视。
有关资料也预测扫地机器人是未来几年需求量最大的服务机器人，特别是日用扫地电器不论在市场上或者是在产品创新上，绝对是所有小家电产品中最活跃的，未来仍有很大的成长空间，因此此课题研究有很大的意义。
1.2 国内外研究现状1.2.1 扫地机器人的特点扫地机器人具有如下的特点：(1)扫地机器人自带电源，小巧轻便、操作简单、自主性强、具有很强的实用性。
(2)扫地机器人的工作环境主要为普通家庭环境，也可以用于机场候机大厅、展览馆、图书馆等公共场所。
环境的共同特征为有限的封闭空间、平整的地板以及走动的人员，因此可以归结为复杂多变、结构化的动态环境。
所以环境适应性是对此类机器人的基本要求。
(3)扫地机器人的任务是清扫地面，工作的对象是地面的灰尘、纸屑以及其他一些小尺寸物体，而大尺寸物体不作为扫地机器人的处理对象。
考虑到安全因素，扫地机器人必须对人及家庭物品等不构成任何危害，同时扫地机器人还必须具备自我保护的能力。
随着近年来计算机技术、人工智能技术、传感技术以及移动机器人技术的迅速发展，扫地机器人控制系统的研究和开发己具备了坚实的基础和良好的发展前景。
《简易机器人常用传感器作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术地质版2019》
《简易机器人常用传感器》作业设计方案一、设计目标本作业设计旨在帮助学生了解和掌握简易机器人常用传感器的原理、分类、特点以及应用，并通过实际操作，提高学生的动手能力和创造力，培养学生的科学素养和工程实践能力。
二、设计内容1. 传感器的分类和原理：介绍常见的机器人传感器种类，如光电传感器、超声波传感器、温度传感器等，以及其工作原理和特点。
2. 传感器的应用：通过实验操作，让学生探究传感器在机器人中的应用，如避障、寻迹、测距等。
3. 制作简易机器人：学生可以利用Arduino等开发板和传感器模块，制作一个简易的智能机器人，并通过编程使其实现特定功能。
三、设计步骤1. 理论进修：讲解传感器的种类、原理和应用，引导学生了解传感器在机器人中的重要性和作用。
2. 实验操作：提供实验材料和器械，让学生进行传感器的实际操作，如测试光电传感器的反射原理、超声波传感器的测距功能等。
3. 制作机器人：引导学生利用Arduino等硬件平台和传感器模块，组装一个简易的机器人，并编写程序实现机器人的功能。
4. 实践应用：让学生展示他们制作的机器人，在实际场景中应用传感器技术，如让机器人避开障碍物、按照黑线行走等。
四、评估方式1. 实验报告：学生需撰写传感器实验的报告，包括实验目标、步骤、结果分析和心得体会。
2. 机器人演示：学生需展示他们制作的机器人，并演示机器人在实际场景中的应用效果。
3. 答辩环节：学生需回答老师和同砚的问题，展示对传感器原理和应用的理解和掌握水平。
五、拓展延伸1. 小组合作：鼓励学生分组合作，共同制作更复杂的机器人，并实现更多功能。
2. 竞争活动：组织机器人竞争，让学生在竞争中提高技术和创新能力。
3. 参观实践：组织学生参观机器人相关企业或钻研机构，深入了解机器人技术的发展和应用。
六、总结通过本作业设计，学生将能够全面了解和掌握简易机器人常用传感器的知识，提高动手能力和实践能力，培养科学素养和工程思维，为未来的进修和发展打下坚实基础。
中频感应器的设计与计算
ｎｇｊ
．ｗｄ ｉａｒｅ
ｗｄ
ｍ ｏ ｃ ．
电话
２０ ：１５
２９
７ ６３２２
ＱＱ：
７３ ８７１９
８０４
由式（2-11）（2-12），可得：
PT t = C Δ T G
即：
（2-13）
其中：C——坯料的平均比热容。表示单位重量坯料每升温1℃所吸收的热能。单位：KJ/kg℃。
表2-3 几种常见金属的平均比热容值 金属 平均比热容 (KJ/kg℃） 钢 0.3% C 0.700 0.8%C 0.683 1.6%C 0.650 铜 铝
8719738043坯料的电阻和电抗1651241060177105017710502251051072001070277201256105图25计算圆形断面螺旋线圈电感的修正系数曲线2横坐标的值乘101125610509857272098572824771051072001070277209651056坯料的换算系数7坯料的换算电阻0972017710501721052m11741059感应器线圈铜管壁厚0008m根据圆环效应流过感应器中的电流均集中在感应器的内表层可选用靠近坯料一侧为8mm的异形铜管
从图（2-2）我们将PT / P定义为感应器的总效率η，将P2 / P定义为感应器的电效率ηt ，将PT / P2定义为感应器的热效率ηu。 η=PT / P ηt =P2 / P ηu= PT / P2 （2-5） （2-6） （2-7）
即：
式（2-6）乘以式（2-7）则有： ηt ηu = PT / P 可知： η=ηt ηu 从式（2-5）可知： （2-9） （2-8）
中频感
应加
服务 热设备
网专辑
感应加热电流频率、功率、加热时间 的确定与螺线管感应器的参数计算
《传感器的应用》 作业设计方案
《传感器的应用》作业设计方案一、作业目标1、让学生了解传感器的基本原理和类型。
2、帮助学生认识传感器在日常生活、工业生产、科学研究等领域的广泛应用。
3、培养学生观察和分析实际问题中传感器应用的能力。
