传感器计算题目总结答案
传感器考试及答案
传感器考试及答案一、单项选择题1. 传感器的静态特性不包括以下哪一项？A. 线性度B. 灵敏度C. 稳定性D. 响应时间答案：D2. 传感器输出信号的稳定性是指：A. 传感器输出信号随时间的变化B. 传感器输出信号随温度的变化C. 传感器输出信号随电源电压的变化D. 传感器输出信号随时间不发生变化的能力答案：D3. 传感器的量程是指：A. 传感器能够测量的最小值B. 传感器能够测量的最大值C. 传感器能够测量的最小值和最大值之间的范围D. 传感器的灵敏度答案：C4. 传感器的灵敏度是指：A. 传感器输出信号与输入量之间的比例关系B. 传感器输出信号与输入量之间的线性关系C. 传感器输出信号与输入量之间的变化率D. 传感器输出信号与输入量之间的相位关系答案：C5. 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. 传感器输出信号的最大值C. 传感器输出信号的稳定性D. 传感器输出信号的线性度答案：A二、多项选择题6. 传感器的动态特性包括以下哪些方面？A. 响应时间B. 频率响应C. 相位延迟D. 线性度E. 灵敏度答案：ABC7. 以下哪些因素会影响传感器的稳定性？A. 温度B. 湿度C. 电源电压D. 材料老化E. 环境振动答案：ABDE8. 传感器的线性度可以通过以下哪些方式来提高？A. 校准B. 补偿C. 滤波D. 放大E. 非线性化处理答案：ABE9. 传感器的量程扩展可以通过以下哪些方法实现？A. 放大B. 校准C. 分段测量D. 非线性化处理E. 滤波答案：ACD10. 传感器的抗干扰能力可以通过以下哪些措施来增强？A. 屏蔽B. 接地C. 滤波D. 隔离E. 放大答案：ABCD三、判断题11. 传感器的灵敏度越高，其测量精度就越高。
（错误）12. 传感器的稳定性是指在一定时间内，传感器输出信号不发生变化的能力。
（正确）13. 传感器的量程扩展可以通过简单的放大来实现。
（错误）14. 传感器的分辨率是指传感器能够测量的最大值。
传感器试题及答案
传感器试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 传感器的主要功能是什么？A. 转换能量B. 检测物理量C. 存储数据D. 处理信息答案：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. 速度传感器D. 存储传感器答案：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. 传感器的输出与输入的比例D. 传感器的精度答案：C4. 传感器的线性度是指什么？A. 传感器的输出与输入成正比的程度B. 传感器的输出与输入成反比的程度C. 传感器的输出与输入无关的程度D. 传感器的输出与输入成指数关系的程度答案：A5. 以下哪个参数不是传感器的性能指标？A. 灵敏度B. 线性度C. 分辨率D. 颜色答案：D6. 传感器的稳定性是指什么？A. 传感器在一定时间内输出的一致性B. 传感器的输出与输入无关C. 传感器的输出与输入成反比D. 传感器的输出与输入成正比答案：A7. 传感器的精度是指什么？A. 传感器的输出与实际值的接近程度B. 传感器的输出与理论值的接近程度C. 传感器的输出与输入的一致性D. 传感器的输出与输入的线性关系答案：A8. 传感器的分辨率是指什么？A. 传感器能够检测到的最小变化量B. 传感器的输出与输入的比例C. 传感器的输出与输入的线性关系D. 传感器的输出与实际值的接近程度答案：A9. 传感器的响应时间是指什么？A. 传感器从输入变化到输出稳定所需的时间B. 传感器从输出变化到输入稳定所需的时间C. 传感器的输出与输入的一致性D. 传感器的输出与实际值的接近程度答案：A10. 传感器的动态特性是指什么？A. 传感器在静态条件下的性能B. 传感器在动态条件下的性能C. 传感器的输出与输入的一致性D. 传感器的输出与实际值的接近程度答案：B二、填空题（每空1分，共10分）1. 传感器是一种能够将______转换为电信号的装置。
答案：非电物理量2. 传感器的输出信号通常需要通过______进行处理和转换。
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。
传感器技术及应用试题及答案精选全文
可编辑修改精选全文完整版1、测量系统的静态特性指标主要有2、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。
3、霍尔元件灵敏度的物理意义是4、算式是计算传感器________的公式，当S在传感器的测量范围内为常量时，说明该传感器是________。
5、涡流传感器的线圈与被测物体的距离减小时，互感系数M将________。
6、热电偶所产生的热电动势是电动势和电动势组成的，其表达式为7、半导体应变片以________效应为主，它的灵敏度系数比金属应变片的______。
8、横向效应使应变式传感器的电阻丝灵敏系数变_______。
