电感式传感器测静态位移
实验二 差动变压器式电感传感器的静态位移性能
实验二差动变压器式电感传感器的静态位移性能一、实验目的1、通过实验，掌握差动变压器式电感传感器的基本工作原理。
二、实验原理差动变压器式电感传感器是利用感应电动势的方法，将物理量（如位移、压力、力等）转换为电信号的电子传感器。
差动变压器式电感传感器的基本组成为：主变压器、感应线圈和吸引式铁芯。
其中主变压器的主要作用是调制、解调信号，感应线圈是感应位移的探头，吸引式铁芯则用于传递感应力或位移作用。
当感应线圈产生了位移时，感应线圈中的磁通量随之变化，从而产生了感应电动势。
通过差动测量，可以得到感应线圈中的感应电动势。
差动变压器式电感传感器在运转中，其电感值随着位移的变化而变化。
最终，差动变压器式电感传感器可以将位移信号转化为电信号，并将转化后的电信号输出。
差动变压器式电感传感器相对于其他传感器的优势在于，其精确度比较高，线性度良好，同时具有较高的抗干扰能力和稳定性，适用于许多高精度位移测量场合。
三、实验器材与仪器2、数字万用表3、直流稳压电源4、温度控制器5、实验样品四、实验步骤1、连接实验装置：将差动变压器式电感传感器、数字万用表、直流稳压电源和温度控制器按照电路线路图连成一整个电路。
待连接完毕后，检查各个实验器材连接是否牢固且正确。
2、打开电源：将直流稳压电源和温度控制器的电源开关打开。
3、调节电源电压：调节直流稳压电源输出电压为3V并固定。
4、测量初始电压：将数字万用表的测量回路连接至差动变压器式电感传感器的输出端口，调节温度控制器以达到室温环境下的温度值。
在测定之前，需要先将应变计（或激光信号测试仪等测试仪器）分别置于初态位置和终态位置，然后测量出其初始电压值和终态电压值，并记录下来。
5、应变测试：通过手动控制实验样品位移并使实验样品进行定量的变化，此时差动测量器的输出电压值也会相应变化。
根据变化的大小，对应获取测量结果，并记录下差动测量器的输出电压值。
6、数据分析：在完成实验测量之后，需要对实验测量数据进行分析，并得到本次实验的相关结论。
传感器和检测技术试题(卷)与答案解析
四计算题
1、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=0，桥路处于平衡状态，当应变片受力发生应变时，桥路失去平衡，这时，就用桥路输出电压Ucd表示应变片变后电阻值的变化量。试证明：Ucd=-（E/2）(ΔR/R)。
2.自感式传感器测量电路的主要任务是什么？变压器式电桥和带相敏检波的交流电桥，哪个能更好地完成这一任务？为什么？
主要任务：把被测量变化转换成自感L的变化，通过一定的转换电路转换成电压或者电流输出。
带相敏检波的交流电桥能更好的完成这一任务。使用相敏整流电路，输出电压不仅能反映衔铁位移的大小和方向，而且还消除了零点残余电压的影响。
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
A.相邻桥臂同变输入电压相加B.相邻桥臂差变输入电压相减
C.相对桥臂同变输入电压相加D.相对桥臂差变输入电压相加
7、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(C)
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
C.降低线圈的Q值D.提高激磁电源电压
6.为了使传感器具有较好的线性度，一般取测量量范围为线圈骨架长度的（ D ）。
传感器技术考试试题
传感器技术考试试题一、选择题（每题 3 分，共 30 分）1、以下哪种传感器常用于测量温度？（）A 电容传感器B 电感传感器C 热电偶传感器D 压电传感器2、电阻应变式传感器的工作原理是基于（）A 电阻应变效应B 压电效应C 热电效应D 磁电效应3、能够测量位移的传感器不包括（）A 光栅传感器B 霍尔传感器C 电感式传感器D 电容式传感器4、下列哪项不是传感器的静态特性指标（）A 线性度B 灵敏度C 频率响应D 重复性5、光电传感器的工作基础是（）A 光电效应B 电磁感应C 压电效应D 霍尔效应6、以下哪种传感器适用于测量微小的压力变化？（）A 压阻式压力传感器B 电容式压力传感器C 电感式压力传感器D 应变式压力传感器7、超声波传感器是利用（）来工作的。
A 超声波的反射B 超声波的折射C 超声波的衍射D 超声波的干涉8、湿度传感器通常基于以下哪种物理量的变化来测量湿度？（）A 电阻B 电容C 电感D 电压9、智能传感器与传统传感器的主要区别在于（）A 精度更高B 具备信号处理能力C 体积更小D 价格更低10、以下关于传感器的说法，错误的是（）A 传感器可以将非电量转换为电量B 传感器的输出信号通常是标准的电信号C 传感器的精度越高越好D 传感器的响应时间越短越好二、填空题（每题 3 分，共 30 分）1、传感器通常由_____、＿____和_____三部分组成。
2、按照工作原理，传感器可分为_____、＿____、＿____等类型。
3、电容式传感器根据改变电容的方式不同，可分为_____、＿____和_____三种。
4、热电偶产生的热电势由_____和_____两部分组成。
5、光电传感器按照接收光的方式不同，可分为_____、＿____、＿____和_____四类。
6、常用的压力传感器有_____、＿____、＿____和_____等。
7、测量位移的传感器中，＿____传感器精度高，＿____传感器测量范围大。