4、激发学生对传感器技术的兴趣，鼓励学生探索创新应用。
二、作业内容（一）知识回顾1、要求学生回顾传感器的定义、工作原理和常见类型，如温度传感器、压力传感器、光电传感器等。
2、让学生简述传感器将物理量转换为电信号的过程。
（二）实际应用案例分析1、家庭生活中的传感器分析智能电饭煲中温度传感器的作用，如何实现精确控温，保证米饭的口感。
探讨烟雾报警器中烟雾传感器的工作原理，以及如何及时发出警报保障家庭安全。
2、工业生产中的传感器研究汽车生产线上压力传感器在零部件检测中的应用，如何确保产品质量。
了解自动化工厂中光电传感器在物料传输和设备控制中的作用。
3、医疗领域的传感器探究血糖仪中生物传感器的工作机制，如何快速准确测量血糖水平。
分析心电图机中电极传感器如何捕捉心脏电活动，辅助诊断心脏疾病。
4、环境监测中的传感器研究空气质量监测站中气体传感器对有害气体的检测，如何为环境保护提供数据支持。
了解水质监测设备中传感器如何测量水质参数，如 pH 值、溶解氧等。
（三）创新应用设想1、鼓励学生思考传感器在未来智能家居中的创新应用，如智能窗户根据光照自动调节透明度。
2、让学生设想传感器在智能交通领域的新应用，如道路状况实时监测系统。
（四）数据收集与分析1、学生选择一个感兴趣的传感器应用场景，收集相关数据，如传感器的性能参数、应用效果等。
2、对收集的数据进行分析，总结传感器在该场景中的优势和不足。
三、作业形式1、书面报告学生以书面形式完成案例分析和创新应用设想，要求逻辑清晰、表述准确。
2、小组讨论组织学生进行小组讨论，分享各自收集的数据和分析结果，互相交流和学习。
3、实物展示（可选）有条件的情况下，鼓励学生制作简单的传感器应用模型或实物，进行展示和讲解。
《第7课传感器的应用》作业设计方案-初中信息技术浙教版23七年级下册自编模拟
《传感器的应用》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本作业设计旨在通过《传感器的应用》课程的学习，使学生掌握传感器的基本概念和功能，了解传感器的类型及应用领域，通过实际操作锻炼学生动手实践的能力，为后续课程打下坚实基础。
二、作业内容1. 基础知识掌握：要求学生复习并理解传感器的基本概念、原理及其分类，通过课本及网络资源收集至少三种不同类型传感器的应用实例，并对其工作原理进行简要描述。
2. 实验操作实践：开展一次传感器应用的小实验。
以光敏传感器为例，指导学生制作一个简易的光照度检测装置。
实验中应包括传感器的选择、电路连接、代码编写以及数据的读取和展示。
3. 作品创作：学生需以小组形式（每组3-4人）设计并制作一个简单的传感器应用作品。
作品应包含传感器、微控制器（如Arduino）和其他必要的电子元件，并能够展示传感器的实际功能。
4. 报告撰写：每组学生需撰写一份关于作品设计、制作过程及功能的报告，报告中应详细记录实验步骤、数据记录及分析结果，并阐述传感器在作品中的作用和意义。
三、作业要求1. 学生在完成作业过程中，需遵循安全操作规程，确保实验过程中的人身和设备安全。
2. 实验报告需条理清晰，数据准确，分析深入，能够体现出学生对传感器应用的理解和创新能力。
3. 作品制作应注重实用性和美观性，能够真实反映传感器的应用效果。
4. 小组合作中需明确分工，确保每位成员都能参与到作品的制作和报告的撰写中。
四、作业评价1. 教师根据学生的实验报告、作品的实际效果和小组合作的情况进行评价。
2. 评价标准包括基础知识的掌握程度、实验操作的熟练度、作品的创新性和实用性以及报告的撰写质量。
3. 对于优秀的学生作品和报告，将在课堂上进行展示，并给予表扬和鼓励。
五、作业反馈1. 教师将在课堂上对学生的作业进行点评，指出存在的问题和不足，并给出改进建议。
2. 对于学生在作业中表现出的优点和进步，教师将给予肯定和赞扬，激励学生继续努力。
《第6课 常见的传感器》作业设计方案-初中信息技术浙教版23七年级下册自编模拟
《常见的传感器》作业设计方案（第一课时）一、作业目标通过本次作业，学生应能够：1. 识别并理解常见的传感器类型；2. 掌握传感器在信息技术中的应用；3. 了解传感器的使用方法和基本工作原理。
二、作业内容1. 基础理论知识测试：学生需完成一份关于传感器的基础理论知识测试，包括传感器的定义、分类、工作原理以及在信息技术中的应用等。
2. 实践操作：学生需在家中自行寻找一款常见的传感器（如光敏电阻、温度传感器等），通过查阅相关资料，了解其工作原理和使用方法，并尝试将其应用于实际生活中。
3. 小组讨论：学生需与同学组成小组，讨论传感器的应用场景和实际案例，分享各自的学习心得和体验。
三、作业要求1. 理论测试：学生需独立完成测试，不得抄袭，确保答案准确无误。
2. 实践操作：学生需在家中独立完成实践操作，确保按照正确的步骤进行，并记录遇到的问题和解决方案。
3. 小组讨论：学生需积极参与小组讨论，分享自己的观点和经验，促进团队学习和交流。
4. 提交作业：学生需在规定时间内提交测试试卷、实践操作记录和小组讨论成果，以供教师评价和反馈。
四、作业评价1. 理论知识测试：根据学生的答题情况，评价学生对传感器基础理论知识的掌握程度。
2. 实践操作：根据学生的实践操作记录和照片，评价学生对传感器实际使用方法和工作原理的掌握程度。
