现代传感技术第四章课后习题答案

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(完整)现代传感技术与系统课后题及答案

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第1章绪论1。

传感器的基本概念是什么？一般情况下由哪几部分组成？国家标准（GB7665-87)传感器的定义：能够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,通常由敏感元件和转换元件组成.2.传感器有几种分类形式，各种分类之间有什么不同?共有10种分类形式.根据传感器的工作机理：基于物理效应、基于化学效应、基于生物效应；传感器的构成原理：结构型与物性型；能量转换情况：能量转换型和能量控制型；根据传感器的工作原理分类：可分为电容式、电感式、电磁式、压电式、热电式、气电式、应变式等；根据传感器使用的敏感材料分类：可分为半导体传感器、光纤传感器、陶瓷传感器、高分子材料传感器、复合材料传感器等;根据传感器输出信号为模拟信号或数字信号：可分为模拟量传感器和数字量（开关量)传感器；根据传感器使用电源与否：可分为有源传感器和无源传感器;根据传感器与被测对象的空间关系：可分为接触式传感器和非接触式传感器；根据与某种高新技术结合而得名的传感器：如集成传感器、智能传感器、机器人传感器、仿生传感器等；根据输入信息分类:可分为位移、速度、加速度、流速、力、压力、振动、温度、湿度、粘度、浓度等。

3。

举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。

结构型：利用物理学中场的定律构成的，特点是其工作原理是以传感器中元件相对位置变化引起场的变化为基础，而不是以材料特性变化为基础。

传感器原理及应用课后习题答案(吴建平)

传感器原理及应用课后习题答案吴建平第1章概述1.1 什么是传感器？按照国标定义，“传感器”应该如何说明含义？1.2 传感器由哪几部分组成？试述它们的作用及相互关系。

1.3 简述传感器主要发展趋势，并说明现代检测系统的特征。

1.4 传感器如何分类？按传感器检测的范畴可分为哪几种？1.5 传感器的图形符号如何表示？它们各部分代表什么含义？应注意哪些问题？1.6 用图形符号表示一电阻式温度传感器。

1.7 请例举出两个你用到或看到的传感器，并说明其作用。

如果没有传感器，应该出现哪种状况。

1.8 空调和电冰箱中采用了哪些传感器？它们分别起到什么作用？答案：1.1答：从广义的角度来说，感知信号检出器件和信号处理部分总称为传感器。

我们对传感器定义是：一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。

从狭义角度对传感器定义是：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。

我国国家标准（GB7665—87）对传感器（Sensor/transducer）的定义是：“能够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和装置”。

定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置；能按一定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输入之间存在确定的关系。

按使用的场合不同传感器又称为变换器、换能器、探测器。

1.2答：组成——由敏感元件、转换元件、基本电路组成；关系，作用——传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即检测与控制之首。

传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作用与地位特别重要。

1.3答：（略）答：按照我国制定的传感器分类体系表，传感器分为物理量传感器、化学量传感器以及生物量传感器三大类，含12个小类。

按传感器的检测对象可分为：力学量、热学量、流体量、光学量、电量、磁学量、声学量、化学量、生物量、机器人等等。

《传感器及其应用》第四章习题答案

第四章思考题与习题1、简述磁电感应式传感器的工作原理。

磁电感应式传感器有哪几种类型？答：磁电感应式传感器是以电磁感应原理为基础的，根据法拉第电磁感应定律可知，N 匝线圈在磁场中运动切割磁力线或线圈所在磁场的磁通量变化时，线圈中所产生的感应电动势e 的大小取决于穿过线圈的磁通φ的变化率，即：dtd Ne Φ-= 根据这个原理，可将磁电感应式传感器分为恒定磁通式和变磁通式两类。

2、某些磁电式速度传感器中线圈骨架为什么采用铝骨架？答：某些磁电式速度传感器中线圈采用铝骨架是因为线圈在磁路系统气隙中运动时，铝骨架中感应产生涡流，形成系统的电磁阻尼力，此阻尼起到衰减固有振动和扩展频率响应范围的作用。