传感器总复习经典题
复习题一、填空题1.传感器由、和测量转换电路组成。
2. 绝对式位置传感器输出的信号是，增量式位置传感器输出的是。
3.热电偶测温所产生的电动势由电势和电势组成。
4. 欲测240V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%，若选用量程为250V的电压表，其精度应选级。
5.电容式传感器根据其原理，可分为三种类型：、、。
6.蓝光的波长比红光的短，相同光通量的蓝光能量比红光的。
7.常用压电材料有、和。
8.目前我国电工仪表精度分为7级：0.1、0.2、、1.0、1.5、、5.0级。
9.差动变压器式传感器的基本工作原理是把被测得非电量变换为线圈的量的变换。
（填“自感”或“互感”）10.当电涡流线圈靠近非磁性导体（铜）板材后，线圈的等效电感L ，调频转换电路的输出频率f 。
11.霍尔元件采用恒流源激励是为了。
12.为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要采用技术。
13.热电阻与仪表测量式放大器接线有、和三种方式。
14.电阻应变片的温度补偿方法中，若采用电桥补偿法测量应变时，粘贴在被测试件的表面，补偿片粘贴在与被测试件完全相同的上，且补偿应变片。
15.有一只十码道的绝对式角编码器，其分辨率为，所能分辨最小角度位移为。
16.光敏二极管在测光电路中应处于偏置状态，而光电池通常处于偏置状态。
17.在热电偶中，当引入第三个导体时，只要保持其两端的温度相同，则对总的热电动势无影响，这一结论被称为热电偶的定律。
18.一个完整的自动测控系统一般由、、和四部分组成。
二、选择题1.正常人的体温为37℃，则此时的华氏温度和热力学温度分别约为 C 。
A.32F，100KB.99F，236KC.99F，310KD.37F，310K2.使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量 C 。
A.人的体重B.车刀的压紧力C.车刀在切削时感受到的切削力的变换量D.自来水管中水的压力3.某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现均缺少约0.5kg，但是该采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心里作用的注意因素是 B 。
传感器与检测技术习题与参考答案
传感器与检测技术习题与参考答案1、在典型噪声干扰的抑制方法中,采用RC吸收电路的目的是（）A、克服串扰B、抑制共模噪声C、抑制差模噪声D、消除电火花干扰答案：D2、传感器输出量的变化量△Y与引起此变化的输入量的变化量△X之比,称为( )A、灵敏度B、阈值C、分辨力D、满量程输出答案：A3、压电陀螺的作用是检测运动物体的（）A、角速度B、线速度C、线位移D、角位移答案：A4、属于传感器静态特性指标的是（）A、稳定时间B、阻尼比C、时间常数D、重复性答案：D5、压电式传感器属于( )A、电流型传感器B、结构型传感器C、物性型传感器D、电压型传感器答案：C6、气敏传感器检测气体的( )A、温度和成份B、温度和浓度D、成份和浓度答案：D7、下列线位移传感器中，测量范围大的类型是（）A、变极距型电容式B、差动变压器式C、自感式D、电涡流式答案：B8、为了进行图像识别，应当先消除图像中的噪声和不必要的像素，这一过程称为（）A、前处理B、编码C、压缩D、后处理答案：A9、下列传感器,不适合于静态位移测量的是( )A、电感式位移传感器B、压电式位移传感器C、涡流式位移传感器D、压阻式位移传感器答案：B10、圆筒电容式液位高度传感器属于（）A、变面积型B、变介质型C、变间隙型D、变极距型答案：B11、属于传感器静态特性指标的是( )A、阻尼比B、稳定性C、固有频率D、时间常数答案：B12、热敏电阻式湿敏元件能够直接检测（）B、温度差C、温度D、相对湿度答案：A13、心电图信号为( )A、离散信号B、共模信号C、模拟信号D、数字信号答案：C14、霍尔式转速传感器测量转速时，当被测物上的标记数2：4，传感器输出周期信号的频率f=200Hz时，则轴的转速为（）A、1500r／minB、2000r／minC、2500r／minD、3000r／min答案：D15、在标定传感器时，正行程的最大偏差与反行程的最大偏差可用于确定传感器的A、重复性B、线性度C、分辨率D、迟滞特性答案：A16、用电涡流式速度传感器测量轴的转速，当轴的转速为50r/min时，输出感应电动势的频率为50 Hz，则测量齿轮的齿数为（）。
2015秋电大传感器技术参考答案
一. 单选题（共20题,共40分）1. 下列传感器中的不属于结构型传感器的是() （2分）A.扩散硅压阻式压力传感器B.线绕电位器式传感器C.应变片式压力传感器D.金属丝式传感器☆考生答案：A★考生得分：2 分评语：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()。
（2分）A.组合测量B.静态测量C.等精度测量D.零位式测量☆考生答案：C★考生得分：2 分评语：3. 100Ω的应变片在外力作用（ε＝0.05）下，电阻变化了1Ω，则该应变片的灵敏系数K为()。
（2分）A.2B.1.5C.2.5D.4☆考生答案：A★考生得分：2 分评语：4. 属于传感器动态特性指标的是()。
