传感器计算题目总结答案
传感器考试题目及答案
传感器考试题目及答案一、选择题1. 传感器的英文缩写是什么？A. SCB. SPC. SAD. SD答案：A2. 传感器的主要功能是什么？A. 数据存储B. 数据处理C. 数据转换D. 数据传输答案：C3. 以下哪个不是传感器的分类？A. 温度传感器B. 压力传感器C. 速度传感器D. 存储器答案：D4. 传感器的灵敏度指的是什么？A. 测量范围B. 测量精度C. 响应速度D. 输出信号与输入量的比例关系答案：D5. 传感器的线性度指的是什么？A. 测量范围B. 测量精度C. 响应速度D. 输出与输入的线性关系答案：D二、填空题6. 传感器通常由____、转换元件和信号处理电路三部分组成。
答案：敏感元件7. 传感器的动态特性指的是传感器在____变化时的性能。
答案：时间8. 传感器的静态特性通常用____来描述。
答案：输入输出关系9. 传感器的稳定性是指传感器在____条件下的性能保持不变。
答案：长时间工作10. 传感器的精度等级通常用____来表示。
答案：百分比三、简答题11. 简述传感器在工业自动化中的作用。
答案：传感器在工业自动化中起到关键作用，它们能够实时监测和测量各种物理量，如温度、压力、速度等，并将这些物理量转换为电信号，供控制系统进行数据处理和决策。
传感器提高了自动化系统的灵活性和可靠性，是实现精确控制和优化生产过程的基础。
12. 什么是传感器的分辨率，它对测量结果有什么影响？答案：传感器的分辨率是指传感器能够区分的最小输入变化量。
高分辨率的传感器能够提供更精细的测量结果，从而提高测量的准确性和可靠性。
低分辨率的传感器可能无法检测到微小的变化，导致测量误差增大。
四、论述题13. 论述传感器在环境监测中的应用及其重要性。
答案：传感器在环境监测中扮演着至关重要的角色。
它们能够监测空气质量、水质、土壤污染等环境因素。
例如，气体传感器可以检测空气中的有害气体浓度，水质传感器可以监测水中的污染物含量，土壤传感器可以评估土壤的肥力和污染水平。
传感器原理和应用习题和答案
《第一章传感器的一般特性》11）该测速发电机的灵敏度.2）该测速发电机的线性度.2．已知一热电偶的时间常数τ=10s,若用它来测量一台炉子的温度,炉内温度在540οC和500οC 之间按近似正弦曲线波动,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,以与输入与输出信号之间的相位差和滞后时间.3．用一只时间常数为0.355s 的一阶传感器去测量周期分别为1s、2s和3s的正弦信号,问幅值误差为多少？4．若用一阶传感器作100Hz正弦信号的测试,如幅值误差要求限制在5%以内,则时间常数应取多少？若在该时间常数下,同一传感器作50Hz正弦信号的测试,这时的幅值误差和相角有多大？5．已知某二阶系统传感器的固有频率f0=10kHz,阻尼比ξ=0.1,若要求传感器的输出幅值误差小于3%,试确定该传感器的工作频率范围.6．某压力传感器属于二阶系统,其固有频率为1000Hz,阻尼比为临界值的50%,当500Hz的简谐压力输入后,试求其幅值误差和相位滞后.《第二章应变式传感器》1．假设某电阻应变计在输入应变为5000με时电阻变化为1%,试确定该应变计的灵敏系数.又若在使用该应变计的过程中,采用的灵敏系数为 1.9,试确定由此而产生的测量误差的正负和大小.2．如下图所示的系统中：①当F＝0和热源移开时,R l＝R2＝R3＝R4,与U0＝0；②各应变片的灵敏系数皆为+2.0,且其电阻温度系数为正值；③梁的弹性模量随温度增加而减小；④应变片的热膨胀系数比梁的大；⑤假定应变片的温度和紧接在它下面的梁的温度一样.在时间t＝0时,在梁的自由端加上一向上的力,然后维持不变,在振荡消失之后,在一稍后的时间t1打开辐射源,然后就一直开着,试简要绘出U0和t的关系曲线的一般形状,并通过仔细推理说明你给出这种曲线形状的理由.3．一材料为钢的实心圆柱形试件,直径d＝10 mm,材料的弹性模量E＝2 ×1011N／m2,泊松比μ＝0.285,试件上贴有一片金属电阻应变片,其主轴线与试件加工方向垂直,如图1所示,若已知应变片的轴向灵敏度k x ＝2,横向灵敏度C=4%,当试件受到压缩力F＝3×104N作用时.应变片的电阻相对变化ΔR／R为多少.4．在材料为钢的实心圆柱形试件上,沿轴线和圆周方向各粘贴一片电阻120 Ω的金属电阻应变片,如图2所示,把这两片应变片接入差动电桥,已知钢的泊松比μ＝0.285,应变片的灵敏系数k0＝2,电桥电源电压U sr＝6V〔d．C．〕,当试件受轴向拉伸时,测得应变片R1的电阻变化值ΔR1=0.48 Ω,试求电桥的输出电压.图1 图25．一台采用等强度梁的电子秤,在梁的上下两面各贴有二片电阻应变片,做成秤重传感器,如下图所示.已知l＝100 mm,b＝11 mm,t＝3 mm,E＝2.1×104N／mm2,k0＝2,接入直流四臂差动电桥,供桥电压6 V,当秤重0.5 kg时,电桥的输出电压U sc为多大.6．今在〔110〕晶面的〈001〉〈110〉晶面上各放置一电阻条,如下图所示,试求：l〕在0.1MPa 压力作用下电阻条的σr和σt各为何值？2〕此两电阻条为P型电阻条时ΔR／R＝？3〕若为N型电阻条时其ΔR／R？4〕若将这两电阻条改为安置在距膜中心为4.l 7mm处,电阻条上的平均应力σr和σt各为多少？7．现有基长为10 mm与20 mm的两种丝式应变片,欲测钢构件频率为10kHz的动态应力,若要求应变波幅测量的相对误差小于0.5%,试问应选用哪一种？为什么？8．已知一测力传感器的电阻应变片的阻值R＝120Ω,灵敏度系数k0= 2,若将它接入第一类对称电桥,电桥的供电电压U sr＝10V〔d．c．〕,要求电桥的非线性误差e f＜0.5％,试求应变片的最大应变εmax应小于多少,并求最大应变时电桥的输出电压.9．一个量程为10kN的应变式测力传感器,其弹性元件为薄壁圆筒轴向受力,外径20mm,内径18mm,在其表面粘贴八各应变片,四个沿周向粘贴,应变片的电阻值均为120Ω,灵敏度为2.0,波松比为0.3,材料弹性模量E=2.1×1011Pa.要求：1>绘出弹性元件贴片位置与全桥电路；2>计算传感器在满量程时,各应变片电阻变化；3>当桥路的供电电压为10V时,计算传感器的输出电压.10．如图所示电路是电阻应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路,图中R2=R3=R是固定电阻,R1与R4是电阻应变片,工作时R1受拉,R4受压,ΔR表示应变片发生应变后,电阻值的变化量.