检测与传感器技术AD
传感器与检测技术-复习提纲-带答案
作业二
1.（1）简述热电偶中间导体定律。 （2）说明热电偶中间导体定律在工程上的意义。 2.画出热电阻传感器三线式测量电路图，并说明
采用三线制的优点。 3.测量某一质量G1=50g，误差 １=2g，测量另一
质量G2=2Kg，误差 ２=50g，问哪个质量测量效 果好，说明原因。
4. 某压力变送器的量程范围为0~6MPa，对应 的输出电流为4~20mA。求：
43.热电偶的测温原理。 44.热电动势的大小由哪两部分组成？ 45.热电偶的基本定律表述及实际意义。 46.热电偶的冷端处理及补偿方法。 47.补偿导线的类型及表示方法。 48.记住常用的标准化热电偶的名称及对应的
分度号。 49.热电偶的不同类型及应用场合。
50.流量概念、分类及计算方法。 51.差压式流量计组成及各部分作用。 52.标准孔板的取压方式。
解：100V，0.5级
U1= 100 0.5/100= 0.5V
15V，1.5 级
U2= 15 1.5/100= Байду номын сангаас.225V
选第二块电压表较合适，因为测量绝对误差小， 而且10V实际电压可达满量程2/3，减少测量误 差。
16.用压电式加速度计及电荷放大器测量振动 加速度，若压电式加速度计的灵敏度Kg为 70pC/g（g为重力加速度），电荷放大器灵敏 度KU为10mV/pC，当输入加速度a为3g时，求：
（1）电荷放大器的输入电荷？ （2）电荷放大器的输出电压？
解：电荷放大器的输入电荷 Q=Kga=70﹡3=210pC
电荷放大器的输出电压 Uo=KUQ=210﹡10=2100mV=2.1V
1）仪器屏幕上的坐标每格为__ms，汽车的前轮通过A、 B两根压电电缆的时间差t1≈__格，相当于___ms，等于 ____s。
AD转换器的主要技术指标
AD转换器的主要技术指标AD转换器（Analog-to-Digital Converter，简称ADC）是将模拟信号转换为数字信号的设备或系统。
在现代电子设备中，AD转换器广泛应用于很多领域，比如通信、仪器仪表、图像处理、传感器读取等。
AD转换器的主要技术指标对于评估其性能至关重要，以下将详细介绍几个常见的主要技术指标。
1. 分辨率（Resolution）：分辨率是指AD转换器能够区分的最小电压变化或电压间隔。
它决定了转换器的精确度。
分辨率通常以位（bit）表示，如8位、10位、12位等。
分辨率越高，ADC对输入信号的精确度就越高。
例如，一个10位ADC的分辨率为1/1024 V，即能够将输入电压区分为1024个不同的离散值。
2. 采样率（Sampling Rate）：采样率是指AD转换器在单位时间内对模拟输入信号进行采样的次数。
它决定了AD转换器对输入信号频率的响应能力。
通常以每秒采样次数（Samples per Second，SPS）表示，如1ksps、10ksps、1Msps等。
采样率越高，ADC能够捕获更高频率的信号。
3. 信噪比（Signal-to-Noise Ratio，SNR）：信噪比是指在输入信号中，有用信号与噪声信号之间的比值。
它描述了AD转换器的输出是否受到噪声的影响，以及转换器对输入信号的真实度和准确度。
信噪比通常以分贝（dB）表示，如60dB、70dB、80dB等。
信噪比越高，ADC的输出信号与输入信号的一致性越好。
4. 非线性误差（Nonlinearity Error）：非线性误差是指AD转换器输出值与输入信号之间的差异，通常以百分比或最大误差（LSB）表示。
AD转换器的非线性误差一般分为零点误差和增益误差。
零点误差表示在输入为零时的偏移量，增益误差表示输入信号增大时输出的误差。
非线性误差越小，ADC的线性度越好。
5. 电源电压范围（Supply Voltage Range）：电源电压范围是指AD转换器能够正常工作的电源电压范围。
传感器与检测技术电阻式温度传感器