空气介质变隙式电容传感器中，提高灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中大都采用________式电容传感器。
9、压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下，其内部产生，从而引起，这种现象称为，相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生，这种现象称为10、压电陶瓷起初并没有压电效应，经过________处理后才具有压电效应。
11、电阻应变片式传感器按制造材料可分为材料和材料。
12、测量过程中存在着测量误差，按性质可被分为、和三类1、电阻应变片阻值为120，灵敏系数2K，沿纵向粘贴于直径为m05.0的圆形钢柱表面，钢材的弹性模量211 /102mNE，3.0，（1）求钢柱受N4108.9拉力作用时应变片电阻的变化量R 和相对变化量R R (；（2）又若应变片沿钢柱圆周方向粘贴，问受同样拉力作用时应变片电阻的相对变化量为多少？2、有一台变间隙非接触式电容测微仪，其传感器的极板半径r=5mm，假设与被测工件的初始间隙d0=0.5mm。
已知试真空的介电常数等于8.854×10-12 F/m，求：（1）极板未移动时，电容的初始电容值。
（2）极板沿不同方向移动时，传感器的位移灵敏度K（已知空气相对介电常数1ε，真空的介电常数F/m108548ε120.）。
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。
传感器考试题目及答案
传感器考试题目及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 传感器的主要功能是将______转换为电信号。
A. 光信号B. 机械量C. 温度D. 非电信号答案：D2. 电阻应变式传感器的工作原理是基于______效应。
A. 光电B. 压电C. 热电D. 电阻应变答案：D3. 下列哪种传感器不适合用于测量温度？A. 热电偶B. 热敏电阻C. 电容式D. 光电式答案：C4. 光电传感器中，光敏元件将光信号转换为______信号。
A. 电B. 磁C. 声D. 机械5. 霍尔传感器主要用于测量______。
A. 压力B. 温度C. 磁场D. 湿度答案：C6. 光纤传感器的主要优点不包括______。
A. 高灵敏度B. 抗电磁干扰C. 易受温度影响D. 抗腐蚀答案：C7. 电容式传感器的测量原理是基于______的变化。
A. 电容B. 电阻C. 电感D. 频率答案：A8. 压电式传感器的输出信号是______。
A. 电压B. 电流C. 电阻D. 频率答案：A9. 温度传感器中，热电偶的输出信号是______。
B. 电流C. 电阻D. 频率答案：A10. 湿度传感器中，电容式湿度传感器的输出信号与______成反比。
A. 湿度B. 温度C. 压力D. 光照强度答案：A二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 传感器按输出信号类型可分为______。
A. 电压输出型B. 电流输出型C. 数字输出型D. 模拟输出型答案：A, B, C, D2. 下列哪些因素会影响传感器的性能？A. 温度B. 湿度C. 光照D. 磁场答案：A, B, C, D3. 光纤传感器可以用于检测______。
A. 温度B. 压力D. 化学成分答案：A, B, C, D4. 压电式传感器的应用包括______。
A. 声波检测B. 力的测量C. 振动监测D. 加速度测量答案：A, B, C, D5. 电阻应变式传感器的应用领域包括______。
传感器计算题详解
0.10
0.3
y
2.70
0.64
4.04
7.47
10.93
14.45
34.83
x2
0
0.0004
0.0016
0.0036
0.0064
0.01
0.022
xy
0
0.0128
0.1616
0.4482
0.8744
1.445
2.942
根据以上处理数据，可得直线方程系数分别为：
所以，最小二乘法线性回归方程为
7.49
7.43
7.53
7.45
7.52
0.08
10.88
10.95
10.89
10.93
10.94
10.99
0.10
14.42
14.42
14.47
14.47
14.46
14.46
解校验数据处理（求校验平均值）：
压力
(MPa)
(设为x)
输出值(mV)
第一次循环
第二次循环
第三次循环
校验平均值
(设为y)
正行程
10.88
10.95
10.89
10.93
10.94
10.99
10.93
0.10
14.42
14.42
14.47
14.47
14.46
14.46
14.45
（1）端点连线法
设直线方程为
y=a0+kx，
取端点（x1，y1）=（0，-2.70）和(x6，y6)=（0.10，14.45）。则a0由x=0时的y0值确定，即
10.95
0.07