当应变片不受力,无应变时ΔR=0,桥路处于平衡状态,当应变片受力发生应变时,桥路失去了平衡,这时,就用桥路输出电压U cd表示应变片应变后的电阻值的变化量.试证明： U cd=-<E/2><ΔR/R>《第三章电容式传感器》1．试计算带有固定圆周膜片电容压力传感器的灵敏度〔ΔC/C〕/p,如下图.已知在半径r处的偏移量y可用下式表示：式中P——压力；a——圆膜片半径；t——膜片厚度；μ——膜片材料的泊松比.2．在压力比指示系统中采用的电容传感元件与其电桥测量线路如图所示.已知：δ0＝0.25mm,D＝38.2mm,R=5.1kΩ,U＝60V〔A.C〕,f＝400Hz.试求.1）该电容传感器的电压灵敏度〔单位为V/m〕k u？2）当电容传感器活动极板位移Δδ＝10μm时,输出电压U0的值.3．如图所示为油量表中的电容传感器简图,其中1、2为电容传感元件的同心圆筒〔电极〕：3为箱体.已知：R1＝15mm,R2＝12mm；油箱高度H=2m,汽油的介电常数εr=2.1.求：同心圆套筒电容传感器在空箱和注满汽油时的电容量.4．一只电容位移传感器如图所示,由四块置于空气中的平行平板组成.板A,C和D是固定极板.板B是活动极板,其厚度为t,它与固定极板的间距为d.B,C和D极板的长度均为b,A板的长度为2 b,各板宽度为l,忽略板C和D的间隙与各板的边缘效应,试推导活动极板B从中间位置移动x=±b/2时电容C AC和C AD的表达式〔x=0时为对称位置〕.5．试推导下图所示变电介质电容式位移传感器的特性方程C=f<x>.设真空的介电系数为ε0,ε2＞ε1,以与极板宽度为W.其他参数如图所示.《第四章电感式传感器》1．一个铁氧体环形磁心,平均长度为12cm,截面积为1.5cm2,平均相对磁导率μr＝2 000,求：1〕均匀绕线5 00匝时的电感；2> 匝数增加1倍时的电感.2．有一只螺管形差动式电感传感器,已知电源电压U＝4V,f＝400HZ,传感器线圈铜电阻和电感量分别为R＝40Ω,L=30mH,用两只匹配电阻设计成4臂等阻抗电桥,如图1所示,试求：1〕匹配电阻R1和R2的值为多大才能使电压灵敏度达到最大；2>当ΔZ＝10Ω时,分别接成单臂和差动电桥后的输出电压值；3>用矢量图表明输出电压U0与电源电压U之间的相位差；4〕假设该传感器的两个线圈铜电阻不相等R4≠R3,在机械零位时便存在零位电压,用矢量图分析能否用调整衔铁位置的方法使U0=0.图1 图2a图2 b3．试计算图2a所示差动变压器式传感器接入桥式电路〔顺接法〕时的空载输出电压U0,一、二次侧线圈间的互感为M1、M2,两个二次侧线圈完全相同.又若同一差动变压器式传感器接成图2b所示反串电路〔对接法〕,问两种方法哪一种灵敏度高,高几倍？提示：①将图a所示的二次侧绕组边电路图简化如图2c所示等效电路〔根据已知条件Z1＝Z2；②求出图b 空载输出电压与图a计算的结果进行比较.〕图2 c图34．试推导图3所示差动型电感传感器电桥的输出特性U0=f〔ΔL〕,已知电源角频率为ω,Z1、Z2为传感器两线圈的阻抗,零位时Z1＝Z2= r＋jωL,若以变间隙式传感器接入该电桥,求灵敏度表达式k＝U0／Δδ多大〔本题用有效值表示〕.5．图4中两种零点残余电压的补偿方法对吗？为什么？图中R为补偿电阻.图46．某线性差动变压器式传感器采用的频率为100HZ、峰一峰值为6V的电源激励,假设衔铁的输入运动是频率为10Hz的正弦运动,它的位移幅值为±3mm,已知传感器的灵敏度为2V／mm,试画出激励电压、输入位移和输出电压的波形.7．使用电涡流式传感器测量位移或振幅时对被测物体要考虑哪些因素,为什么？《第五章压电式传感器》1．分析压电式加速度传感器的频率响应特性.又若测量电路的总电容C＝1000PF,总电阻R＝500 MΩ,传感器机械系统固有频率f0=30 kHz,相对阻尼系数ξ=0.5,求幅值误差在2%以内的使用频率范围.2．用石英晶体加速度计与电荷放大器测量机器的振动,已知：加速度计灵敏度为5 pC／g,电荷放大器灵敏度为50 mV／pC,当机器达到最大加速度值时相应的输出电压幅值等于2 V,试计算该机器的振动加速度.3．在某电荷放大器的说明书中有如下技术指标：输出电压为±10V,输入电阻大于1014Ω,输出电阻为0.1kΩ,频率响应：0～150kHz,噪声电压〔有效值〕最大为2mV〔指输入信号为零时所出现的输出信号值〕,非线性误差：0.l%,温度漂移：±0.lmV／ºC.l〕如果用内阻为10 kΩ的电压表测量电荷放大器的输出电压,试求由于负载效应而减少的电压值.2〕假设用一输入电阻为2MΩ的示波器并接在电荷放大器的输入端,以便观察输入信号波形,此时对电荷放大器有何影响？3〕噪声电压在什么时候会成为问题？4〕试求当环境温度变化十15o C时,电荷放大器输出电压的变化值,该值对测量结果有否影响？5〕当输入信号频率为180kHZ时,该电荷放大器是否适用？4．试用直角坐标系画出AT型,GT型,DT型,X－30º的晶体切型的方位图.5．压电传感元件的电容为1000PF,k q＝2．5C／cm,连接电缆电容C c＝300 pF,示波器的输入阻抗为1MΩ和并联电容为50pF,试求：1〕压电元件的电压灵敏度多大？2>测量系统的高频响应<V／cm〕.3>如系统测量的幅值误差为5%,最低频率是多少？4〕如f j＝10HZ,允许误差为5 %,用并联连接方式,电容量C值是多大？6．石英晶体压电传感元件,面积为1cm2,厚度为0.lcm,固定在两个金属板之间,用来测量通过晶体两面力的变化.材料的杨氏模量为9×1010Pa,电荷灵敏度为2pC／N,相对介质常数为5,lcm2材料相对两面间电阻为1014Ω.一个20pF的电容和一个100MΩ的电阻与极板并联.如果所加力是F＝0.01sin〔103t〕N.求：1〕两个极板间电压峰一峰值；2〕晶体厚度的最大变化.<0.758mv,1.516mv;1.1×10-10cm>7．已知电压前置放大器的输入电阻为100 MΩ,测量回路的总电容为100pF,试求用压电式加速度计相配测量1Hz低频振动时产生的幅值误差.<94%>8．用压电式传感器测量最低频率为1Hz 的振动,要在1Hz 时灵敏度下降不超过5%,若测量回路的总电容为500pF,求所用电压前置放大器的输入电阻为多大？9．已知压电式加速度传感器的阻尼比是ξ=0.1,其无阻尼固有频率f=32kHz,若要求传感器的输出幅值误差在5%以内,试确定传感器的最高响应频率.10．