（2分）A.重复性B.固有频率C.灵敏度D.漂移☆考生答案：B★考生得分：2 分评语：5. 由()、应变片以及一些附件(补偿元件、保护罩等)组成的装置称为应变式传感器。
（2分）A.弹性元件B.调理电路C.信号采集电路D.敏感元件☆考生答案：A★考生得分：2 分评语：6. 下列说法正确的是()。
（2分）A.差动整流电路可以消除零点残余电压，但不能判断衔铁的位置。
B.差动整流电路可以判断衔铁的位置和运动方向。
C.相敏检波电路可以判断位移的大小，但不能判断位移的方向。
D.相敏检波电路可以判断位移的大小和位移的方向。
☆考生答案：D★考生得分：2 分评语：7. 有一只温度传感器，其微分方程为30dy/dt+3y=0.15x式中，y为输出电压，mV；x为输入温度，°C。
则该传感器的时间常数为（）。
（2分）A.5sB.8sC.15sD.10s☆考生答案：D★考生得分：2 分评语：8. 在金属于箔式应变片差动单桥测力实验中不需要的实验设备是()。
（2分）A.直流稳压电源B.低通滤波器C.差动放大器D.电压表☆考生答案：B★考生得分：2 分评语：9. 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。
传感器期末考试题及答案
传感器期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 传感器的静态特性不包括以下哪项？A. 线性度B. 灵敏度C. 响应时间D. 分辨率2. 传感器的动态特性主要描述的是传感器对快速变化的输入信号的响应能力，以下哪项不是动态特性的指标？A. 频率响应B. 相位延迟C. 温度系数D. 瞬态响应3. 温度传感器中，热电偶的工作原理是基于哪种效应？A. 热电效应B. 光电效应C. 霍尔效应D. 压电效应4. 在压力传感器中，应变式压力传感器的工作原理是基于哪种物理效应？A. 热电效应B. 压电效应C. 应变效应D. 磁电效应5. 光电传感器中，光电二极管的工作原理是基于哪种效应？A. 光电效应B. 热电效应C. 霍尔效应D. 压电效应6. 电容式传感器的灵敏度与哪些因素有关？A. 介电常数B. 电极面积C. 电极间距D. 所有以上因素7. 以下哪种传感器不适合用于测量非常小的位移？A. 电感式传感器B. 电容式传感器C. 光电式传感器D. 应变式传感器8. 霍尔传感器的输出电压与以下哪项无关？A. 磁场强度B. 霍尔元件的温度C. 霍尔元件的厚度D. 霍尔元件的电阻率9. 光纤传感器的工作原理是基于哪种效应？A. 光电效应B. 光纤的折射率变化C. 光纤的干涉效应D. 光纤的散射效应10. 以下哪种传感器不适合用于测量液体的流速？A. 电磁流量计B. 超声波流量计C. 涡街流量计D. 热电偶温度传感器二、填空题（每空1分，共20分）1. 传感器的静态特性包括线性度、灵敏度、________、________和稳定性。
2. 动态特性的指标包括频率响应、相位延迟、瞬态响应和________。
3. 热电偶的工作原理是基于________效应，而光电二极管的工作原理是基于________效应。
4. 应变式压力传感器的工作原理是基于________效应，而电容式传感器的灵敏度与介电常数、电极面积和________有关。
《传感器技术与应用》期末复习题库
《传感器技术与应用》期末复习题库一、判断题1、可以感受被测量并按照一定规律将其转换成可输出信号的器件或装置称之为传感器。
（）2、每一个传感器都必须由敏感元件和转换元件组成。
（）3、传感器的输入量大多为非电量，如电压、电流等，而输出多为电量，如位移、重量、压力、速度或震动等。
（）4、电子秤的弹性元件属于敏感元件。
（）5、传感器的发展趋势最主要是追求新工艺、新功能、新材料、新理论，所以其可靠性和稳定性可以不需要考虑。
（）6、我们对传感器的追求是其具有较好的精度，功能多样化，同时具有大的测量范围。
（）7、传感器的选择首要考虑因素是其综合经济性。
（）8、检测技术主要研究各种物理量的测量原理和测量信号分析处理方法。
（）9、热电偶和压电式传感器可以将被测量转换成电参量，需通过外部辅助电源作用下才能输出电信号。
（）10、电阻应变式传感器可以将被测量直接转换成电信号输出。
（）二、选择题1、压力传感器、温度传感器、位移传感器是按照（）对传感器进行分类。
A、物理原理B、能量关系C、被测量D、输出信号类型2、光电编码器、光电开关、感应同步器的输出信号是（）信号。
A、模拟量B、数字量C、两者都可以D、不确定3、热电阻、压电式传感器的输出信号是（）信号。
A、模拟量B、数字量C、两者都可以D、不确定4、电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器是按照（）进行分类。
A、物理原理B、能量关系C、被测量D、输出信号类型第二章一、判断题1、传感器的基本特性体现了其输出反应输入的能力。
（）2、传感器的检测能力只受到其自身特性的影响，与外部环境无关。
（）3、传感器在测量静态参数的时候我们主要考虑其静态性能指标，比如灵敏度，线性度等。
（）4、一般情况下，传感器分为静态传感器和动态传感器，静态传感器用于静态参数的测量。
（）5、静态被测量是不随时间的变化而变化或变化缓慢的被测量。
（）6、传感器的灵敏度越高其非线性误差越大。
（）7、理想传感器的输出是输入变化规律的再现，即具有相同的时间函数，能够实时体现输入的变化规律。