3、何谓磁电式速度传感器的线圈磁场效应，如何补偿？答：线圈磁场效应是指磁电式速度传感器的线圈中感应电流产生的磁场对恒定磁场作用，而使其变化。

如公式v BlN e 0-=知，由于B 的变化而产生测量误差。

补偿方法通常是采用补偿线圈与工作线圈串接，来抵消线圈中感应电流磁场对恒定磁场的影响。

4、为什么磁电感应式传感器在工作频率较高时的灵敏度，会随频率增加而下降？答：由理论推到可得传感器灵敏度与频率关系是：42020220220)(1)(1)2()1()(ωωωωξωωξωωωω-===+-=NBl v e k v NBl e v 取当振动频率低于传感器固有频率时，这种传感器的灵敏度是随振动频率变化；当振动频率远大于固有频率时，传感器的灵敏度基本上不随振动频率而变化，而近似为常数；当振动频率更高时，线圈阻抗增大，传感器灵敏度随振动频率增加而下降。

5、变磁通式传感器有哪些优缺点？答：变磁通式传感器的优点是对环境条件要求不高，能在－150—+900C 的温度条件下工作，而不影响测量精度，也能在油、水雾、灰尘等条件下工作。

缺点主要是它的工作频率下限较高，约为50Hz ，上限可达100kHz ，所以它只适用于动态量测量，不能测静态量。

传感器(第四版) 课后习题答案(部分)

Uim
d33FmR
1 2R2 Ca Cc Ci 2
Uim

d33Fm Ca Cc Ci
（3）电荷放大器：
Q
CF
RF
i
－A
Ca
Ra Ui
Uo
a）基本电路图
－A
Q
Ca Ga Cc Gi Ci C’F G’F Ui
Uo
b）等效电路图
Uo

Ga

Gi
3、电荷放大器的优点？电压放大器输出与电缆长度有关? 而电荷放大器输出与电缆长度无关？
（1）优点：压电元件自身电容和电缆寄生电容不影响电荷放大器输出。
（2）电压放大器：
Ui
d
33
F 1

jR
jRC Ca

d 33 Fm
1
jR
jRCa Cc
Ci sin t

jR
jRC Ca

d 33 Fm
1
jR
jRCa Cc
Ci sin t
Uim
d33FmR
1 2R2 Ca Cc Ci 2
分析：由电压的幅值计算公式可知，若作用在压电元件上的为静态力（ω=0），则前置放大器的输入电压为零。此时电荷会通过放大器的输入电阻和传感器本身的泄露电阻漏掉。即压电式传感器不能用于静态物理量测量。
1测量测量电路前置级内屏蔽层芯线外屏蔽层传感器驱动电缆技术原理图?传感器与测量电路间的引线为双屏蔽层电缆其内屏蔽层与信号传输线即电缆芯线通过1
第四章电容式传感器
1、改善单组式变极距型电容传感器非线性的方法：（1）可采用差动式结构，取两电容之差作为输出；（2）选择合适的测量电路，如运算放大器式电路。

完整word版传感器与检测技术课后习题答案

第一章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；4）传感器的重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。

(完整版)传感器原理课后答案

第一章传感与检测技术的理论基础1．什么是测量值的绝对误差、相对误差、引用误差？答：某量值的测得值和真值之差称为绝对误差。

相对误差有实际相对误差和标称相对误差两种表示方法。

实际相对误差是绝对误差与被测量的真值之比；标称相对误差是绝对误差与测得值之比。

引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法，也用相对误差表示，它是相对于仪表满量程的一种误差。