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章传感器的通常特性1-5某传感器给定精度为2%fs，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)可能将发生的最小误差为：m＝40?2%=0.8(mv)当采用在1/2和1/8满量程时，其测量相对误差分别为：0.8?1??100%?4%140?20.8100%?16%240?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。
（1）30dy?3y?1.5?10?5tdtdy?4.2y?9.6xdt 式中，y为输出电压，v；t为输入温度，℃。
（2）1.4式中，y――输出电压，?v；x――输入压力，pa。
求解：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(?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出为x(t)=sin4t+0.2sin40t的信号，试求其输入y(t)的表达式。
设立静态灵敏度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：1y1(t)??k1?(?1?)12?sin[4t?arctan(??1?)]?sin[4t?arctan(4?0.1)1?(4?0.1)2?0.93sin(4t?21.8?)1y2(t)??0.2sin[40t?arctan(40?0.1)]21?(40?0.1)?0.04 9sin(40t?75.96?)所以y(t)=y1(t)+y2(t)=0.93sin(4t?21.8?)?0.049sin(40t?75.96?)1-8试分析ady(t)?by(t)?cx(t)传感器系统的频率响应特性。
传感器考试题目及答案
传感器考试题目及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 传感器是能够检测、感受到被测量的信息，并将其按照一定规律转换成（）的装置。
A. 电压信号B. 电流信号C. 电信号D. 机械信号答案：C2. 以下哪种传感器不是按照工作原理分类的？（）A. 电阻式传感器B. 电容式传感器C. 电感式传感器D. 温度传感器答案：D3. 传感器的静态特性中，不包括以下哪一项？（）A. 线性度B. 灵敏度C. 稳定性D. 响应时间答案：D4. 传感器的动态特性主要描述的是传感器的（）。
A. 静态响应B. 瞬态响应C. 稳态响应D. 零点漂移答案：B5. 在测量温度时，通常使用的传感器类型是（）。
A. 应变式传感器B. 光电式传感器C. 热电偶传感器D. 电容式传感器答案：C6. 霍尔传感器主要用于测量（）。
A. 温度B. 压力C. 磁场D. 湿度答案：C7. 以下哪种传感器不适合用于测量微小位移？（）A. 电位器式位移传感器B. 差动变压器式位移传感器C. 涡流式位移传感器D. 光纤位移传感器答案：A8. 光电传感器的输出信号是（）。
A. 模拟量B. 数字量C. 频率量D. 脉冲量答案：B9. 光纤传感器的主要优点不包括（）。
A. 抗电磁干扰能力强B. 灵敏度高C. 体积小D. 耐高温答案：B10. 以下哪种传感器不是按照能量转换关系分类的？（）A. 能量控制型传感器B. 能量转换型传感器C. 能量控制-转换型传感器D. 电阻式传感器答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 传感器的基本特性包括（）。
A. 线性度B. 灵敏度C. 稳定性D. 选择性E. 响应时间答案：ABCDE12. 以下哪些因素会影响传感器的稳定性？（）A. 环境温度变化B. 电源电压波动C. 材料老化D. 机械振动E. 湿度变化答案：ACDE13. 传感器的动态特性包括（）。
A. 响应时间B. 频率响应C. 瞬态响应D. 稳态响应E. 零点漂移答案：ABC14. 以下哪些传感器可以用于测量压力？（）A. 应变式传感器B. 电容式传感器C. 电感式传感器D. 压电式传感器E. 光纤传感器答案：ADE15. 光纤传感器的应用领域包括（）。
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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 、 结构型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 、 晶体不产生压电效应B 、 在晶体的电轴x 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（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陶瓷比，石英晶体压电常数（A 、 高，差B 、 高，好C 、 低，差D 、 低，好5、 沿石英晶体的电轴 x 的方向施加作用力产生电荷的压电效应称为（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7、压电式传感器的输出须先经过前置放大器处理, 大器两种形式。