传感器与检测技术(重点知识点总结)
传感器与检测技术知识总结1：传感器是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置。
一、传感器的组成2：传感器一般由敏感元件，转换元件及基本转换电路三部分组成。
①敏感元件是直接感受被测物理量，并以确定关系输出另一物理量的元件（如弹性敏感元件将力，力矩转换为位移或应变输出）。
②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数（电阻，电感，电容）及电流或电压等电信号。
③基本转换电路是将该电信号转换成便于传输，处理的电量。
二、传感器的分类1、按被测量对象分类（1）内部信息传感器主要检测系统内部的位置，速度，力，力矩，温度以及异常变化。
（2）外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态，它有相对应的接触式（触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器）和非接触式（视觉传感器、超声测距、激光测距）。
2、传感器按工作机理（1）物性型传感器是利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的（主要有：光电式传感器、压电式传感器）。
（2）结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的（主要有①电感式传感器；②电容式传感器；③光栅式传感器）。
3、按被测物理量分类如位移传感器用于测量位移，温度传感器用于测量温度。
4、按工作原理分类主要是有利于传感器的设计和应用。
5、按传感器能量源分类（1）无源型：不需外加电源。
而是将被测量的相关能量转换成电量输出（主要有：压电式、磁电感应式、热电式、光电式）又称能量转化型；（2）有原型：需要外加电源才能输出电量，又称能量控制型（主要有：电阻式、电容式、电感式、霍尔式）。
6、按输出信号的性质分类（1）开关型（二值型）：是“1”和“0”或开(ON)和关（OFF）；（2）模拟型：输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量，其输入/输出可线性，也可非线性；（3）数字型：①计数型：又称脉冲数字型，它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比；②代码型（又称编码型）：输出的信号是数字代码，各码道的状态随输入量变化。
电涡流传感器特性与位移测量实验
（操作性实验）班级：学号：学生姓名：实验题目：电涡流传感器特性与位移测量实验一、实验目的1、掌握电涡流传感器的特性和工作原理。
2、掌握电涡流传感器静态特性的标定方法。
二、实验仪器及器件电涡流线圈、金属涡流片、电涡流变换器、测微仪、示波器、电压表。
三、实验内容及原理3.1实验原理电涡流式传感器由平面线圈和金属涡流片组成，当线圈中通以高频交变电流后，与其平行的金属片上产生电涡流，电涡流的大小影响线圈的阻抗Z，而涡流的大小与金属涡流片的电阻率、导磁率、厚度、温度以及与线圈的距离X有关。
当平面线圈、被测体(涡流片)、激励源已确定，并保持环境温度不变，阻抗Z只与X距离有关。
将阻抗变化经涡流变换器变换成电压V输出，则输出电压是距离X的单值函数。
3.2实验内容1、利用所需部件，连接一个利用电涡流位移传感器测量位移的测试系统。
2、掌握实验原理，列出实验步骤。
3、根据实验步骤进行测量。
4、记录测量数据，最少测5组数据。
5、根据数据描出实验曲线。
6、计算实验数据，得出电涡流位移传感器静态特性。
三、实验步骤1．安装好电涡流线圈和金属涡流片，注意两者必须保持平行。
安装好测微头，将电涡流线圈接入涡流变换器输入端。
涡流变换器输出端接电压表20V档。
2．开启仪器电源，用测微仪将电涡流线圈与涡流片分开一定距离，此时输出端有一电压值输出。
用示波器接涡流变换器输入端观察电涡流传感器的高频波形，信号频率约为1MHz。
3．用测微仪带动振动平台使平面线圈完全贴紧金属涡流片，此时涡流变换器输出电压为零。
涡流变换器中的振荡电路停振。
4．旋动测微仪使平面线圈离开金属涡流片，从电压表开始有读数起每位移0.25mm 记录一个读数，并用示波器观察变换器的高频振荡波形。
将V、X数据填入下表四、实验测试数据表格记录表1五、实验数据分析及处理1、非线性度：图一线性方程为y = -1.9757x - 1.5198表2非线性度%88.426.6277.0max 1==∆=FS y e 2、灵敏度-1.975S =∆3、重复性图二%63.026.604.0max ==∆=FS R y e4、迟滞%76.126.611.0e max ==∆=FS t y1正-2正 0 0.01 0.04 0.01 0.02 0.01 0.02 0.02 0.01 -0.01 1正-3正 -0.04 0 0.03 0.01 0.01 0 0.010.010 0 2正-3正-0.04-0.01-0.01-0.01-0.01-0.01 -0.01-0.010.011正-1反 0.09 0.06 0.06 0.08 0.1 0.07 0.07 0.07 0.07 0 2正-2反 0 0.04 0.01 0.07 0.07 0.06 0.05 0.04 0.05 0 3正-3反0.110.050.030.060.090.350.050.040.03六、实验结论与感悟 1、实验结论1实验结论 非线性度%88.426.63055.0max 1==∆=FS y e 灵敏度-1.9757S =∆ 重复性%63.026.604.0max ==∆=FS R y e迟滞%76.126.611.0e max ==∆=FS t y2实验心得在本次实验中，我了解了电涡流传感器的特性及工作原理，掌握了振荡频率与输出电压的关系，掌握了电涡流式传感器的静态标定方法。