引用误差是绝对误差（在仪表中指的是某一刻度点的示值误差）与仪表的量程之比。

2．什么是测量误差？测量误差有几种表示方法？它们通常应用在什么场合？答：测量误差是测得值与被测量的真值之差。

测量误差可用绝对误差和相对误差表示,引用误差也是相对误差的一种表示方法。

在实际测量中，有时要用到修正值，而修正值是与绝对误差大小相等符号相反的值。

在计算相对误差时也必须知道绝对误差的大小才能计算。

采用绝对误差难以评定测量精度的高低，而采用相对误差比较客观地反映测量精度。

引用误差是仪表中应用的一种相对误差，仪表的精度是用引用误差表示的。

3．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：绝对误差2140142=-=∆kPa实际相对误差%43.1%100140140142=⨯-=δ标称相对误差%41.1%100142140142=⨯-=δ引用误差%1%10050150140142=⨯---=）（γ4．什么是随机误差？随机误差产生的原因是什么？如何减小随机误差对测量结果的影响？答：在同一测量条件下，多次测量同一被测量时，其绝对值和符号以不可预定方式变化着的误差称为随机误差。

随机误差是由很多不便掌握或暂时未能掌握的微小因素（测量装置方面的因素、环境方面的因素、人员方面的因素），如电磁场的微变，零件的摩擦、间隙，热起伏，空气扰动，气压及湿度的变化，测量人员感觉器官的生理变化等，对测量值的综合影响所造成的。

传感器技术及应用智慧树知到课后章节答案2023年下山东工业职业学院

传感器技术及应用智慧树知到课后章节答案2023年下山东工业职业学院山东工业职业学院第一章测试1.自动控制技术、通信技术、连同计算机技术和（），构成信息技术的完整信息链。

答案:传感技术2.传感器按其敏感的工作原理，可以分为物理型、化学型和（）三大类。

答案:生物型3.近年来，仿生传感器的研究越来越热，其主要就是模仿人的（）的传感器。

答案:感觉器官4.若将计算机比喻成人的大脑，那么传感器则可以比喻为( )。

答案:感觉器官5.传感器主要完成两个方面的功能：检测和（）。

答案:转换6.下列指标属于衡量传感器动态特性的评价指标的是（）。

答案:时域响应7.按误差数值表示的方法，误差可以分为( )答案:相对误差;绝对误差;引用误差8.评定仪表品质的几个主要质量指标( )答案:精度;变差;灵敏度和灵敏限;非线性误差9.相对误差的表示方法有( )相对百分误差;实际相对误差;标称相对误差10.重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是为了（）。

答案:提高可靠性第二章测试1.应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能，应选择( )测量转换电路。

答案:四臂全桥2.应变式压力传感器受压时产生的是( )信号。

答案:电阻3.全桥差动电路的电压灵敏度是单臂工作时的( )。

答案:4.直流电桥工作时不需要平衡。

（）答案:错5.全桥的灵敏度最高。

（）答案:对6.电阻应变式传感器是把被测量转换为电阻值的变化。

（）答案:对7.金属丝电阻随着它所受的机械变形的大小而相应变化的现象，称为金属的( )。

答案:电阻应变效应8.制作应变片敏感栅的材料中，用的最多的金属是( )答案:康铜9.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( )答案:交流不平衡10.直流电桥平衡的条件是( )答案:相对两臂电阻的乘积相等第三章测试1.欲测量极微小的位移，应选择（）自感传感器。