有一压电式加速度计,供它专用的电缆长度为1.2m,电缆电容为100pF,压电片本身的电容为1000pF,据此出厂时标定的电压灵敏度为100mV／g.若使用中改为另一根电缆,其电容为300pF,长为2.9m,问其电压灵敏度作如何改变.<60mv/g>《第六章数字式传感器》1．数字式传感器的特点？根据工作原理数字式传感器可分为那几类？2．光栅传感器的基本原理？莫尔条纹如何形成？有何特点？3．分析光栅传感器具有较高测量精度的原因.《第七章固态传感器》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？2．简述霍尔效应与构成以与霍尔传感器可能的应用场合.3．光电效应可分为几类？说明其原理并指出相应的光电元件.4．试拟定用光敏二极管控制,用交流电源供电照明的明通与暗通直流继电器电路原理图,并说明之.《第八章光纤传感器》1．说明光纤的组成并分析其传光原理,指出光纤传光的必要条件？2．光纤损耗是如何产生的？它对光纤传感器有哪些影响？。
传感器计算题详细讲解
范文范例指导参考《传感器与传感器技术》计算题解题指导（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( 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：1 20.8100% 4% 40 120.8100% 16% 40 181-6 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和静态灵敏度 K。
（）dy3y1.5105T1 30y T dt式中，为输出电压，；为输入温度，℃。
V（2） 1.4 dy 4.2y9.6xdt式中， y——输出电压，V； 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=1.5105 5/3=0.5 10 (V/ ℃) ；(2)τ=1.4/4.2=1/3(s) ，K=9.6/4.2=2.29( V/Pa) 。
1-7 设用一个时间常数=0.1s 的一阶传感器检测系统测量输入为x( t )=s in4t +0.2sin40 t 的信号，试求其输出y( t ) 的表达式。
设静态灵敏度K=1。
解根据叠加性，输出 y( t ) 为 x1( t )=sin4 t 和x2( t )= 0.2sin40 t 单独作用时响应y ( t ) 和 y ( t ) 的叠加，即y( t )= y( t )+y ( t ) 。
1 2 12由频率响应特性：word 版整理范文 范例 指导 参考y 1( t)Ksin[ 4t arctan( 1 )]1 ( 1 ) 21 sin[ 4t arctan(4 0.1)1 (4 0.1)20.93sin( 4t 21.8 )y2 (t)10.2sin[ 40t arctan(40 0.1)]1 (40 0.1)20.049sin(40t 75.96 )所以y( t )= y 1( t )+ y2( t )=0.93sin (4 t 21.8 ) 0.049sin(40 t75.96 )1-8 试分析 A dy(t) By(t ) Cx (t) 传感器系统的频率响应特性。
传感器技术习题答案
2.13图1.19（a）所示在悬臂梁距端部为L位置上下面各贴两片完全相同的电阻
应变片R1 、R2、R3、R4。试求，（c）（d）（e）三种桥臂接法桥路输出电压
对（b）种接法输出电压比值。图中U为电源电压，R是固定电阻并且R1 =R2 =R3 =R4 =R，U0为桥路输出电压。
图1.9
22
解 按照图1.9（a）所示粘贴方法，有
•
静态灵敏度S0=0.05 mV/C
3
• 1.6某力传感器属二阶传感器，固有频率为1000Hz，阻尼比为0.7， 试求用他测量频率为600Hz的正弦交变力时的振幅相对误差和相 位误差。
• 解：振幅相对误差
A1
1
ω0=2π×1000rad/S，ξ=0.7，ω=2π×600rad/S
A()
1
[1 ( )2 ]2 (2 )2
• 所以振幅相对误差δA=(A-1)/1=1.0776-1=0.0776=7.76%
A ()
1
1
{1 [2π 400 /(2π 800)]2 }2 [2 0.4 2π 400 /(2π 800)]2
1.18
9
相频特性
() arctan[2 0/(02 2 )]
arctan
0 120 0.48 120 0.1368 2
(0.5013 0.5) 2 0.0026(V)
U o
1 4
R 1 R 1
R 2 R 2
U
1 4
0.48 120
0.137 120
2
2.57 103
V
2.57
mV
13
U （
R R
1
1
R 3
）U
0 R R R R R R
《传感器原理》练习题及答案解析精选全文
可编辑修改精选全文完整版《传感器原理》练习题及答案解析1.测得某检测装置的一组输入输出数据如下表，试用最小二乘法拟合直线，求其线性度和灵敏度。
带入数据得：68.0=k 25.0=bbkx 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 ∑-∑∑∑-∑∑=∴25.068.0+=x y %7535.0%100max ±=±=⨯∆±=FS L y L γ238.01=∆35.02-=∆16.03-=∆11.04-=∆126.05-=∆194.06-=∆拟合直线灵敏度 0.68,线性度 ±7%2.被测电压的实际值为10V ，现有150V,0.5级和15V, 2.5级两只电压表，选择哪一只表误差较小？ 150V 表的最大误差为：15V 表的最大误差为：故选择15V表误差较小3.用MF-30型普通万用表的DC.5V挡及25V挡分别测量高内阻等效电路（25kΩ与5V电压源串联）的输出电压。
已知DC.V.挡的电压灵敏度20kΩ /V,精度为2.5级，试计算：a)由于仪表本身精度造成的相对误差；b)由于仪表内阻对被测电路的影响引起的相对误差；c)综合最大相对误差；d)分析误差因素的影响。
①仪表本身精度造成的相对误差：5V档：25V档：②由于仪表内阻对被测电路的影响引起的相对误差：5V档：25V档：③综合最大相对误差：5V档：25V档：④仪表的精度和仪器的内阻都会在测量时产生系统误差。