差动变压器式电感传感器的静态位移性能实验实验报告
差动变压器式电感传感器的静态位移性能实验实验报告差动变压器式电感传感器的静态位移性能实验实验报告实验三电感式传感器实验传感器实验三、电感传感器实验——差动变压器性能实验(一)实验内容1.项目一、差动变压器式电感传感器性能实验2.项目二、差动螺管式电感传感器的静态位移性能实验 (二)实验目的1.了解差动变压器式电感传感器的原理和工作情况2.了解差动螺管式电感传感器测量系统的组成和工作情况 (三)实验原理螺旋测微器产生位移，经弹性梁带动衔铁在线圈中移动，交流电源激励，数字电压表显示数字，计算机自动生成示波器显示波形。
(四)实验操做步骤实验项目一、1.将音频振荡器LV输出接至数字频率计和数据采集CH1，由频率计显示频率，计算机自动生成示波器显示波形，调节音频振荡器频率为4kHz，峰峰值为5V。
2.将音频振荡器LV输出接差动变压器一次绕组，输出接CH1。
3.调螺旋测微器使衔铁处于中心位置(输出为零)，向下每1mm读一个数。
实验项目二、1.按图接线2.将音频振荡器输出接至CH1，调节峰峰值为2V。
3.V/F表调至20V档。
4.接好电桥平衡网络、放大器、相敏检波器、LPF、V/F表、示波器。
5.将螺旋测微器与梁脱离，使梁处于自由状态;调节W1、W2，使输出最小(灵敏度最大)。
6.将螺旋测微器与梁相吸，调节螺旋测微器使输出最小(CH1示)，再向上移2.5mm。
7.调节移相器使输出最大(CH2示);观察检波器波形，若两半波不对称，则微调放大器调零电位器。
8.向下每0.5mm读一个数。
项目一数据表第 1 页共 1 页项目二数据表篇二:传感器与检测技术实验报告准考证号:100214101370 姓名:倪帅彪院校:河南科技大学专业名称:080302机械制造及自动化(独立本科段)《传感器与检测技术》实验报告实验一常用传感器(电感式、电阻式或电容式)静态性能测试一、实验目的:1(进一步认识电阻式、电感式、电容式传感器的工作原理、基本结构、性能与应用。
传感器考试题简答题
三、简答题（每题 10 分）301、试述传感器的定义、共性及组成。
301 答：①传感器的定义：能感受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；②传感器的共性：利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性，将非电量(如位移、速度、加速度、力等)转换为电量(电压、电流、电容、电阻等)；③传感器的组成：传感器主要由敏感元件和转换元件组成。
302、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性就能够满足通常的需要。
302 答：传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性，即其输出对随时间变化的输入量的响应特性。
传感器的静态特性是指它在稳态(静态或准静态)信号作用下的输入－输出关系。
静态特性所描述的传感器的输入、输出关系式中不含有时间变量。
当输入量为常量或变化极慢时只研究静态特性就能够满足通常的需要。
303、简述在什么条件下需要研究传感器的动态特性?实现不失真测量的条件是什么?303 答：当输入量随时间变化时一般要研究传感器的动态特性。
实现不失真测量的条件是幅频特性:A(ω)= |H(jω)| =A(常数)相频特性:Φ(ω)=-ωt o(线性)304、什么叫应变效应？利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。
304 答：材料的电阻变化是由尺寸变化引起的，称为应变效应。
应变式传感器的基本工作原理：当被测物理量作用在弹性元件上，弹性元件在力、力矩或压力等作用下发生形变，变换成相应的应变或位移，然后传递给与之相连的应变片，将引起应变敏感元件的电阻值发生变化，通过转换电路变成电量输出。
输出的电量大小反映了被测物理量的大小。
305、试简要说明使电阻应变式传感器产生温度误差的原因，并说明有哪几种补偿方法。
305 答：温度误差产生原因包括两方面：温度变化引起应变片敏感栅电阻变化而产生附加应变，试件材料与敏感栅材料的线膨胀系数不同，使应变片产生附加应变。
温度补偿方法基本上分为桥路补偿和应变片自补偿两大类。
实验二差动变压器式电感传感器的静态位移性能
实验二差动变压器式电感传感器的静态位移性能一、实验目的1、了解差动变压器式电感传感器的基本原理及工作情况。
2、了解差动变压器式电感传感器测量系统的组成和作用。
二、基本原理差动变压器的工作原理类似变压器的作用原理。
差动变压器器的结构如图2-1所示，由一个一次绕组1和二个二次绕组2、3及一个衔铁4组成。
差动变压器一、二次绕组间的耦合能随衔铁的移动而变化，即绕组间的互感随被测位移的变化而变化。
由于把二次绕组反相串接（同名端相接），以差动电势输出，所以称为差动变压器式电感传感器。