希望线性好、灵敏度高、量程为1mm左右、分辨力为1mm左右，应选择（）自感传感器为宜。

传感器技术课后习题答案

传感器技术课后习题答案传感器技术课后习题答案在传感器技术的学习中，习题是帮助我们巩固知识、检验理解程度的重要方式。

然而，有时候我们可能会遇到一些难题，无从下手。

在这篇文章中，我将为大家提供一些传感器技术课后习题的答案，希望能够帮助大家更好地理解和掌握这门课程。

1. 什么是传感器？传感器是一种能够将物理量或化学量转化为可感知的电信号的装置。

它可以通过测量、检测和感知来获取与环境相关的信息，并将其转化为可用于控制、监测和诊断等应用的电信号。

2. 传感器的分类有哪些？传感器可以根据其测量原理、传感器类型和应用领域进行分类。

按照测量原理，传感器可以分为电阻式、电容式、电感式、压力式、温度式等。

按照传感器类型，可以分为光学传感器、声学传感器、生物传感器等。

按照应用领域，可以分为汽车传感器、医疗传感器、环境传感器等。

3. 传感器的工作原理是什么？传感器的工作原理基于不同的物理效应，如电阻、电容、电感、压力、温度等。

当受测量物理量作用于传感器时，传感器内部的物理效应会发生变化，进而导致传感器输出信号的变化。

通过测量输出信号的变化，就可以得到受测量物理量的信息。

4. 传感器的应用领域有哪些？传感器广泛应用于各个领域，如工业自动化、环境监测、医疗诊断、航空航天等。

在工业自动化中，传感器可以用于测量温度、压力、流量等参数，实现对生产过程的监测和控制。

在环境监测中，传感器可以用于测量空气质量、水质、土壤湿度等，帮助我们了解和改善环境状况。

在医疗诊断中，传感器可以用于监测心率、血压、血氧等生理参数，辅助医生进行诊断和治疗。

5. 传感器的性能指标有哪些？传感器的性能指标包括灵敏度、精度、分辨率、响应时间、线性度等。

灵敏度是指传感器输出信号对输入物理量变化的敏感程度；精度是指传感器输出信号与实际值之间的偏差；分辨率是指传感器能够分辨的最小变化量；响应时间是指传感器从受到输入物理量变化到输出信号稳定所需的时间；线性度是指传感器输出信号与输入物理量之间的线性关系程度。

传感技术智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工业大学

传感技术智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学第一章测试1.如果一个传感器的转换元件输出是电流或电压，就不需要转换电路。

（）A:错 B:对答案:错2.以下哪个部分决定了传感器的转换原理？（）。

A:转换元件 B:敏感元件 C:转换电路 D:辅助电源答案:敏感元件3.半导体材料受到外力作用时其电阻率会发生变化，这一现象称之为？（）。

A:压电效应 B:霍尔效应 C:压阻效应 D:应变效应答案:压阻效应4.描述一个传感器动态特性对阶跃信号的响应的技术指标有？（）A:迟滞误差 B:稳定时间 C:过渡时间 D:超调量答案:稳定时间;过渡时间;超调量5.被测量直接输入给敏感元件，其输出一般是与被测量不同种类的另外一种量。

（）A:错 B:对答案:对第二章测试1.双量程动态测力弹性体系统中，大小量程的弹性体通常都是全程参与整个测量过程。

（）A:对 B:错答案:对2.薄膜应变片是三层式结构，具体包括（）。

A:绝缘层 B:敏感层 C:基片 D:粘接层答案:绝缘层;敏感层;基片3.光纤传感器的组成主要包括（）。

A:光纤耦合器 B:光探测器 C:光纤 D:光源答案:光纤耦合器;光探测器;光纤;光源4.利用光弹效应测量压力偏振调制光纤压力传感器最终探测的是光纤的哪个参数变化（）。

A:相位 B:光强 C:频率 D:偏振及波长答案:光强5.扭矩的测量方法可以分为（）。

A:平衡力法 B:传递法 C:等价转换法 D:能量转换法答案:平衡力法;传递法;能量转换法第三章测试1.光栅传感器的基本组成部分包括（）。

A:光电器件 B:聚光镜 C:光栅副 D:光源答案:光电器件;聚光镜;光栅副;光源2.莫尔条纹的三个参数：栅距W，夹角θ，条纹间距B，它们之间的关系为（）。

A:B≈W*θ B:B≈θ+W C:B≈θ/W D:B≈W/θ答案:B≈W/θ3.莫尔条纹明暗区的反衬程度为对比度。

如果对比度太低，说明输出信号太小，信噪比低。

传感器课后答案

传感器课后答案Pa时输出为0mV,压力为0.12MPa时输出最大且为16.50mV.非线性误差略正反行程最大偏差?Hma_=0.1mV，所以γH=±?Hma_0.1100%=±%=±0.6%YFS16.50 重复性最大偏差为?Rma_=0.08，所以γR=±?Rma_0.08=±%=±0.48%YFS16.5 2.4什么是传感器的动态特性？如何分析传感器的动态特性？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，即输出对随时间变化的输入量的响应特性。