4.设5次测量某物体的长度，其测量的结果分别为：9.8 10.0 10.1 9.9 10.2厘米，若忽略粗大误差和系统误差，试求在99.73％的置信概率下（±3δ），对被测物体的最小估计区间。
105)2.109.91.100.108.9(11=++++==∑=n i i x n xx x v i -=1 分别为-0.2 0 0.1 -0.1 0.2 051=∑=i i υ 16.011ˆ12=-=∑=n i iv n σ48.0ˆ3=σ没有坏值072.05ˆˆˆ===σσσn x x =10±3x σˆ=10±0.216 ( cm )5.今有一种电涡流式位移传感器。
传感器课后习题答案最全版
第一章传感器的一般特性1－1：答：传感器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称为传感器的静态特性；其主要指标有线性度、灵敏度、精确度、最小检测量和分辨力、迟滞、重复性、零点漂移、温漂。
1－2：答：（1）动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性；（2）描述动态特性的指标：对一阶传感器：时间常数对二阶传感器：固有频率、阻尼比。
1－7：解：Y FS=200-0=200由A=ΔA/Y FS＊100％有A＝4/200＊100％＝2％。
精度特级为2.5级。
1－8：解：根据精度定义表达式：A＝ΔA/Ay FS*100%,由题意可知：A＝1.5％，Y FS＝100所以ΔA＝A Y FS＝1.5因为 1.4＜1.5所以合格。
第二章应变式传感器2－1：答：（1）金属材料在受到外力作用时，产生机械变形，导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。
（2）半导体材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。
2－2：答：相同点：它们都是在外界力作用下产生机械变形，从而导致材料的电阻发生变化所；不同点：金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。
2－3：答：金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的灵敏度系数；它与金属丝应变灵敏度函数不同，应变片由于由金属丝弯折而成，具有横向效应，使其灵敏度小于金属丝的灵敏度。
2－4：答：因为（1）金属的电阻本身具有热效应，从而使其产生附加的热应变；（2）基底材料、应变片、粘接剂、盖板等都存在随温度增加而长度应变的线膨胀效应，若它们各自的线膨胀系数不同，就会引起附加的由线膨胀引起的应变；常用的温度补偿法有单丝自补偿，双丝组合式自补偿和电路补偿法。
2－6：答；（1）直流电桥根据桥臂电阻的不同分成：等臂电桥、第一对称电桥和第二等臂电桥；（2）等臂电桥在R＞＞ΔR的情况下，桥路输出电压与应变成线性关系；第一对称电桥（邻臂电阻相等）的输出电压等同于等臂电桥；第二对称电桥（对臂电阻相等）的输出电压的大小和灵敏度取决于邻臂电阻的比值，当k小于1时，输出电压、线性度均优于等臂电桥和第一对称电桥。
传感器总结题答案解析
一、简答题：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。
2.什么是系统误差和随机误差？正确度和精密度的含义是什么? 它们各反映何种误差?答：系统误差是指在相同的条件下，多次重复测量同一量时，误差的大小和符号保持不变，或按照一定的规律变化的误差。
随机误差则是指在相同条件下，多次测量同一量时，其误差的大小和符号以不可预见的方式变化的误差。
正确度是指测量结果与理论真值的一致程度，它反映了系统误差的大小，精密度是指测量结果的分散程度，它反映了随机误差的大小。
3.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。
4.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。
5.光敏电阻有哪些重要特性，在工业应用中是如何发挥这些特性的？答：光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。
《传感器技术》习题答案完整
《传感器技术》习题答案目录第一章传感器的基本概念及一般特性 (1)第二章电阻式传感器 (3)第三章电容式传感器 (5)第四章电感式传感器 (6)第五章磁电式传感器 (8)第六章压电式传感器 (9)第七章光电式传感器 (12)第八章热电及红外辐射传感器 (13)第九章数字式传感器 (14)第十章气敏和湿敏传感器 (15)第十三章传感器的标定与校准 (19)第一章 传感器的基本概念及一般特性4.解：对于一阶传感器，其幅频特性为21j )()()(ωτωω+==k H A要求幅值误差不超过5%，即a (j )115%H X k ω=-=≤因为ω=2πf=200π，带入解得0≤τ≤5.23×10-4s = 523 μs5.解：一阶传感器，其微分方程为)()()(t x b t y a dtt dy a 001=+ 对照题目所给微分方程可见：a 1=1，a 0=3，b 0=0.15。
静态灵敏度00a b k =；时间常数01a a =τ。
于是可求得∴ τ=a 1/a 0=1/3=0.33 （s ）k=b 0/a 0=0.15/3=0.05 (mV/ oC )6./（）/由()k ω=()k k ω=令00f x f ωωτω=== （1） 当()0.97k kω=时 421.960.0630x x --=解得，23 1.99x =（舍去负值），即3 1.41x =（舍去负值） 301.4128.28f f kHz ∴==（2） 当()1.03k kω=时， 421.960.05740x x -+=解得，211.39()0.172x x ==舍去负值， （舍去负值） 110 3.44f x f kHz ∴== 22027.8f x f kHz ==所以，工作频率为0~3.44kHz ，27.8~28.28kHz 。
但由于27.8~28.28kHz 距离0f 太近，易引起共振，工程上一般不予采用，故最终的工作频率范围为0~3.44kHz 。
传感器试题及答案
传感器试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 传感器的输出信号与输入量之间的关系称为（）。