此放大电路有 电压 放大器和电荷 放二、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：某些电介质，当沿着一定方向对其施加外力而使它变形时，内部就产生极化现象，相 应地会在它的两个表面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X — X 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 丫一丫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。
(A )。
B )。
C ）,压电陶瓷的稳定性（C ）。
D )。
的电信号，而静态的不能产生相应的电信号。
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+=。
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【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。
传感器题库及答案汇总
实用文档第一章 检测技术的基本概念一、填空题：1、传感器有 、 、 组成2、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出 与输入 的比值。
3、从输出曲线看，曲线越陡，灵敏度 。
4、下面公式是计算传感器的 。
9)-(1 %100minmax max L L ⨯-=y y Δγ512 3、4A35689三、 判断题1、回差在数值上等于不灵敏度 ( )2、灵敏度越大，仪表越灵敏 （ ）3、同一台仪表，不同的输入输出段灵敏度不同 （ ）4、灵敏度其实就是放大倍数 （ ）5、测量值小数点后位数越多，说明数据越准确 （ ）实用文档6、测量数据中所有的非零数字都是有效数字（）7、测量结果中小数点后最末位的零数字为无效数字（）四、问答题1、什么是传感器的静态特性，有哪些指标。
答：指传感器的静态输入、输出特性。
有灵敏度、分辨力、线性度、迟滞、稳定性、电磁兼容性、可靠性。
2、产生随机误差的原因是什么，如何减小随机误差对测量结果的影响。
答：是测量中独立的、微小的、偶然的因素引起的结果。
既不能用实验的方法消除，也不能修正。
可以通过增加测量次数，利用概率论的一些理论和统计学的方法进行数据结果处理，服从正态分布。
3、系统误差分几类，怎样减小系统误差。
答：分为恒值误差，例如刻度盘分度差错。
变值误差，环境温度的影响、零点漂移等。
系统误差有规律。
可以通过实验的方法引入修正值的方法计算修正，也可以重新调整测量仪表的有关部件予以剔除。
4、如何判断系统中存在粗大误差。
答：粗大误差是测量人员的粗心大意及电子测量仪器收到突然强大的干扰所引起的，粗大误差明显超过正常条件下的误差。
五、分析与计算题1、有一温度计，它的测量范围为0—2000C，精度为0.5级，求1）该表可能出现的最大绝对误差。
2）当示值分别为200C、1000C的示值相对误差。
2、预测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%，问1）若选用量程250V的电压表，精度选哪一级。
传感器试题和答案解析
1、 已知一等强度梁测力系统，R x 为电阻应变片，应变片灵敏系数K=2，未受应变时，R x = 100Ω。
当试件受力F 时，应变片承受平均应变ε = 1000μm/m ，求： （1）应变片电阻变化量∆R x 和电阻相对变化量∆R x /R x 。
（2）将电阻应变片R x 置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流3V ，求电桥输出电压及电桥非线性误差。
（3）若要使电桥电压灵敏度分别为单臂工作时的两倍和四倍，应采取哪些措施？分析在不同措施下的电桥输出电压及电桥非线性误差大小。
解：（1）εK R R XX=∆)(.Ω=⨯⨯=⋅⋅=∆∴2010010002X X R K R ε %..2010020==∆∴X X R R （2）将电阻应变片Rx 置于单臂测量电桥，取其他桥臂电阻也为Rx 。
当Rx 有∆Rx 的变化时，电桥输出电压为O U ：)(.)..()(V E R R R R U X X X X O 001502120200201003212=-++⨯=⋅-∆+∆+=非线性误差：%.%//10100212=⨯∆+∆=XX XX L R R R R r（3）要使电桥电压灵敏度为单臂工作时的2倍，则应该在等强度梁的正反面对应贴上两个相同的应变片，一个受拉应变，一个受压应变，接入电桥相邻桥臂，形成半桥差动电桥，且取其他桥臂电阻也为Rx 。
此时，)(.V R R E U XX O003021=∆⋅='，0='Lr 要使电桥电压灵敏度为单臂工作时的4倍，则应该在等强度梁的正反面对应贴上四个相同的应变片，2个受拉应变，2个受压应变，形成全桥差动电桥。
此时，)(.V R R E U XXO0060=∆⋅=''，0=''Lr 2、 有一个以空气为介质的变面积型平板电容传感器（见下图）。
其中a=16mm,b=24mm,两极板间距为4mm 。