传感器的动态特性可以从时域和频域两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来分析。

瞬态响应常采用阶跃信号作为输入，频率响应常采用正弦函数作为输入。

2.5描述传感器动态特性的主要指标有哪些？零阶系统常采用灵敏度K，一阶系统常采用时间常数η、灵敏度K，二阶系统常采用固有频率ω0、阻尼比ζ、灵敏度K来描述。

2.6试解释线性时不变系统的叠加性和频率保持特性的含义及其意义。

当检测系统的输入信号是由多个信号叠加而成的复杂信号时，根据叠加性可以把复杂信号的作用看成若干简单信号的单独作用之和，从而简化问题。

如果已知线性系统的输入频率，根据频率保持特性，可确定该系统输出信号中只有与输入信号同频率的成分才可能是该输入信号引起的输出，其他频率成分都是噪声干扰，可以采用相应的滤波技术。

2.7用某一阶传感器测量100Hz的正弦信号，如要求幅值误差限制在±5%以内，时间常数应取多少？如果用该传感器测量50Hz的正弦信号，其幅值误差和相位误差各为多少？解：一阶传感器频率响应特性：H(jω)=11，幅频特性：A(ω)=η(j ω)+1+(ωη)2 1≤5%+(ωη)，取η=0.523ms由题意有A(jω)≤5%，即又ω=2π=2πf=200πT，所以0?η?0.523ms (1/+(ωη)2)?1幅值误差：?A(ω)=_100%=?1.32%1 相位误差：?Φ(ω)=?arctan(ωη)=?9.302.8某温度传感器为时间常数η=3s的一阶系统，当传感器受突变温度作用后，试求传感器温差的三分之一和二分之一所需的时间。

传感器课后题答案

第一章1.何为准确度、精密度、精确度并阐述其与系统误差和随机误差的关系。

;答：准确度：反映测量结果中系统误差的影响程度。

精密度：反映测量结果中随机误差的影响程度。

精确度：反映测量结果中系统误差和随机误差综合的的影响程度，其定量特征可用测量的不确定度表示。

4.为什么在使用各种指针式仪表时，总希望指针偏转在全量程的2/3以上范围内使用答：选用仪表时要考虑被测量的大小越接近仪表上限越好，为了充分利用仪表的准确度，选用仪表前要对被测量有所了解，其被测量的值应大于其测量上限的2/3。

14.何为传感器的静态标定和动态标定试述传感器的静态标定过程。

答：静态标定：确定传感器的静态特性指标，如线性度、灵敏度、滞后和重复性等。

动态标定：确定传感器的动态特性参数，如频率响应、时间常数、固有频率和阻尼比等。

（静态标定过程：①将传感器全量程分成如干等间距点。

②根据传感器量程分点情况，由小到大一点一点地输入标准量值，并记录与各输入值相应的输出值。

③将输入值由大到小一点一点减小，同时记录与各输入值相对应的输出值。

④按②、③所述过程，对传感器进行正反行程往复循环多次测试，将得到的输出-输入测试数据用表格列出或作出曲线。

⑤对测试数据进行必要的处理，根据处理结果就可以确定传感器的线性度、灵敏度、迟滞和重复性等静态特性指标。

第二章~1.什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。

答：应变效应：金属丝的电阻随着它所受的机械形变的大小而发生相应的变化的现象称为金属应变效应。

工作原理：在电阻丝拉伸极限内，电阻的相对变化与应变成正比，即：=K0(K0：电阻丝的灵敏系数、：导体的纵向应变)2.金属电阻应变片与的工作原理有何区别各有何优缺点答：区别：金属电阻变化主要是由机械形变引起的；半导体的阻值主要由电阻率变化引起的。