A. 灵敏度B. 线性度C. 响应度D. 分辨率答案：C2. 下列哪项不是传感器的基本特性？（）A. 稳定性B. 灵敏度C. 分辨率D. 可编程性答案：D3. 用于测量温度的传感器是（）。
A. 压力传感器B. 温度传感器C. 湿度传感器D. 流量传感器答案：B4. 传感器的量程是指（）。
A. 传感器可以测量的最大值B. 传感器可以测量的最小值C. 传感器可以测量的最大值和最小值D. 传感器可以测量的任意值答案：C5. 传感器的精度是指（）。
A. 传感器的输出与实际值之间的差异B. 传感器的输出与理想值之间的差异C. 传感器的输出与理论值之间的差异D. 传感器的输出与期望值之间的差异答案：B6. 传感器的响应时间是指（）。
A. 传感器从启动到稳定输出所需的时间B. 传感器从稳定输出到停止所需的时间C. 传感器从输入变化到输出变化所需的时间D. 传感器从输入变化到输出稳定所需的时间答案：D7. 传感器的灵敏度是指（）。
A. 传感器输出变化与输入变化的比值B. 传感器输出变化与时间的比值C. 传感器输入变化与输出变化的比值D. 传感器输入变化与时间的比值答案：A8. 传感器的分辨率是指（）。
A. 传感器能够检测到的最小变化量B. 传感器能够检测到的最大变化量C. 传感器输出的最小变化量D. 传感器输出的最大变化量答案：A9. 传感器的稳定性是指（）。
A. 传感器输出的一致性B. 传感器输出的可预测性C. 传感器输出的可靠性D. 传感器输出的稳定性答案：A10. 传感器的线性度是指（）。
A. 传感器输出与输入之间的线性关系B. 传感器输出与时间的线性关系C. 传感器输入与输出之间的线性关系D. 传感器输入与时间的线性关系答案：A二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 传感器的主要功能包括（）。
A. 信号转换B. 信号放大C. 信号处理D. 信号传输答案：ABD2. 下列哪些因素会影响传感器的性能？（）A. 温度B. 湿度C. 压力D. 光照答案：ABCD3. 传感器的分类方式包括（）。
传感器计算题详解
《传感器与传感器技术》计算题解题指导（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(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＝402%=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：10.840 12100%4%20.840 18100%16%1-6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和静态灵敏度K。
dy5（1）303y1.510Tdt式中，y为输出电压，V；T为输入温度，℃。
dy（2）1.44.2y9.6xdt式中，y——输出电压，V；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=1.510 5/3=0.5105(V/℃)；(2)τ=1.4/4.2=1/3(s，)K=9.6/4.2=2.29(V/Pa)。
1-7设用一个时间常数=0.1s的一阶传感器检测系统测量输入为x(t)=sin4t+0.2sin40t的信号，试求其输出y(t)的表达式。
设静态灵敏度K=1。
解根据叠加性，输出y(t)为x1(t)=sin4t和x2(t)=0.2sin40t单独作用时响应y1(t)和y2(t)的叠加，即y(t)=y1(t)+y2(t)。
由频率响应特性：1y( 1 t)1K( 12)sin[4t arctan( 1 )]11(420.1)sin[4tarctan(40.1)0.93sin(4t21.8)y(t)2 11(4020.1)0.2sin[40tarctan(400.1)]0.049sin(40t75.96)所以y(t)=y1(t)+y2(t)=0.93sin(4t21.8)0.049sin(40t75.96)dy(t)1-8试分析A()()传感器系统的频率响应特性。
传感器试题库及答案
压电式传感器一、选择填空题：1、压电式加速度传感器是〔 D 〕传感器。
A、构造型B、适于测量直流信号C、适于测量缓变信号D、适于测量动态信号2、沿石英晶体的光轴z的方向施加作用力时，〔 A 〕。
A、晶体不产生压电效应B、在晶体的电轴*方向产生电荷C、在晶体的机械轴y方向产生电荷D、在晶体的光轴z方向产生电荷3、在电介质极化方向施加电场，电介质产生变形的现象称为〔 B 〕。
A、正压电效应B、逆压电效应C、横向压电效应D、纵向压电效应4、天然石英晶体与压电瓷比，石英晶体压电常数〔 C〕，压电瓷的稳定性〔C 〕。
A、高，差B、高，好C、低，差D、低，好5、沿石英晶体的电轴*的方向施加作用力产生电荷的压电效应称为〔D〕。
A、正压电效应B、逆压电效应C、横向压电效应D、纵向压电效应6、压电式传感器可等效为一个电荷源和一个电容并联，也可等效为一个与电容相串联的电压源。
7、压电式传感器的输出须先经过前置放大器处理，此放大电路有电压放大器和电荷放大器两种形式。
二、简答题1、什么是压电效应？纵向压电效应与横向压电效应有什么区别？答：*些电介质，当沿着一定方向对其施加外力而使它变形时，部就产生极化现象，相应地会在它的两个外表上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，又重新恢复到不带电状态，这种现象称压电效应。
通常把沿电轴*－*方向的力作用下产生电荷的压电效应称为"纵向压电效应〞；而把沿机械轴Y－Y方向的力作用下产生电荷的压电效应称为"横向压电效应〞；所以纵向压电效应与横向压电效应的主要区别在于施力方向不同，电荷产生方向也不同。
2、压电式传感器为何不能测量静态信号？答：因为压电传感元件是力敏感元件，压电式传感器是利用所测的物体的运动产生的相应的电信号，而静态的不能产生相应的电信号。
所以压电式传感器不能测量静态信号。
3、压电式传感器连接前置放大器的作用是什么？答：前置放大器的作用：一方面把传感器的高输出阻抗变换为低输出阻抗，另一方面是放大传感器输出的微弱信号。
传感器计算题详解
《传感器与传感器技术》计算题解题指导（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 dtdy5105.1330-⨯=+ 式中，y 为输出电压，V ；T 为输入温度，℃。