3. 小组讨论：根据小组讨论的参与度、分享的案例和观点，评价学生的团队协作能力和学习积极性。
4. 总体评价：综合以上三方面进行评价，给出学生本次作业的总体等级，并针对存在的问题提出改进建议。
五、作业反馈1. 学生反馈：学生需在提交作业后，收到相应的反馈，包括测试答案的批改、实践操作的建议和小组讨论的点评等。
2. 教师反馈：教师根据学生提交的作业，给出总体评价和改进建议，并可与学生进行个别交流，针对存在的问题进行指导。
通过本次作业，希望学生能够更加深入地了解传感器的基本知识和应用，提高自己的实践操作能力和团队协作能力，为后续的信息技术学习打下坚实的基础。
传感器第1~2章作业
1．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。
2．已知某压力传感器的测定范围为0～10000Pa，输入特性表示为：y= (x—0.00007x2+2000)请问这种传感器能使用吗？3．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。
4．一台精度等级为0。
5级、量程范围为600-1200℃的温度传感器，它最大允许的绝对误差为多少?检验时某点最大绝对误差是4℃，问此表是否合格？5．图为一直流应变电桥，E = 4V，R1=R2=R3=R4=350Ω，求：①R1为应变片其余为外接电阻，R1增量为△R1=3.5Ω时，输出U0=?。
②R1、R2是应变片，感受应变极性大小相同，其余为固定电阻，电压输出U0=？。
③R1、R2感受应变极性相反，输出U0=?。
④R1、R2、R3、R4都是应变片，对臂同性，邻臂异性，电压输出U0=？。
6． 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40.510S -=⨯m 2,弹性模量11210E =⨯N/m 2， 若有4510F =⨯N 的拉力引起应变电阻变化为1Ω。
求该应变片的灵敏度系数为多少？7． 一台用等强度梁作为弹性元件的电子秤，在梁的上下两面各贴两片相同的电阻应变片(K=2），如图a ）所示.已知l=100mm ，b=11 mm ，h=3mm ，4210E =⨯N/ mm 2。
现将四个应变片接入 图b ）所示直流桥路中,电桥电源电压U=6V 。
当F=0.5Kg 时，求电桥输出电压U 0=？。
8． 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圆柱上。
如图所示a ）所示,力F=1000Kg 。
圆柱断面半径r=1cm ，弹性模量7210E =⨯N/ cm 2,泊松比μ=0.3。
求:（1）画出应变片在圆柱上粘贴位置及相应测量桥路原理图；（2) 各应变片的应变?ε=,电阻相对变化量?R R∆= （3) 若供桥电压U=6V,求桥路输出电压U 0=？（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。
《简易机器人常用传感器作业设计方案》
《简易机器人常用传感器》作业设计方案一、设计背景随着科技的不息发展，机器人在平时生活和工业生产中扮演着越来越重要的角色。
而传感器作为机器人的“感觉器官”，起着至关重要的作用。
本次作业旨在让学生了解常用的机器人传感器，并通过实际操作设计一个简易机器人，使学生能够掌握传感器的基本原理和应用。
二、设计目标1. 了解常用机器人传感器的种类和原理。
2. 学会应用传感器搭建简易机器人。
3. 提高学生的动手能力和创造力。
三、设计内容1. 理论进修：介绍常用的机器人传感器种类，如红外传感器、超声波传感器、光电传感器等，以及它们的工作原理和应用途景。
2. 实践操作：学生根据所学知识，应用Arduino等开发板和传感器模块，搭建一个简易的机器人原型。
3. 创意设计：学生可以在机器人上增加其他功能，如避障、跟随等，发挥自己的想象力。
四、实施步骤1. 第一周：介绍机器人传感器的种类和原理，让学生了解传感器的作用和重要性。
2. 第二周：分发传感器模块和开发板，让学生进行实验，了解传感器的应用方法。
3. 第三周：学生根据所学知识，设计并搭建一个简易的机器人原型。
4. 第四周：学生展示他们设计的机器人，并进行功能测试和改进。
五、评判方式1. 完成情况：根据学生的机器人设计方案和实际搭建情况进行评分。
2. 创新性：评判学生是否在设计中加入了自己的创意和想法。
3. 实用性：评判学生设计的机器人是否具有实际应用的可能性。
六、预期效果通过本次作业设计方案的实施，学生将能够全面了解机器人传感器的种类和原理，掌握传感器的应用方法，提高动手能力和创造力，培养学生的工程设计能力和创新认识。
同时，也为学生今后深入进修和钻研机器人领域奠定了基础。
传感器作业参考答案
-2.71
-2.68
0.61
0.64
3.99
4.03
7.43
7.45
10.89
10.94
14.47
14.46
偏差 值
-0.05 -0.08 -0.07 -0.05 -0.06 -0.05
第一循环 反行程 -2.71 0.66 4.06 7.49 10.95 14.42
输出值/mV
第二循环 第三循环
反行程 反行程