优缺点：金属电阻应变片的主要缺点是应变灵敏系数较小，半导体应变片的灵敏度是金属电阻应变片50倍左右。

-6.什么是直流电桥若按桥臂工作方式不同，可分为哪几种各自的输出电压如何计算答：直流电桥：电桥电路的工作电源E 为直流电源，则该电桥称为直流电桥。

《现代传感技术与系统》课件第四章

第四章智能传感器的外围技术
智能传感器的外围技术
4.1 微机电系统结构与元器件
01
01
02
03
4.2 智能传感器的通信
4.3 智能传感器的标准
02
03
第四章
*
4.1 微机电系统结构与元器件
智能传感器的外围技术
引言
1
面向微机电系统的微结构
2
微机电系统的常用元器件
3
其他微机械结构
4
微执行器的应用
4.1 微机电系统结构与元器件
智能传感器的外围技术
第四章
*
4.1 微机电系统结构与元器件
智能传感器的外围技术
3. 微控制阀微控制阀是MEMS元器件中目前为数不多的已经正式投产的产品之一。右图是其结构示意。一个硅流体驱动微阀门的规格大约是5.5mm 6.5mm 2mm。顶端的体型微加工空腔内充满了控制液体。在未被激活的状态，气体通过阀门流动。将电压施加于隔膜上的加热元件，将引起液体的充分膨胀而使隔膜偏移靠近阀座而阻断气流。阀门的动态范围从100,000到1，在20 psi的压力下，控制气流从每分钟4微升到每分钟4升。
第四章
*
4.1 微机电系统结构与元器件
智能传感器的外围技术
1、冷却通道在高性能集成电路底部的由平行微通道创建的微热管道能为最大限度地减少过热点提供冷却功能，改善性能，增加可靠性。图4.1.6是一个可行方案。当通道被蚀刻后，复合金属层真空沉积于通道边线上且将顶部密封。加热芯片位于一个流动浴槽中，填充大约占20%容积的流体，然后将顶端密封以保持流体不外溢。微热管的操作引起流体在高温区域蒸发，在低温区域冷凝，导致穿过集成电路的更加一致性的温度分布。对于更高性能的MPU和MCU，要增加到更高的操作频率，而这种形式的冷却可能要求避免封装尺寸和外部散热量的增加。

《传感器技术》习题答案第4章

第四章电感式传感器6.解：1）设铁芯移动后电感线圈电感的改变量为L ∆，则电桥的输出电压为 U L L j R R R L L j R R R U O ])()([1122∆+++-∆-++=ωω 显然，为了在初试时电桥能够平衡，必须有21R R =，令'21R R R ==。

得 U L L j R R R L L j R R R U O ])('')(''[∆+++-∆-++=ωω 222)'('2)()'('2L j R R LR j U L L j R R LR j ωωωωω++∆≈∆+++∆= 桥路的电压灵敏度为U L R R L R L L U S O U 22)()'('2/ωω++=∆= 为了使电压灵敏度达到最大，应有0])()'[()'(2'2])()'[(2'22222=+++•-++=L R R R R L R L R R L dR dS U ωωωω 于是得22)('L R R ω+= 即当2221)('L R R R R ω+===时，电压灵敏度达到最大。

在本例中，带入数据后可得到4.85'21===R R R Ω。

2）电桥输出电压的值为U L R R ZR U O 22)()'('2ω++∆=＝0.0798V=79.8 mV10.解：（1）采用高频反射式电涡流传感器测量时，涡流穿透深度h 的计算公式如下： f h r μπμρ0=代入题中所给数据后可得h = 8.57×10-5 m =85.7 μm（2）透射式电涡流传感器采用低频激励，贯穿深度大，适用于测量金属材料的厚度。

(完整word版)第0-5章传感器习题答案

第0章作业答案0.1传感器的定义是什么？解：能感受规定的被测量并按一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。

从传感器输入端来看，一个指定的传感器只能感受或响应规定的物理量，即传感器对规定的被测量具有最大的灵敏度和最好的选择性。

从输出端看，传感器的输出信号为“可用信号”。

这意指传感器的输出信号中不但载运着待测的原始信息，而且是能够被远距离传送、后续测量环节便于接收和进一步处理的信号形式，最常见的是电信号。

从输入与输出关系来看，这种关系应具有“一定规律”。

其意指传感器的输入与输出应是相关的，而且这种规律是可复现的。

0.5 画出以下结构型传感器的组成框图与写出其输入、输出量的名称。

解：（3）电容式加速度传感器；中间变量0.7 将一热电偶与通用数字电压表组成测温系统与配用同类热电偶的专用测温仪相比较，有何主要的不同之处？解：前者输出为电压信号，后者输出为被测量的测量值。