（2） x y dtdy6.92.44.1=+ 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 设用一个时间常数τ=0.1s 的一阶传感器检测系统测量输入为x (t )=sin4t +0.2sin40t 的信号，试求其输出y (t )的表达式。
设静态灵敏度K =1。
解 根据叠加性，输出y (t )为x 1(t )=sin4t 和x 2(t )= 0.2sin40t 单独作用时响应y 1(t )和y 2(t )的叠加，即y (t )= y 1(t )+ y 2(t )。
由频率响应特性：)8.214sin(93.0)1.04arctan(4sin[)1.04(11)]arctan(4sin[)(1)(21211 -=⨯-⋅⨯+=-+⋅+=t t t K t y τωτω)96.7540sin(049.0)]1.040arctan(40sin[2.0)1.040(11)(22 -=⨯-⨯⨯+=t t t y 所以y (t )= y 1(t )+ y 2(t )=0.93sin(4t -21.8︒)+0.049sin(40t -75.96︒)1-8 试分析)()(d )(d t Cx t By t t y A =+传感器系统的频率响应特性。
传感器习题及答案
1.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：真值L=140kPa, 测量值x=142 kPa 绝对误差Δ=x-L=142-140=2 kPa实际相对误差 标称相对误差 引用误差2 .用电位差计测量电势信号x E （如图所示）,已知:,10,10,5,2,42121Ω=Ω=Ω===p r R R mA I mA I 电路中电阻p r R R ,,21的定值系统误差分别为,005.0,01.0,01.021Ω+=∆Ω+=∆Ω+=∆p r R R 设检流计A 、上支路电流1I 和下支路电流2I 的误差忽略不计。
求修正后的x E 的大小。
,解：1122()x p E r R I R I =+-当不考虑系统误差时，有0(105)410240x E mV =+⨯-⨯=2100% 1.43%140L δ∆=⨯==2100% 1.41%142x δ∆'=⨯==100%100%21%150(50)m x γ∆∆=⨯=⨯==--测量上限－测量下限已知12,,p r R R 存在系统误差，按照误差合成理论，可得1112240.00540.0120.010.04x p E I r I R I R mV∆=∆+∆-∆=⨯+⨯-⨯=修正后的E x 为0400.0439.96x x x E E E mV =-∆=-=3. 某压力传感器测试数据如表所示，计算非线性误差、迟滞和重复性误差。
解：1)．先分别求出三次测量正行程、反行程及正反行程的平均值：2)．再用最小二乘法拟合直线：设拟合直线为：b=y+kx则误差方程为：⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=+-=+-=+-=+-=+-=+--654321)10.0(45.14)08.0(93.10)06.0(47.7)04.0(04.4)02.0(64.0)0(7.2v b k v b k v b k v b k vb k v b k 其正规方程为：⎩⎨⎧=+=+83.3463.0942.23.0022.0b k b k 解得⎩⎨⎧-==77.25.171b k所以，用最小二乘法拟合后的直线为：77.25.171-=x y 3)． 】满量程值为：mV k x x Y FS 15.175.1711.0)(1max =⨯=-=由表知，09667.0max =∆L ，所以： 非线性误差为：%56.0%10015.1709667.0%100max ≈⨯=⨯∆=FS L Y L γ； 又0.09333=∆max H ，所以： 迟滞误差为：%54.0%10015.1709333.0%100max ≈⨯=⨯∆=FS H Y H γ； 求重复性误差的标准差σ：正反行程的子样方差的平方根：2131⎪⎭⎫⎝⎛--=-y y i σ其标准差0.0274370.009033==⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=∑∑==12621616122i i i i 反正σσσ； 所以重复性误差为：%48.0%10015.17027437.03%100)3~2(≈⨯⨯=⨯=FS R Y σγ ￥4. 当被测介质温度为t 1，测温传感器示值温度为t 2时，有下列方程式成立：ττd dt t t 221+=。
传感器总结题答案(精编文档).doc
【最新整理，下载后即可编辑】一、简答题：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。
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。
2.什么是系统误差和随机误差？正确度和精密度的含义是什么? 它们各反映何种误差?答：系统误差是指在相同的条件下，多次重复测量同一量时，误差的大小和符号保持不变，或按照一定的规律变化的误差。
随机误差则是指在相同条件下，多次测量同一量时，其误差的大小和符号以不可预见的方式变化的误差。
正确度是指测量结果与理论真值的一致程度，它反映了系统误差的大小，精密度是指测量结果的分散程度，它反映了随机误差的大小。
3.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。
4.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。
5.光敏电阻有哪些重要特性，在工业应用中是如何发挥这些特性的？答：光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。
传感器复习题及答案
传感器复习题及答案一、选择题1. 传感器的主要功能是什么？A. 放大信号B. 转换信号C. 过滤噪声D. 调节电流答案：B2. 以下哪个不是传感器的分类？A. 温度传感器B. 压力传感器C. 光传感器D. 放大器答案：D3. 传感器的灵敏度是指什么？A. 传感器的稳定性B. 传感器的响应速度C. 传感器输出信号的变化率与输入量的变化率之比D. 传感器的寿命答案：C4. 传感器的线性度是指什么？A. 传感器的精度B. 传感器的稳定性C. 传感器的输出信号与输入量成正比的程度D. 传感器的耐用性答案：C5. 以下哪个不是传感器的主要特性？A. 灵敏度B. 线性度C. 稳定性D. 复杂性答案：D二、填空题6. 传感器是将__________转换为电信号的装置。