图2-1 差动变压器结构示意图图2-2 差动变压器等效电路图当差动变压器工作在理想状态下（忽略涡流损耗、磁滞损耗和分布电容等影响），它的等效电路如图2-2所示。
当衔铁处于中间位置，两个次级线圈互感相同，因而产生的感应电势相同。
由于二次绕组反相串接，所以差动输出电势为零。
当衔铁移向一侧，这时输出电势不为零，位移越大，输出电动势越大。
当衔铁移向另一侧，由于移动方向改变，所以输出电动势反相。
因此，可以通过差动变压器输出电动势的大小和相位可以知道衔铁位移的大小和方向。
差动变压器的输出特性曲线如图2-3所示。
图中E21、E22分别为两个二次绕组的输出感应电动势，E2 为差动输出电动势，x表示衔铁偏离中心位置的距离。
E2的实线表示理想的输出特性，虚线为实际的输出特性。
E0为零点残余电势。
图2-3 差动变压器输出特性三、所需单元和部件差动变压器式电感传感器、音频振荡器、电桥、差动放大器、相敏检波器、移相器、低通滤波器、V/F表、测微器、双线示波器。
四、注意事项1．音频振荡器的信号必须从“LV”输出端输出。
2．差动变压器的两个次级线圈必须接成差动形式。
3．为了便于观察，实验中需要调节示波器的灵敏度。
4．检查所有处理电路单元的开关按钮在释放位（关状态）；5．根据图2-4连接好测量电路后，经同伴检查确认，才可打开电源进行调整及测量工作，以免烧毁仪器元件。
传感器考试题简答题
三、简答题（每题10分）301、试述传感器的定义、共性及组成。
301答：①传感器的定义：能感受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；②传感器的共性：利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性，将非电量(如位移、速度、加速度、力等)转换为电量(电压、电流、电容、电阻等)；③传感器的组成：传感器主要由敏感元件和转换元件组成。
302、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性就能够满足通常的需要。
302答：传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性，即其输出对随时间变化的输入量的响应特性。
传感器的静态特性是指它在稳态(静态或准静态)信号作用下的输入－输出关系。
静态特性所描述的传感器的输入、输出关系式中不含有时间变量。
当输入量为常量或变化极慢时只研究静态特性就能够满足通常的需要。
303、简述在什么条件下需要研究传感器的动态特性实现不失真测量的条件是什么303答：当输入量随时间变化时一般要研究传感器的动态特性。
实现不失真测量的条件是幅频特性: A(ω) = |H(jω) | =A(常数)相频特性:Φ(ω) = -ωt o (线性)304、什么叫应变效应利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。
304答：材料的电阻变化是由尺寸变化引起的，称为应变效应。
应变式传感器的基本工作原理：当被测物理量作用在弹性元件上，弹性元件在力、力矩或压力等作用下发生形变，变换成相应的应变或位移，然后传递给与之相连的应变片，将引起应变敏感元件的电阻值发生变化，通过转换电路变成电量输出。
输出的电量大小反映了被测物理量的大小。
305、试简要说明使电阻应变式传感器产生温度误差的原因，并说明有哪几种补偿方法。
305答：温度误差产生原因包括两方面：温度变化引起应变片敏感栅电阻变化而产生附加应变，试件材料与敏感栅材料的线膨胀系数不同，使应变片产生附加应变。
温度补偿方法基本上分为桥路补偿和应变片自补偿两大类。
传感器技术课后习题答案
1-1 衡量传感器静态特性的主要指标。
说明含义。
1、 线性度——表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线之间的吻合（或偏离）程度的指标。
2、 回差（滞后）—反应传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程过程中输出-输入曲线的不重合程度。
3、 重复性——衡量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全量程连续多次变动时，所得特性曲线间一致程度。
各条特性曲线越靠近，重复性越好。
4、 灵敏度——传感器输出量增量与被测输入量增量之比。
5、 分辨力——传感器在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化量。
6、 阀值——使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值，即零位附近的分辨力。
7、 稳定性——即传感器在相当长时间内仍保持其性能的能力。
8、 漂移——在一定时间间隔内，传感器输出量存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。
9、 静态误差（精度）——传感器在满量程内任一点输出值相对理论值的可能偏离（逼近）程度。
1-2 计算传感器线性度的方法，差别。
1、 理论直线法：以传感器的理论特性线作为拟合直线，与实际测试值无关。
2、 端点直线法：以传感器校准曲线两端点间的连线作为拟合直线。