0.12 智能传感器技术的主要特征是什么，从何时开始发展起来的？解：主要特征是：传感器与计算机或微处理器赋予智能的结合，从而兼有信息获取与信息处理双重功能的传感器系统。

20世纪80年代，随着微处理器迅速发展普及，智能传感器相继发展起来。

第1章作业答案1.1 传感器静态模型有哪几种常见形式。

解：1．列表形式将标定实验获得的一系列x i、y i离散值(i=1,2,…N)列成表来表征x-y关系。

2．曲线形式以输入量x(P)为横坐标，输出量y(U)为纵坐标，将标定实验获得的一系列x i、y i对应值在坐标平面上给出。

3．数学表达式形式根据标定实验得出的一系列x i、y i离散标定值可求出其拟合曲线的数学表达式。

对于实际的传感器系统，其输入与输出关系往往不是理想直线，故而静态特性也即静态模型常由多项式来表示：y(x)=S0+S1x+ S2x2+…S n x n1.2 测得某放大器的输入——输出关系的两对数据如下，试求其放大倍数K。

输入输出0.000mV -3.65mV0.500mV 63.25mV 解：第1章练习与实践1.6－1 已知某压力传感器的静态模型，由标定实验数据列表形式给出如下：要求“采用”远程网络测控实验室中的“线性拟合演示仪”与“多项式拟合演示仪”。

第4章无线传感器网络技术-习题解答

第4章无线传感器网络技术-习题解答4-1传感器节点在实现各种网络协议和应用系统时，存在哪些现实约束？答：传感器节点在实现各种网络协议和应用系统时，存在以下一些现实约束。

1.电源能量有限传感器节点体积微小，通常携带能量十分有限的电池。

由于传感器节点个数多、成本要求低廉、分布区域广，而且部署区域环境复杂，有些区域甚至人员不能到达，所以传感器节点通过更换电池的方式来补充能源是不现实的。

如何高效使用能量来最大化网络生命周期是传感器网络面临的首要挑战。

如何让网络通信更有效率，减少不必要的转发和接收，不需要通信时尽快进入睡眠状态，是传感器网络协议设计需要重点考虑的问题。

2.通信能力有限无线通信的能量消耗与通信距离的关系为：其中，参数n 满足关系2<n <4。

n 的取值与很多因素有关，例如传感器节点部署贴近地面时，障碍物多干扰大，n 的取值就大；天线质量对信号发射质量的影响也很大。

考虑诸多因素，通常取n 为3，即通信能耗与距离的三次方成正比。

随着通信距离的增加，能耗将急剧增加。

因此，在满足通信连通度的前提下应尽量减少单跳通信距离。

由于节点能量的变化，受高山、建筑物、障碍物等地势地貌以及风雨雷电等自然环境的影响，无线通信性能可能经常变化，频繁出现通信中断。

在这样的通信环境和节点有限通信能力的情况下，如何设计网络通信机制以满足传感器网络的通信需求是传感器网络面临的挑战之一。

3.计算和存储能力有限传感器节点是一种微型嵌入式设备，要求它价格低功耗小，这些限制必然导致其携带的处理器能力比较弱，存储器容量比较小。

为了完成各种任务，传感器节点需要完成监测数据的采集和转换、数据的管理和处理、应答汇聚节点的任务请求和节点控制等多种工作。

如何利用有限的计算和存储资源完成诸多协同任务成为传感器网络设计的挑战。

4-2举例说明无线传感器网络的应用领域。

答：传感器网络的应用前景非常广阔，能够广泛应用于军事、环境监测和预报、健康护理、智能家居、建筑物状态监控、复杂机械监控、城市交通、空间探索、大型车间和仓库管n E kd理，以及机场、大型工业园区的安全监测等领域。