7 拟在等截面的悬臂梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片，并组成差动全桥电路，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。 答： ① 如题图所示 等截面悬梁臂，在外力 F 作用下，悬梁臂产生变形，梁的上表面受到拉应变，
而梁的下表面受压应变。当选用四个完全相同的电阻应变片组成差动全桥电路，则应变片 如题图（b）所示粘贴。
图 2.1
U0
=
−
E 4
⋅
ΔR1 R1
=
−
4 4
× 1.2 120
=
− 0.01V
② 由于 R1， R2 均为应变片，且批号相同，所受应变大小和方向均相同，则 R1=R2=R , ∆R1=∆R2=∆R。
U0
=
⎛ ⎜ ⎝
(R1
+
R2 + ΔR2 ΔR1) + (R2
+
ΔR2 )
−
R4 R3 + R4
图（a）
图（b）
② 电阻应变片所构成的差动全桥电路接线如图﹙ｃ﹚所示，R1、R4 所受应变方向相同,R2、 R3 所受应变方向相同，但与 R1、R4 所受应变方向相反。
大学生传感器设计作业
大学生传感器设计作业
1.掌握传感器基本原理传感器的两种组成方式是什么？使用敏
感元件的目的是什么？电参量与电量的区别是什么？答：传感器由敏感元件（与传感元件）和测量转换电路组成。
敏感元件是在传感器中直接感受被测量的元件，即被测量通过传感器的敏感元件转换成与被测量有确定关系、更易于检测的非电量；电参量：与电量有对应关系的一些量，如电阻等；电量：能通过仪表直接测量的量，如电流，电压，频率等；简述在时域里的三种信号选择方式。
答：固定方式；把被测量以外的变量固定为一个值，或者采用某种控制手段使其为定值。
补偿方式；把被测量和干扰变量共同作用的函数量称为第一函数量，把只有干扰量作用的称为第二函数量。
补偿方式就是指利用第一函数量和第二函数量之差或之比来消除干扰变量影响的一种方式。
差动方式；将被测量在反对称方向上作用，干扰量在对称方向上作用，以此构成的两个状态量取其差，从而选择被测量的一种方式。
2.根据测量手段，测量方法可分为哪几类，并简述每类的原理及优缺点。
答：偏位式测量：直接以仪表的偏移量表示被测量的测量方式；虽然过程简单、迅速，但准确度不高，易产生灵敏度漂移和零点漂移；零位式测量：当测量系统达到平衡时，用已知标准量的值决定被测量的值。
特点是准确度高，但平衡耗时，多用于缓慢信号的测量；微差法测量：综合了偏位式测量法速度快和零位式测量法准确度高的优点的一种测量方法。
这种方法预先使被测量与测量装置内部的标准量取得平衡。
当被测量有微小变化时，测量装置失去平衡。
用偏位式
仪表指示出其变化部分的数值。
传感器的作业题
传感器的作业题第⼀⼆三章1.传感器的定义：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：传感器是感知各种化学和物理的⾮电量并按照⼀定规律将其转换为可⽤电信号输出的装置或器件。
2.变送器的定义当传感器的输出为标准信号（DC 4-20mA）时，则称作变送器。
3线性度（⾮线性误差）：输出-输⼊校准曲线与某⼀选定拟合直线不吻合的程度称为传感器的“⾮线性误差”，或称为“线性度”。
4迟滞：迟滞表⽰传感器在正（输⼊量最⼤）、反（输⼊量减⼩）⾏程期间，输出-输⼊曲线不重合的程度。
5重复性：重复性表⽰传感器在同⼀⼯作条件下，被测输⼊量按同⼀⽅向作全程连续多次重复测量时，所得输出值（或校准曲线）的⼀致程度。
6精度：精度是反映系统误差和随机误差的综合误差指标。
⼀般⽤重复性、线性度、迟滞三项的⽅和根或简单代数和表⽰。
7灵敏度：灵敏度是传感器输出量增量与输⼊量增量之⽐。
8阈值：⼀个传感器的输⼊从零开始缓慢地增加时，只有在达到某⼀最⼩值后才测得出输出变化，这个最⼩值就称为传感器的阈值。
9分辨率（⼒）：是指当⼀个传感器的输⼊从⾮零的任意值缓慢地增加时，只有在超过某⼀输⼊增量后输出才显⽰有变化，这个输⼊增量称为传感器的分辨⼒。
有时⽤该值相对满量程输⼊值之百分⽐表⽰，则称为分辨率。
10时漂：时间漂移通常是指传感器零位随时间变化⽽变化的现象。
11零点温漂：通常是指传感器零位随温度变化⽽变化的现象。
12灵敏度温漂：是指传感器灵敏度随温度变化⽽变化的现象。
13最⼩⼆乘法原理的核⼼思想是：校准数据与拟合直线上相应值之间的残差平⽅和最⼩。
13最⼩⼆乘法原理可简述为“估计应满⾜残差（剩余）平⽅和为最⼩”。
14通常在阶跃函数作⽤下测定传感器动态性能的时域指标。
通常在正弦函数作⽤下测定传感器动态性能的频域指标。
15通常⽤哪四个指标来表⽰传感器动态性能的时域指标？答：(1) 时间常数Ｔ：输出值上升到稳态值y(∞)的63％所需的时间。
《传感器的应用作业设计方案》
《传感器的应用》作业设计方案一、设计背景：传感器是一种能够感知环境信息并将其转化为电信号的装置，被广泛应用于各个领域，如工业控制、医疗诊断、环境监测等。
本次作业旨在通过设计一系列实践性的任务，让学生深入了解传感器的原理、分类、应用及实验操作。
二、设计目标：1. 了解传感器的基本原理和分类；2. 掌握传感器在不同领域的应用；3. 能够独立设计并实施简单的传感器实验。
三、设计内容：1. 课前准备：让学生通过阅读相关教材和资料，了解传感器的基本原理、分类及应用领域，为实验做好准备。