3、 “最佳直线”法：以“最佳直线”作为拟合直线，该直线能保证传感器正反行程校准曲线对它的正负偏差相等并且最小。
这种方法的拟合精度最高。
4、 最小二乘法：按最小二乘原理求取拟合直线，该直线能保证传感器校准数据的残差平方和最小。
1-3 什么是传感器的静态特性和动态特性为什么要分静和动（1）静态特性：表示传感器在被测输入量各个值处于稳定状态时的输出-输入关系。
动态特性：反映传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。
（2）由于传感器可能用来检测静态量（即输入量是不随时间变化的常量）、准静态量或动态量（即输入量是随时间变化的变量），于是对应于输入信号的性质，所以传感器的特性分为静态特性和动态特性。
Z-1 分析改善传感器性能的技术途径和措施。
传感器与检测技术试卷与答案
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。
（×）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。
位移传感器静态自动标定及测试结果分析
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四 、测 试 结 果 分 析
与 手 动 标 定 不 同 ， 自动 标 定 设 想 获 得 传 感 器 更 大 的输 出
范 围 ， 根据 数 据 来 确 定 线 性 区 域 的 起 点 和 终 点 ， 所 以是 接 触 到 被 测 传 感 器 开 始 测 量 ， 直 到 输 出 电压 最 大 值 。 接 触 到传 感 器 可 认 为是 绝 对 零 位 ， 到输 出 电压 基 本 不 随位 移 变 化 为 止 。 直
通讯等技术的静态 自动标定系统 。与 以往 的手动标定相 比，此系统大大增加 了采样 点密度 ，提高 了测试精度 和效率。并在 数据库 的支持下 ，对标定数据进行复杂的数据 处理 ，得 到静态特性 。同时 ，通过对丰富 的采集
数据 进 行 分 析 ，对 产 品质 量 评 价 ，制 造 工 艺 改 进 等 问题 提 供 可 靠 的数 据 支 持 。
设 置采样 点为 ４ ０个 ，往返各采一次 ，共 ８ ０点，测量所 获得 的曲线如 图 ４所示 。将采样 点密集到 ８ ０个，往返共 １Ｏ ６
点 测 试 结 果 如 图 ５ห้องสมุดไป่ตู้ 示 。
在 由位移 Ｘ与输出电压 构成 Ｕｘ二维直角坐标系 中， －
测 试 结 果 是 一 组 离 散 的点 ，相 邻 点 用 直 线 连 接 ，形 成 一 条 折 标 定 方 法 ， 但 这 个 零 点 并 非 是 传 感 器 与 目标 问实 际距 离 ， 仅 给 出某 线 性 区 域 段 的 起 点 和 终 点 。 电 涡流 传感 器 多 用 于 对 旋 转 部 件 进 行 非 接 触 测 量 ，用 户 关 心 的 是振 幅 ， 也 就 是 位 移 相 对 变 化 量 ，故 可 接 受 这 种 静 态
电大《传感器与检测技术》期末复习题及详细答案参考
基础知识自测题第一章传感器的一般特性1.传感器是检测中首先感受，并将它转换成与有确定对应关系的的器件。
2.传感器的基本特性通常用其特性和特性来描述。
当传感器变换的被测量处于动态时，测得的输出一输入关系称为特性。
3.传感器变换的被测量的数值处在稳定状态下，传感器输出与输入的关系称为传感器的特性，其主要技术指标有：、、和等。
4.传感器实际曲线与理论直线之间的称为传感器的非线性误差，其中的与输出满度值之比称为传感器的。
5.传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，变化量与化量的比值。
对传感器来说，其灵敏度是常数。
6.传感器的动态特性是指传感器测量时，其输出对输入的特性。
7.传感器中直接感受被测量，并输出与被测量成关系的其它量的元件称为元件。
8.只感受由敏感元件输出的，并且与成确定关系的另一种非电量，然后输出电量的元件，称为元件。
第二章电阻式传感器1.电阻应变片是将被测试件上的转换成的传感元件。
2.电阻应变片由、、和等部分组成。
3.应变式传感器中的测量电路是将应变片转换成的变化，以便显示或记录被测非电量的大小。
4.金属电阻应变片敏感栅的形式和材料很多，其中形式以式用的最多，材料以用的最广泛。
5.电阻应变片的工作原理就是依据应变效应建立与变形之间的量值关系而工作的。
6.当应变片主轴线与试件轴线方向一致，且受一维应力时，应变片灵敏系数K是应变片的与试件主应力的之比。
7.电阻应变片中，电阻丝的灵敏系数小于其灵敏系数的现象，称为应变片的横向效应。
8.电阻应变片的温度补偿中，若采用电桥补偿法测量应变片时，工作应变片粘贴在表面上，补偿应变片粘贴在与被测试件完全相同的上，那么补偿应变片不。
9.用弹性元件和及一些附件可以组成应变式传感器.10.应变式传感器按用途划分有：应变式传感器、应变式传感器、应变式传感器等。
11.电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以，同时还能起到的作用。
12.电阻应变片的配用测量电路大都采用交流不平衡电桥，其目的是配接和克服的影响。
试验七电感式传感器测静态位移
实验七（1） 差动变压器式电感传感器的性能实验目的：了解差动变压器式电感传感器的原理和工作情况。