《传感器》第4章习题及答案

（答案：微米，厘米）
4电容式传感器可依此划分为三种类型：、和。
（答案：变极距型，变面积型，变介电常数型）
5电容式传感器的寄生电容一般包括、和。
（答案：引电容，杂散电容，内极板与周围导体构成的电容）
6电容式传感器的测量电路分三类：、和。
（答案：调频，调幅，脉宽调制）
7交流电桥的实质是电路。
（答案：调幅）
错
4板状线位移变面积型电容传感器是线性传感器，其测量量程不受线性范围限制。（）
答案：对
5板状线位移变面积型电容传感器适合于测量较大直线位移。（）
答案：对
6电容式传感器的测量电路采用耦合电感电桥，可串联电容来来提高稳定性，但这是以牺牲灵敏度为代价来提高稳定性。（）
答案：错误，应该是并联。
7将差动电容式传感器接入变压器电桥，在负载阻抗极大时，即使是变间隙型电容传感器，其输出电压也与输入位移呈现理想的线性关系（）
第四章复习题
一填空
1对于有介电层的变极距型电容传感器，在两极板间增加一层等高介电常数的材料作介电层，以改善电容器的工作条件（如击穿条件，可使极距很小时都不被击穿），提高传感器的灵敏度。
（答案：云母片）
2差动电容灵敏度是单极电容灵敏度的倍。
（答案：2）
3电容传感器中，变极距型可测量量级的位移，而变面积型只适用于测量量级的位移。
A极距可做得很小B不容易被击穿C介电质的介电常数比真空的介电常数小D可改善输出特性的线性度
（答案C介电质的介电常数比空气的大）
三判断
1变极距平板电容式传感器不受线性范围限制（）
答案：错。要受线性范围限制，只能在微小位移内近似为线性。
2变极距平板电容式传感器适合于测量微小位移（）
答案：对

华东理工传感器第四章习题解答

华东理工传感器第四章习题解答4-1解：658.08030009.2480120t 80)(15018080)()()(1501)()()(0602.0,8020100601008.99)60(100)60(,198.0)60(539.0)50(827.10)20(430.29)10(80)(11018080)()()(1101)()()(100.1,80T C 100C 20T 0506030050601205012in 1012in in -≈*=-≈*=-=+*+-=?-?=+===?=?-==≈=+≈-≈≈≈≈=+*-=?-?=+===?+??=?=?+==----------et e s et e s s s s T s T s e s s T s T s G s t C Wm U C T C C T s t e T e e e e et e s ss s T s T s e s s T s T s G T T dtT d CWm U T T t d T d UAMC C t t out in in out in out t out in in out inout outinout out 时，误差为：时，误差为：可得：时刻看做，将此时，为一阶跃信号，降至由时，输入由拉氏反变换得：进行拉氏变换得：得：代入为一阶跃信号，升至由时，输入4.2 一个压力传感器质量为0.5kg ，刚度为21210Nm -′，阻尼常数为16.0Nsm -。

（a ）计算传感器的稳态灵敏度，自然频率，阻尼比（b ）当输入的力为2N 时，计算传感器的位移。

（c ）如果输入的力突然从2N 增加到3N ，推导传感器的输出位移表达式解：（a ）稳态敏感度： 132105102/1/1--?=?==mNk K ，自然频率：s rad m k n /205.0/102/2=?==ω阻尼比： 3.05.01022622=??=kmλξ（b ）当输入为2N 时：cm k F x 1102/2/2=?==(c) 有3.0=ξ，s rad n /20=ω带入 ])1(sin 1)1([cos 1)(2220t t e t f nn t nξωξξξωξω--+--=-得 ]19sin 32.019[cos 1)(60t t e t f t +-=- 因为 13105--?=mNK ，NF 1=?，)0(--=?x x x ，cm x 1)0(=-带入 )()(0t Ff K t x ?=?得输出位移为： cm t t e t x t ]}19sin 32.019[cos 1{5.01)(6+-+=-4.3一个压力测量系统由线性元件组成，总的稳态灵敏度为1。