2. 实验一：温度传感器的应用要求学生设计一个实验，应用温度传感器测量不同温度下水的温度，并记录数据。
学生需要分析实验结果，探讨温度传感器的测量原理及误差来源。
3. 实验二：光敏传感器的应用让学生设计一个实验，应用光敏传感器测量不同光照条件下LED灯的亮度，并记录数据。
学生需要比较不同光敏传感器的灵敏度和响应速度。
4. 实验三：声音传感器的应用要求学生设计一个实验，应用声音传感器测量不同声音强度下的声音信号，并记录数据。
学生需要分析声音传感器的灵敏度和频率响应特性。
5. 实验四：压力传感器的应用让学生设计一个实验，应用压力传感器测量不同压力下气体的压强，并记录数据。
学生需要探讨压力传感器的工作原理及测量范围。
四、实验要求：1. 学生需要独立完成实验设计、数据采集和分析；2. 学生需要撰写实验报告，包括实验目标、方法、结果和结论；3. 学生需要展示实验过程并进行口头答辩。
五、评估方式：1. 实验设计的合理性和创新性；2. 实验操作的熟练水平和数据准确性；3. 实验报告的完备性和逻辑性；4. 口头答辩的表达能力和思维深度。
六、总结：通过本次作业设计，学生将能够深入了解传感器的应用领域及实验操作，提高他们的实践能力和创新思维。
希望学生能够在实验中获得更多的收获，为将来的科研和工程实践奠定基础。
大学生创意传感器设计作业
在家门口的脚垫下放置压力传感器，引出导线进入控制器，控制电灯开关或其他电器设备。
主人进屋后自动亮灯，其他家电，如空调，自动启动。
是一种检测装置，能感受到被测电流的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
扩展资料：
传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造和更新换代，而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新的经济增长点。
微型化是建立在微电子机械系统（MEMS）技术基础上的，已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。
《传感器的应用实例》 作业设计方案
《传感器的应用实例》作业设计方案一、作业目标通过本次作业，学生能够深入了解传感器在不同领域的应用，掌握传感器的工作原理和特点，提高学生对科技应用的观察和分析能力，培养学生的创新思维和实践能力。
二、作业内容1、要求学生收集至少三个不同领域中传感器的应用实例，如工业生产、医疗健康、智能家居、交通运输等。
2、对于每个实例，学生需要详细描述传感器的类型、工作原理、在该应用中的作用以及带来的优势。
3、学生需要分析传感器在这些应用中可能面临的挑战和限制，并提出可能的改进方案。
三、作业形式1、以书面报告的形式提交，包括文字描述、图表、图片等，要求内容清晰、排版整洁。
2、可以小组合作完成，但每个学生需要在报告中明确自己负责的部分。
四、作业步骤1、第一阶段：资料收集学生通过图书馆、互联网、学术期刊等渠道收集传感器的应用实例。
对收集到的资料进行筛选和整理，确保信息的准确性和可靠性。
2、第二阶段：分析与撰写对每个应用实例进行深入分析，包括传感器的类型、工作原理等。
描述传感器在该应用中的具体作用和带来的优势。
探讨可能存在的问题和挑战，并提出相应的改进建议。
以清晰、有条理的方式撰写报告，使用图表和图片辅助说明。
3、第三阶段：小组讨论与修改小组成员之间相互交流和讨论各自的成果，提出修改意见。
对报告进行修改和完善，确保内容完整、逻辑严谨。
4、第四阶段：提交与评价学生按时提交作业。
教师根据作业的完成质量、内容的准确性和创新性等方面进行评价。
五、应用实例分析1、工业生产中的传感器应用压力传感器在自动化生产线中的应用传感器类型：压阻式压力传感器工作原理：当压力作用在传感器的敏感元件上时，其电阻值会发生变化。
通过测量电阻的变化，可以转换为压力的数值。
作用：用于监测生产线上的压力参数，如液压系统的压力、气体压力等。
确保生产过程中的压力稳定在设定范围内，提高产品质量和生产效率。
优势：能够实时、准确地测量压力，响应速度快，稳定性高。
挑战与限制：可能受到环境温度、湿度等因素的影响，导致测量误差。
传感器作业及习题知识讲解
3.电感式传感器和涡流式传感器都是通过电感量的变化检测信号的，所以它们结构和工作原理没有任何不同。
4.自感式电感传感器改变空气隙等效截面积类型变换器转换关系为非线形的，改变空气隙长度类型的为线形的。
5.变压器式电感传感器多采用差动结构，并用线圈间互感M的大小确定被测非电量的数值。
讨论习题
1．试说明金属应变片与半导体应变片的相同和不同之处。
思考题
1．在传感器测量电路中，直流电桥与交流电桥有什么不同，如何考虑应用场合？用电阻应变片组成的半桥、全桥电路与单桥相比有哪些改善？
4、电感式传感器
作业习题
1.叙述变磁阻式传感器的工作原理。
2.说明差动变压器（螺线管式）传感器的结构形式与输出特性。
9.在膜厚传感器上，厚度l越大，线圈的自感系数是变大还是变小？
10.将非电量的变化转换成线圈______ (或______)变化，这种测量装置叫做电感式传感器。该传感器按转换原理不同可分为_______式或_______式两大类。