一块极板分别沿长度和宽度方向在原始位置上平移了5mm ，求：（1）极板未移动时，电容的初始电容值。
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传感器计算题目总结答案传感器计算题目总结第二章1 一光电管与5k Ω电阻串联，若光电管的灵敏度为30µA/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LL oR K IR U ϕ==R L 负载电阻，I 光电流，ϕ入射光通量。
K 光电管的灵敏度，单位A/lm 。
入射光通量为lmKRULo 13.135000103026=⨯⨯==-ϕ2 光敏二极管的光照特性曲线和应用电路如图所示，图中l 为反相器，R L 为20kΩ，求光照度为多少lx 时U o 为高电平。
【DDiV U21<】解：当反相器的输入iU 满足翻转条件DDiV U21<时，反相器翻转，o U 为高电平。
现图中标明VUDD5=，所以iU 必须小于2.5V ，oU 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φI 与oU 的关系。
()DDL DDV R I V21<-φmAA R V V I L DDDD 125.010125.010205.252133=⨯=⨯-=->-φ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mAI125.0=φ时的光照度0E3.03000125.00=E所以lx E1250125.03.03000=⨯=即光照度E 必须大于lxE 12500=时oU 才为高电平。
第四章1 一热敏电阻在0℃和100℃时，电阻值分别为200kΩ和10kΩ。
试计算该热敏电阻在20℃时的电阻值。
2 将一支灵敏度为0.08mv/0C 的热电偶与电压表相连，电压表接线端处温度为500C ，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40℃，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740℃第五章1 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U 0=?。
②R1、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=?。
③R1、R2感受应变极性相反,输出U 0=?。
④R1、R2、R3、R4都是应变片,对臂同性，邻臂异性，电压输出U 0=?。
温度 (℃) 40 739 740 741电势值(mV )1.612 30.757 30.798 30.842 如图所示为等强度梁测力系统，R1为电阻应变片，应变片灵敏度系数k = 2.05，未受应变时R1 = 120Ω，当试件受力F 时，应变片承受平均应变ε= 8×10−4，求（1）应变片电阻变化量ΔR1和电阻相对变化量ΔR1/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=120Ω灵敏系数K=2.0的电阻应变片与阻值120Ω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2με和2000με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：610132026101320133*10433*10436*10236*102KU VKU VKU VKU Vεεεε----========单臂：半桥：4 如图所示气隙型电感传感器，衔铁断面积S=4×4mm2，气隙总长度δ=0.8mm，衔铁最大位移△δ =0.08 mm，激励线圈匝数N=2500匝，导线直径d=0.06mm，电阻率ρ=1.75×10-6Ω·cm。
当激励电源频率f=4000Hz时，忽略漏磁及铁损。
空气磁导率7=410/mHμπ-⨯。
要求计算电感的最大变化量。
解：770.84*104*3.14*16*10ml mmRS mmμ-===272500*25000.1564*10mWL HR===0.08**0.1560.0312/20.4L L Hδδ∆∆===5 已知变隙式电感传感器的铁芯截面积A＝1.5cm2，磁路长度L＝20cm，相对磁导率rμ=5000，每个气隙δ0=0.5cm，△δ=1.0mm，真空磁导率μ0=4π*10-7H/m，线圈匝数W=3000，7=410/mHμπ-⨯，如下图所示，求单端式传感器的灵敏度△L/△δ。
若将其做成差动结构形式，灵敏度将如何变化？解：2000.169562W S L Hμδ== 灵敏度：0.16956340.005L L δδ∆===∆ 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=4×4mm 2，气隙总长度l δ=0.8mm ，衔铁最大位移△ l δ =0.08 mm ，激励线圈匝数N=2500匝，导线直径d=0.06mm ，电阻率ρ=1.75×10-6Ω·cm 。