所需单元和部件：差动变压器式电感传感器、音频振荡器、测微器、V/F 表。
有关旋钮的初始位置：音频振荡器频率为4KHz ，LV 输出幅度为峰峰值5V 。
注意事项：（1）音频振荡器的信号必须从LV 输出端输出。
（2）双平行梁处于（目测）水平位置时，计算机上观察到的差动变压器式电感传感器的输出端信号应为最小，否则要调整电感中磁棒的位置。
（3）差动变压器次级的两个线圈必须接成差动形式（同名端相接）。
实验步骤：（1）根据图28的电路结构，将差动变压器式电感传感器、音频振荡器、CH 1和CH 2连接起来，组成一个测量线路。
将CH 1和CH 2分别接至差动变压器式电感传感器的输入端和输出端。
（2）转动测微器，使双平行梁处于（目测）水平位置。
调整电感中磁棒位置，使差动变压器输出端信号最小，再向上转动测微器5mm ，使梁的自由端往上位移，用计算机读出差动变压器输出端的峰峰值填入下表。
（3）往下旋动测微器，使梁的自由端产生位移。
每位移1mm ，用计算机读出差动变压器输出端的峰峰值填入下表，根据所得数据记计算灵敏度S 。
S=ΔV/ΔX （式中ΔV 为电压变思考：（1）根据实验结果，指出线性范围。
（2）电感中磁棒的位置由上到下，计算机观察到的波形相位发生怎样的变化。
（3）用测微器调节双平行梁位置，使计算机上观察到的差动变压器式电感传感器的输出端信号为最小，这个最小电压称作什么，由于什么原因造成。
实验七（2） 差动螺管式电感传感器的静态位移性能实验目的：了解差动螺管式电感传感器测量系统的组成和工作情况。
所需单元和部件：差动螺管式电感传感器、音频振荡器、电桥、差动放大器、相敏检波器、移相器、低通滤波器、V/F 表、测微器。
有关旋钮的初始位置：音频振荡器频率为4KHz ，LV 输出幅度为峰峰值2V ，差动放大器的增益旋钮旋至中间。
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实验七（1） 差动变压器式电感传感器的性能
实验目的：了解差动变压器式电感传感器的原理和工作情况。
所需单元和部件：差动变压器式电感传感器、音频振荡器、测微器、V/F 表。
有关旋钮的初始位置：音频振荡器频率为4KHz ，LV 输出幅度为峰峰值5V 。
注意事项：
（1）音频振荡器的信号必须从LV 输出端输出。
（2）双平行梁处于（目测）水平位置时，计算机上观察到的差动变压器式电感传感器的输出端信号应为最小，否则要调整电感中磁棒的位置。
（3）差动变压器次级的两个线圈必须接成差动形式（同名端相接）。
实验步骤：
（1）根据图28的电路结构，将差动变压器式电感传感器、音频振荡器、CH 1和CH 2连接起来，组成一个测量线路。
将CH 1和CH 2分别接至差动变压器式电感传感器的输入端和输出
端。
（2）转动测微器，使双平行梁处于（目测）水平位置。
调整电感中磁棒位置，使差动变压器输出端信号最小，再向上转动测微器5mm ，使梁的自由端往上位移，用计算机读出差动变压器输出端的峰峰值填入下表。
（3）往下旋动测微器，使梁的自由端产生位移。
每位移1mm ，用计算机读出差动变压器输出端的峰峰值填入下表，根据所得数据记计算灵敏度S 。
S=ΔV/ΔX （式中ΔV 为电压变
思考：
（1）根据实验结果，指出线性范围。
（2）电感中磁棒的位置由上到下，计算机观察到的波形相位发生怎样的变化。
（3）用测微器调节双平行梁位置，使计算机上观察到的差动变压器式电感传感器的输出端信号为最小，这个最小电压称作什么，由于什么原因造成。
实验七（2） 差动螺管式电感传感器的静态位移性能
实验目的：了解差动螺管式电感传感器测量系统的组成和工作情况。
所需单元和部件：差动螺管式电感传感器、音频振荡器、电桥、差动放大器、相敏检波器、移相器、低通滤波器、V/F 表、测微器。
有关旋钮的初始位置：音频振荡器频率为4KHz ，LV 输出幅度为峰峰值2V ，差动放大器的增益旋钮旋至中间。
V/F 表置于V 表20V 档。
注意事项：
（1）音频振荡器的信号必须从LV 输出端输出。
（2）此实验只用原差动变压器的两个次级线圈，注意接法。
（3）实验中，电桥平衡网络的电位器W1和W2的调整，是配调的。
实验步骤：
(1)根据图32的电路结构，将差动螺管式电感传感器，音频振荡器，电桥平衡网络，差动放大器，相敏检波器，移相器，低通滤波器，电压表连接起来，组成一个测量线路。
将CH 1和CH 2分别接至差动放大器的输出端和相敏检波器的输出端（这时，V/F 表应置于V 表20V 档）。
(2)转动测微器，使梁上振动平台中间的磁铁与测微头相吸，使平行梁处于水平位置. (3)调整电桥平衡网络的是位器W1和W2，使差动放大器的输出信号最小，这时差动放大器增益旋钮旋至最大,用实时采样观察数据和差动放大器的输出端、相敏检波器的输出端波形。
（4）再向上转动测微器2.5mm ，使梁的自由端往上位移。
（5）调整移相器上的移相电位器，使得电压表显示最大。
（可以参考观察相敏检波器的输出波形）。
（6）为了减小相敏检波器输出端的两个半波的高低差异，必要时调整差动放大器的调零电位器。
（7）往下旋动测微器，使梁的自由端产生位移，记下电压表显示的数值。
每隔0.5mm 记一个数值，将所记数据填入下表，根据所得数据记计算灵敏度S 。
S=ΔV/ΔX （式中ΔV 为电压变化，ΔX 为梁自由端的位移变化），并作出V-X 关系曲线。
思考：
本实验与实验廿六比较相似，请指出它们的各自特点。
∞
- + +
∞
_ + + CH 1 CH 2。