11.判断题：
1.对变间隙的电容式传感器而言即使采用差动结构也不能完全消除非线性误差。
4）石英晶体和压电陶瓷均呈压电现象，压电机理也一样，但后者的压电常数要大的多。
5）在压电式传感器的测量线路中，电荷放大器的低频特性要比电压放大器的好的多。
6）压电晶体有三个互相垂直的轴，分别为X轴（电轴）、Y轴（力轴）、Z轴（光轴），当沿某一轴的方向施加外作用力时，会在另外两个轴的表面出现电荷。
2.什么是正压电效应？什么是逆压电效应？压电效应有哪些种类？压电传感器的结构和应用特点是什么？能否用压电传感器测量静态压力？
讨论习题
1.霍尔元件能够测量哪些物理参数？霍尔元件的不等位电势的概念是什么？温度补偿的方法有哪几种？
《第7课传感器的应用》作业设计方案-初中信息技术浙教版23七年级下册自编模拟
《传感器的应用》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本作业设计旨在通过《传感器的应用》课程的学习，使学生掌握传感器的基本概念、工作原理及在日常生活中的应用。
通过实践操作，培养学生分析问题、解决问题的能力，以及动手实践和创新能力。
二、作业内容1. 理论学习：学生需认真阅读教材中关于传感器的内容，了解传感器的基本概念、分类及工作原理。
2. 视频观看：观看关于传感器应用的视频资料，了解传感器在日常生活中的应用实例。
3. 实践操作：选择一种传感器（如温度传感器、光敏传感器等），通过实验操作了解其工作过程及实际应用。
学生需记录实验过程及结果，并撰写实验报告。
4. 作品制作：以小组形式设计一个简单的传感器应用项目，如智能照明系统、温度报警器等。
项目需包含传感器的选择、电路设计、代码编写及实际运行等环节。
三、作业要求1. 理论学习要求：学生需认真阅读教材，理解并掌握传感器的基本概念及工作原理。
2. 视频观看要求：观看视频后需回答相关问题，加深对传感器应用的理解。
3. 实践操作要求：实验操作需细致，记录实验过程及结果，实验报告需条理清晰，重点突出。
4. 作品制作要求：小组内成员需分工合作，项目设计需具有实用性及创新性，作品需在规定时间内完成。
四、作业评价1. 教师评价：教师根据学生提交的作业（包括实验报告、作品等）进行评价，对学生在理论学习、实践操作及创新能力等方面进行综合评价。
2. 同学互评：小组间成员互相评价作品，从实用性、创新性、团队合作等方面进行评价，提出改进意见。
3. 自评：学生需对自己的作品进行自评，总结自己在本次作业中的收获及需要改进的地方。
五、作业反馈1. 教师反馈：教师根据评价结果，对学生在作业中表现出的优点及不足进行反馈，提出改进意见及建议。
2. 同学间反馈：小组间成员互相交流作品及评价结果，分享经验及心得，共同进步。
3. 学生自我反馈：学生根据自评及教师、同学的反馈，对自己的学习情况进行总结，明确下一步学习目标及方向。
传感器·作业答案详解
第一章3.r m =2/50×100%=4% , 因为 r m =Δx m /x ≤a%*x n /x=5% 所以，合格σ=0.1046x=x ±3σ=1.56±0.3138 1.2462<x<1.8738 , 无坏值 9.拟合后：y=0.499x+1.02×100%=0.133%K=0.499第二章传感器第二章习题参考答案3. 金属电阻应变片，其灵敏度S=2.5，R =120Ω，设工作时其应变为1200μe ，问ΔR 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各是多少？ 解:无应变时 I=E/R=2/120=16.7mA有应变时: I=E/(R+ΔR)=2/(120+0.36)=16.6mA4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*10^9 N/M^2,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=120欧姆，问电阻变化多少？7 拟在等截面的悬臂梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片，并组成差动全桥电路，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。
答：① 如题图所示 等截面悬梁臂，在外力F 作用下，悬梁臂产生变形，梁的上表面受到拉应变，而梁的下表面受压应变。
当选用四个完全相同的电阻应变片组成差动全桥电路，则应变片如题图（b ）所示粘贴。
图（a ）图（b ）② 电阻应变片所构成的差动全桥电路接线如图﹙ｃ﹚所示，R 1、R 4所受应变方向相同,R 2、R 3所受应变方向相同，但与R 1、R 4所受应变方向相反。
图（c ）8. 图示为一直流应变电桥。
图中E=4V ，R 1=R 2 =R 3=R 4=120Ω，试求：（1）R 1为金属应变片，其余为外接电阻。
当R 1的增量为∆ R 1 =1. 2 Ω时，电桥输出电压U 0=?（2）R 1，R 2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 0 = ?（3）题（2）中，如果R2与R1感受应变的极性相反，且∆R1=∆R2=1. 2 Ω，电桥输出电压U 0 = ?答： ① 如题 2.1 图所示图2.11014 1.20.01V 44120R E U R ∆=-⋅=-⨯=- ② 由于R 1， R 2均为应变片，且批号相同，所受应变大小和方向均相同，则 R 1=R 2=R , ∆R 1=∆R 2=∆R 。