当激励电源频率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Δl δ=±0.08mm 时，分别计算 Δl δ=+0.08mm 时电感L1为Δl δ=－0.08mm 时电感L2为所以当衔铁最大位移变化±0.08mm 时相应的电感变化量ΔL=L2－L1=65mH （3）线圈直流电阻式中l CP 为线圈的平均每匝长度。
根据铁心截面积4×4mm2及线圈外断面11×11mm2计算每匝总长度l CP=4×7.5=30mm 。
（4）线圈品质因数mHl S N L 157108.0104410425003672020=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==---πμδmH l l S N L 1311008.028.01044104250023672021=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=∆+=---）（πμδδmHl l S N L 1961008.028.01044104250023672022=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∆=---）－（－πμδδΩ=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-464)1006.0(325001075.1442162ππρ－d Nl R CP e 5.8464101574000223=⨯⨯⨯===-ππωee R fL R L Q7 中CX 假设运放增益A=∞，输入阻抗Z=∞；试推导输出电压U0与极板间距的关系，并分析其工作特点。
将电容传感器接于放大器反馈回路，输入电路接固定电容。
构成反相放大器。
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-A 和输入阻抗较大的情况下，有2．运算放大器式电路将电容传感器接于放大器反馈回路，输入电路接固定电容。
构成反相放大器。
能克服变极距型电容式传感器的非线性。
由运算放大器工作原理可知，在开环放大倍数为－A 和输入阻抗较大的情况下，有若把C x =εA /d 代入式中，负号表示输出电压u 与电源电压u 相位相∑C-A 电感器C xuu scu C Cu CC u x x sc /j 1/j 1-=-=ωωu A Cd u ε-=sc2．运算放大器式电路将电容传感器接于放大器反馈回路，输入电路接固定电容。
构成反相放大器。
能克服变极距型电容式传感器的非线性。
由运算放大器工作原理可知，在开环放大倍数为－A 和输入阻抗较大的情况下，有若把C x =εA /d 代入∑C -A感器C xuu scu C Cu C C u xx sc /j 1/j 1-=-=ωωuACd u ε-=sc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大。
8 某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径r =若把C x=εA /d 代入式中，负号表示输出电压u sc 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大。
∑ C-A电容传感器C xuu scuCu C u xxsc /j 1-=-=ωuACd u ε-=scδ0 =0.3 mm ，介质为空δ = ±1(μm )，电而电容传感器的灵敏度为电容式传感器灵敏度系数K 的物理意义是：单位位移引起的电容量的相对变化量的大小。
0d dC C ∆≈∆001/d d C C K =∆∆=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，ε0为真空介电常数，ε0=8.85×10F ／m ，C=2πε0H/(ln(D/d)）] 解：12312022*3.14*8.85*10*10 2.75*10100ln ln 98H C FD d πε---===第六章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=2.31×10-12C/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×F=d11×p ×S 代入数据得q=2.31×10-12×10×106×3×10-4 晶体的电容量C=ε0εrS/t式中ε0真空介电常数，ε0=8.85×10-12F ／m ；εr 石英晶体相对介电常数εr=4.5。
则则输出电压2 某霍尔元件310 3.51l b d mm ⨯⨯=⨯⨯，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/AT ，试求其输出霍尔电势及载流子浓度。
解：V C q U 1741098.31093.6119=⨯⨯==--F C 1134121098.3103.01035.41085.8----⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=。