答案：非电物理量7. 传感器的静态特性包括灵敏度、__________和线性度。
答案：迟滞8. 传感器的动态特性包括响应速度、__________和稳定性。
答案：频率响应9. 传感器按照工作原理可以分为__________传感器和__________传感器。
答案：主动式；被动式10. 传感器按照输出信号类型可以分为模拟传感器和__________传感器。
答案：数字三、简答题11. 简述传感器在自动化控制系统中的作用。
答案：传感器在自动化控制系统中的作用主要包括：实时监测和测量各种物理量，如温度、压力、速度等；将这些物理量转换为电信号，供控制系统进行处理；根据控制系统的指令，对被控对象进行调节和控制，以实现系统的自动控制。
12. 描述传感器的校准过程。
答案：传感器的校准过程通常包括以下步骤：首先，确定传感器的校准条件，如环境温度、湿度等；其次，使用已知的标准设备或标准物质对传感器进行标定，以确定其输出与输入之间的关系；然后，根据标定结果对传感器进行调整，以消除系统误差；最后，记录校准数据，并定期进行校准，以确保传感器的准确性和可靠性。
四、论述题13. 论述传感器在智能交通系统中的应用及其重要性。
传感器计算题详解
传感器计算题详解《传感器与传感器技术》计算题解题指导（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 dtdy5105.1330-?=+ 式中，y 为输出电压，V ；T 为输⼊温度，℃。
（2） x y dtdy6.92.44.1=+ 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 设⽤⼀个时间常数τ=0.1s 的⼀阶传感器检测系统测量输⼊为x (t )=sin4t +0.2sin40t 的信号，试求其输出y (t )的表达式。
设静态灵敏度K =1。
解根据叠加性，输出y (t )为x 1(t )=sin4t 和x 2(t )= 0.2sin40t 单独作⽤时响应y 1(t )和y 2(t )的叠加，即y (t )= y 1(t )+ y 2(t )。
由频率响应特性：)8.214sin(93.0)1.04arctan(4sin[)1.04(11)]arctan(4sin[)(1)(21211 -=?-??+=-+?+=t t t K t y τωτω)96.7540sin(049.0)]1.040arctan(40sin[2.0)1.040(11)(22 -=?-??+=t t t y 所以y (t )= y 1(t )+ y 2(t )=0.93sin(4t -21.8?)+0.049sin(40t -75.96?)1-8 试分析)()(d )(d t Cx t By tt y A =+传感器系统的频率响应特性。
传感器计算题详细讲解
《传感器与传感器技术》计算题解题指导（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 dtdy5105.1330-⨯=+ 式中，y 为输出电压，V ；T 为输入温度，℃。
（2） x y dtdy6.92.44.1=+ 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 设用一个时间常数τ=0.1s 的一阶传感器检测系统测量输入为x (t )=sin4t +0.2sin40t 的信号，试求其输出y (t )的表达式。
设静态灵敏度K =1。
解 根据叠加性，输出y (t )为x 1(t )=sin4t 和x 2(t )= 0.2sin40t 单独作用时响应y 1(t )和y 2(t )的叠加，即y (t )= y 1(t )+ y 2(t )。
由频率响应特性：)8.214sin(93.0)1.04arctan(4sin[)1.04(11)]arctan(4sin[)(1)(21211 -=⨯-⋅⨯+=-+⋅+=t t t K t y τωτω)96.7540sin(049.0)]1.040arctan(40sin[2.0)1.040(11)(22 -=⨯-⨯⨯+=t t t y 所以y (t )= y 1(t )+ y 2(t )=0.93sin(4t -21.8︒)+0.049sin(40t -75.96︒)1-8 试分析)()(d )(d t Cx t By t t y A =+传感器系统的频率响应特性。
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传感器计算题目总结
第二章
1 一光电管与5k Q 电阻串联，若光电管的灵敏度为
30卩A/lm ，试计算当输出电压为 2V 时的入射光通量。
解：外光电效应所产生的电压为
U 。
= IR L = K R L
R L 负载电阻，I 光电流，「入射光通量。
K 光电管的灵敏度，单位 A/lm 。
U
2
入射光通量为唇=出 2
13.13lm
KR L 30x10“ X5000
2光敏二极管的光照特性曲线和应用电路如图所示，图中
I 为反相器，R 为20kQ ，求光照度为多少 lx
1
时U 0为高电平。
【U i ：：: — V DD 】
2
1
解：当反相器的输入U i 满足翻转条件U i
V DD 时，反相器翻转，U 。
为高电平。
现图中标明U DD =5V ,
2
所以U i 必须小于2.5V , U o 才能翻转为高电平。
由于光敏二极管的伏安特性十分平坦，
所以可以近似地用
欧姆定律来计算I ■与 U o 的关系。
从图中可以看出光敏二极管的光照特性是线性的，所以根据比例运算得到
所以E 0 ^3000
0.125 =1250lx 即光照度E 必须大于E 。
=1250lx 时U o 才为高电平。
0.3
第四章
1 一热敏电阻在 0C 和100C 时，电阻值分别为 200k Q 和10k Q 。
试计算该热敏电阻在 20C 时的电阻值。
2将一支灵敏度为0.08mv/0
C 的热电偶与电压表相连，
电压表接线端处温度为 500
C ,电压表读数为60 mv ,
求热电偶热端温度？
3用一 K 型热电偶测量温度，已知冷端温度为