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感应器设计计算已知: 设计炉子容量：200kg ；炉炼材料：钢，材料密度：7.2g/cm 3; 浇注温度：1700C ；浇注温度下炉料热焓：0.42kW.h/Kg; 熔炼时间：1h镁砂坩埚导热系数：2.9W/m. C 隔热石棉板导热系数：0.21W/m.°C 炉壳温度：50C ； 炉料电阻率：常温 1X 10-5 Q .cm ；液态 1.37 x 10-4 Q .cm ；感应器电阻率：1.75 x 10-6 Q .cm感应器端电压：250V;电流密度：2500Hz; 液态炉料黑度：0.36补偿电容量：125*10-6F 提示：1） 依据容炼材料及熔炼量计算坩埚及感应器的尺寸2） 依据熔炼材料及熔炼温度等计算感应炉的功率3） 计算感应器的电器参数坩埚尺寸:3）其余厚度:1） 总容积： 由题目及设计条件，有： M=200kg=20X 10g , r m =7.2g/cm , K=75%=0.75液 体 金 属 体 积 3 4 3Vg=M/rf200X 10 /7.2=2.78 x10 cm 坩 埚 总 容 积 Vz=Vg/K=2.78X 104/0.75=3.71 x104cn i 2） 平均直径和深度： a=0.5~1.0,取 a=0.8 , 由公式 V gd 22 h 2 4 得： 4aV g 3 4 0.8 2・78 104 ' \ 3.14 金属液高度h 2 -h 2 38.11 h2 —K 0.75 d 2a30.490.838.11cm ，坩埚深度 50.81cm，圆整后，取 h 2 51cm30.49cm6堆竭尺+炉衬厚度 c=a i X d 2=0.175 x 30.49=5.34cm(a i 取 0.175) 绝热层厚 a 2取5mm 坩埚平均壁厚 T ca 2 =5.34-0.5=4.84cm底厚g T a 3(厚度增加量，取 a 3=15mm)=4.84+1.5 = 6.34cm ，圆整后， 6.5cm底部绝缘层厚度：△ a=10mm1.0cm感应器尺寸：D 2=d 2 2 T =30.49+2X 4.84=40.17cm,圆整后，取 D 2=40.2cm1) 感应器内径 d , d 2 2 c =30.49 +2X 5.34=41.17cm,圆整后，取 d i =41.2cm 2) 感应器高度 h b d ,=1.1 x 41.2=45.32cm(b=1.1)，圆整后，取 h i =46cm加热功率:2）热损耗功率: 坩埚口向外的热辐射量:2 3.14 38.11 10 2 1973 3232 2 21）熔化功率P x TM hHa 。
t200°4284kW1 ______ 壬丄丄) F2 C 2 C 。
2 2A=0.25 X n d 2 =0.25 X 3.14 X 30.49当F F 2时，H —CF 1C1C 0=0.36 X 5.7=2.052W/(m 1 2 * • k 4)2 -2 2=729.8cm=7.298 x 10 m4100 2.052 7.298 10441973 323 「0.4 1001009.07kW坩埚侧壁热传导量（高温炉料 -坩埚壁-绝热层-感应器-冷却水）:2 6「％ 1 1 D 2 1 d 1In In -gd 2a D 218.6kWP f100则全部热损耗功率：P P fP ci P c2 =9.07+18.6+3.18=30.85 kW 3）总功率和热效率：n i—变频效率，n i=0.8 （中频发电机组）;n 2 —电容效率，n 2=0.97 ；n 3—感应器效率,n 3=0.8 ；n 4—输电线路效率，n 4=0.95感应器线圈参数:1）炉料、感应器有效电阻R、感应器、炉料透入深度△ 1、△ 2：T n T b 1973 323 3 18kWg a 0.0592 0.01 3.18kWg A g a A a 2.9 0.127 0.21 0.133P c25030 ' 150301.75 1061 25000.133cmP xP r P x药市酥3（在O"9之间'合格）4 =0.8 X 0.97 X 0.8 X 0.95=0.5912 Id电气原理图I 一童确帖禅；2补偿申.脅楼；3-出曲1z 2 3f =2500Hz>f min，满足要求。
50302 5030 1.37 101.17cm1 2500感应器、炉料有效电阻 R1、R2: 填充系数），与绝缘方式有关，取k a =0.85 k 3=0.7~0.95 111 — Si d 1 1 h 1-1.75 10 6 k 3 3.14 41.2 0.133 437 10 5 0.133 46 0.85 R 2 12 2 —S 2 d 2-1.37 10 2 h 2 314 3°.49「17 9.01 10 5 1.17 38.11 2)感应器、由于匝数未知，先按单匝计算感抗 卩 0=4n X10-7 d 1/ h 1=41.2/46=0.9，查表得:K=0.71 d 2 /h 2=(30.49-1.17)/38.11=0.77 炉料感抗: ，查表得：K 2=0.75 L 2X 1X 24h 1 K 14 3.14 41.2 0.133 10 0.71 4 3.14 10 7 2.60 10 74 46 10 2 2 0 4h 2 4 38.11 10 2f L 1 2 3.14 2500 2.60 10 7 4.08 10 f L 2 2 3.14 2500 1.67 10 7 2.62 10 32 32 2 3.14 30.49 1.17 2 d 2 2 10 0.75 4 3.14 107 1.67 10 73）炉料一感应器系统互感抗：h 1/h 2=46/38.11=1.2，d"介=41.2/46=0.9 杳图得：K=1.23 L md 2 2 ■■■f K m 4h 2 2 3.14 30.494 38.11 1J7 2 10 4 上 4 3.14 10 7 1.23 10 7 10 2 X m 2 L m 2 3.14 2500 1.23 10 7 1.94 10 3 4）炉料一一感应器系统阻抗:折算系数：k R |X 3 1.94 10 5 2 9.01 10 2.62 3 2100.55 等效电阻、等效感抗:& R k R 2 4.37 10 5 0.55 9.01 10 5 9.33 10 X d X 1 k X 2 4.08 10 3 0.552.62 10 3 2.64 10 3等效系统的阻抗: Z d.Rd x d5 23 239.33 102.64 102.64 105）炉子电效率和自然功率因数炉子的自然功率因数： cos %/Z d 9.33 10 5/ 2.64 10 3 3.5 106）电源供给感应器有功功率及单匝感应器电流与电压： 加热、熔炼炉料所需的有功功率： P P f P x 9.07 84 93.07kW供给感应器的有功功率：P d P / d 93.07/0.531 175.27kW 单匝感应器电流与电压：l d . P d / R j175.27 103/9.33 10 5 4.33 104A 4.33 104 2.64 10 3 114.3V4=(125-600) V ,为方便使用，取 U H =380V U=(85~90)%U=0.9 X 380=342V8）输入感应器电流：1-N I dU ： 4^3114^ 1-104A10）感应器一一炉料系统实际阻抗:系统实际等效电阻：R d N 2 9.33 10 5 32 8.40 10 4系统实际等效感抗： X iX：N 22.64 10 3 32 2.38 10 2 系统实际等效阻抗： 乙 Z ： N 2 2.64 10 3 322.38 10 211）补偿电容2所需补偿的无功功率： Q l i 2 X i 1.45 104 2.38 10 2 5.00 106 J炉子的电效率:kR 2 I d 2 R d i d 20.55 9.01 10 0.53139.33 107）感应器总匝数：UH 电源的额定电压， U ----- 感应器的端电压,N U i /U dU i I d Z d5 尺 342 ' 9.33 10 5Z d i F d 2.64 10 3 】175.27 10’2.99，取匝数N=3I d Z d9）感应器尺寸： 感应器铜管外径: d v46 0.85313.03cm ,圆整后，取 d v =13cm感应器外径: D 1 d 1 2d v 41.2 2 13 67.2cm铜管壁厚：t 1.3 11.3 0.1330.173cm 1.73mm所需补偿的电容量：2 2 2 2 3C Q/(2 f U i ) (U i /X i)/(2 f U i) 1/(2 fX i) 1/(2 3.14 2500 2.38 10 ) 2.68 10 F并联电容的数量： n C 2B8 10：21.44，即需 22 个。
C m 125 10 612）感应器截面电流密度的校验: 有效导电面积：S gd v , 3.14 13 0.133 5.429cm 2 542.9mm 2验证： g 山1.45 1026.7A/mm 2v=100A/mm 符合要求。
gS g 542.9所有计算完成1 402 1 412In In2.9 30.49 0.21 40.2坩埚底部热传导量（高温炉料-坩埚底-绝热层-支架-炉壳）： 坩埚底 A g =n D 2 /4=0.25 X 3.14 X 40.2 =0.127 m 绝热层面积 A a =n d 12/4=0.25 X 3.14 X 41.22=0.133 m 213）感应器的水冷计算：冷却水带走的热量:P sPz1d r194.7 1 0.531 i所需冷却水的体积流量： 〜 P s 119.2 10qVCt ct r 1 4.2 50冷却水的流速v :水管内径：D n d n2t 13 2 0.17312.65 cm 水管截面积：S kD ； 23.14 12.65125.62cm 24 4 于是，水流速度： q vV 946.07.53cm/s3S k125.620.73119.2kW3946.0cm /s20紊流校验：R eD n V12.65 7.530.019525.5>2300,故为紊流。