40C ，用高精度毫伏表测得此时的热电动势为
29.186mV ,
求被测的热端温度大小？ 解
：
29.186+1.612=30.798mV
热端温度为 740C
第五章
1图为一直流应变电桥， E = 4V , R 仁R2=R3=R4=350Q , 求：
① R1为应变片其余为外接电阻，
R1增量为△ R1=3.5Q 时输出U °=。
② R1、R2是应变片，感受应变极性大小相同，其余为电阻，电压输出 U 0=。
③ R1、R2感受应变极性相反，输出U 0=。
④ R1、R2、R3、R4都是应变片，对臂同性，邻臂异性，电压输出
U °=。
2如图所示为等强度梁测力系统， R 1为电阻应变片，应变片灵敏度系数 k = 2.05，未受应变时RI = 120
K = 0.125mA 时的光照度E 0
Q，当试件受力F时，应变片承受平均应变£= 8 X 10?4，求
(1)应变片电阻变化量△ R1和电阻相对变化量△ R1 /R1。
(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。
3阻值R=120Q灵敏系数K=2.0的电阻应变片与阻值120 Q的固定电阻组成电桥，供桥电压为3V,并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为2卩&和2000卩£时，分别求出单臂、双臂差动电桥的输出
电压，并比较两种情况下的灵敏度。
解：
4如图所示气隙型电感传感器，衔铁断面积 S=4X4mm 2
，气隙总长度 S =0.8mm 衔铁最大位移 △ 3=0.08
mm ，激励线圈匝数 N=2500匝，导线直径d=0.06mm ，电阻率p=.75氷0-6 c 当激励电源频率 f=4000Hz 时，忽略漏磁及铁损。
空气磁导率 ％ =4二10-H /m 。
要求计算电感的最大变化量。
解: R m 1
°8mm
7 =4*107
%S 4*3.14*16*10 mm
.W 2 L 二 R m
2500；25
羽 15H6 4 * 17
0 5已知变隙式电感传感器的铁芯截面积 A = 1.5cm 2，磁路长度L = 20cm ，相对磁导率 丄r =5000,每个 气隙 S 0=0.5cm △ S =1.0mm 真空磁导率 0=4T *10-7
H/m ，线圈匝数 W=3000 ,卩0=4兀 x10^H / m ，如
F 图所示，求单端式传感器的灵敏度△ L/△ S 若将其做成差动结构形式，灵敏度将如何变化? 解：LpT 灵敏度：县丄二 矗 6 0.005 56
34 如果做成差动形式，灵敏度加倍。
灵敏度变为： 34*2=68 6如图所示气隙型电感传感器，衔铁断面积 S=4X 4mm 2
,气隙总长度
=0.08 mm ，激励线圈匝数 N=2500匝，导线直径 d=0.06mm ，电阻率p 率f=4 000Hz 时，忽略漏磁及铁损。
要求计算： (1) 线圈电感值； (2) 电感的最大变化量； (3) 当线圈外断面积为11X11mm 2
时求其直流电阻值； (4) 线圈的品质因数。
解: (1) (2) 当衔铁最大位移 △ l S = ± 0.08mm
时，分别计算
△ l S =+0.08mm 时电感 L1 为 △ l S =— 0.08mm 时电感 L2 为 所以当衔铁最大位移变化土 0.08mm 时相应的电感变化量 △ L=L2 —L1= 65mH (3) 线圈直流电阻 式中lCP 为线圈的平均每匝长度。
根据铁心截面积 4X 4mm2及线圈外断面11X 11mm2计算每匝总长度
lCP=4 x 7.5=30mm 。
(4) 线圈品质因数 7下图为变极距型平板电容传感器的一
A=^，输入阻抗z=R;试推导输出电压器的非与极性间 将电容传感器接于放大器反馈回路和，输入
反相放大器。
能克服变极距型传感器的非线性。
由运算放大器工作原理可知，在开环放大倍数为U se -A 和输 大的情况下，有 若把C x = A/d 代入 式中，符号表示输出电压
运算放大器测量电路的最大特点是克服了变极距型电容传感器的非线 l S =0.8mm ，衔铁最大位移厶 I S
=1.75X 10-6
Q cm 。
当激励电源频 2 .运算放大器式电路 于放大器反馈回路，输入电路接固 传感器电容变极距型电容式传设运放增益 谓知，在开环放大倍数为- ，有 17
―I 电容传
感器 e s use 与电源电压 U 相位相反。
可见配用 ；、d u ；
A 式中，负号表示输出电压 u 与电源电压u 相位相 反。
可见配用运算放大器测量电路的最大特点是克服了 变极距型电容传感器的非线性。
上述电路要求电源电压 稳定，固定电容量稳定，并要放大倍数与输入阻抗足够
性。
上述电路要求电源电压稳定，固定电容量稳定，并要放大倍数与输入阻抗足够大。
8某电容传感器(平行极板电容器)的圆形极板半径
r = 4( mm ，工作初始极板间距离 S 0 =0.3 mm ,介
质为空气。
问：如果极板间距离变化量
= ± 1(卩m ，电容的变化量△ C 是多少？
9同心圆筒电容传感器，其外径为
10mm 内径为9.8mm,高度为1mm 求其容值。
[绝缘介质为真空，
勺
为真空介电常数， 妒8.85为0-1
乍/ m , C=2 n o H/(ln(D/d))]
尺民、■ 1、、＞ : 第八早
1有一压电晶体，其面积 S=3cm2，厚度t=0.3mm ，在零度，x 切型纵向石英晶体压电系数 d11=2.31 X
10-12C/N 。
求受到压力 p=10MPa 作用时产生的电荷 q 及输出电压 U0。
解：受力F 作用后，石英晶体产生电荷量为
q=d11 X F=d11 X p x S
代入数据得
q=2.31 X 10-12 X 10X 106 X 3X 10-4
晶体的电容量 C= e 0 £ rS/t
式中£ 0真空介电常数， £ 0=8.85 X 10-12F / m ； e r 石英晶体相对介电常数 e r=4.5。
则
解:
C _2二;oH
lnD d
12
2*3.14*8.85*10
*10 ,100 In
= 2.75*10 J2F
则输出电压U C Q8：.
859310^^45©3"0/ _398“0-5
C C 3.98 x 102x 10二-3.98 10 F
2某霍尔元件I b d -10 ±53
1mm3，沿I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/AT，试求其输出霍尔电势及载流子浓度。
解：。