04电数字式体温计电阻式温度传感器的测试项目描述•数字式体温计是利用电阻式温度传感器将温度转换成数字信号，然后通过显示器(如液晶、数码管、LED矩阵等)以数字形式显示温度，能快速准确地测量人体温度。
与传统的水银体温计相比，具有读数字方便，测量时间短，测量精度高，能记忆并有提示音等优点，尤其是数字体温计不含水银，对人体及周围环境无害特别适合于医院，家庭使用，如图4-1所示。
•通过本项目的学习，主要给•大家介绍电阻式温度传感器•（也称为热电阻传感器）的•工作原理及常见的热电阻传•感器。
一、温度测量的基本概念温度标志着物质内部大量分子无规则运动的剧烈程度。
温度越高，表示物体内部分子热运动越剧烈。
模拟图：在一个密闭的空间里，气体分子在高温时的运动速度比低温时快！二、温标1、温度的数值表示方法称为温标。
它规定了温度的读数的起点（即零点）以及温度的单位。
各类温度计的刻度均由温标确定。
2、国际上规定的温标有：摄氏温标、华氏温标、热力学温标等。
几种温标的对比正常体温为37 C，相当于华氏温度多少度？知识准备•一、热电阻传感器•热电阻传感器可分为金属热电阻和半导体热电阻两大类，前者通常简称为热电阻，后者称为热敏电阻。
下面介绍金属热电阻传感器。
•（一）金属热电阻的工作原理•金属热电阻是利用电阻与温度成一定函数关系的特性，由金属材料制成的感温元件。
当被测温度变化时，导体的电阻随温度变化而变化，通过测量电阻值变化的大小而得出温度变化的情况及数值大小，这就是热电阻测温的基本工作原理。
取一只100W/220V 灯泡，用万用表测量其电阻值，可以发现其冷态阻值只有几十欧姆，而计算得到的额定热态电阻值应为484。
•（二）常用热电阻及特性•常用热电阻材料有铂、铜、铁和镍等，它们的电阻温度系数在(3～6)×10−3/℃范围内，下面分别介绍它们的使用特性。
•1．铂电阻•又称白金，是目前公认的制造热电阻的最好材料。
它的优点是性能稳定，重复性好，测量精度高，其电阻值与温度之间有很近似的线性关系。
ad590 原理
ad590 原理
AD590是一款精密温度传感器，采用 PN 结和硅材料制造。
其工作原理基于温度对 PN 结导通电流和硅材料电压降的影响。
当AD590中的温度升高时，PN 结的导电能力增强，从而使得电流通过传感器增加。
AD590测量的温度与其输出电流之间存在线性关系，每摄氏度增加1uA的电流输出。
AD590的温度测量范围通常为-55到+150摄氏度，精度达到±0.5摄氏度。
它具有较快的响应时间和较低的功耗，适用于要求精确温度测量的各种应用场景。
在使用AD590时，通常需要一定的外部电路，如电流源和放大器。
电流源提供恒定的工作电流，以确保AD590的传感器结处于工作状态。
而放大器负责放大AD590输出电流的微小变化，并将其转换成温度测量值。
总之，AD590的工作原理是通过测量PN 结导通电流的变化来实现温度测量，并通过外部电路进行信号放大和处理。
它具有高精度、快速响应和低功耗等优势，广泛应用于各种温度测量需求的场合。
基于AD590温度检测的温度传感器设计
基于AD590温度检测的温度传感器设计摘要：为了对温度数据进行采集，设计了一种基于AD590温度检测的温度传感器，实际测试表明，该传感器采集精度高，采样实时性强，可靠运用于某检测设备的温度数据采集。
关键词：温度检测；采集；传感器；AD5900引言AD590温度传感器的应用范围很广，它不仅广泛应用于日常生活中，而且也大量应用于自动化和过程检测控制系统。
测温范围为-55℃～+150℃，具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、无需补偿、热容量小、抗干扰能力强、可远距离测温且使用方便等优点，为了能实现某检测设备采集温度数据，本文提出了利用AD590温度检测的温度传感器设计。
基于以上要求，本文主要研究了怎样通过AD590设计温度传感器。
主要包括硬件设计、外形结构设计、软件的实现及测试。
1硬件设计1.1 调零电路在设计测温电路时，首先应将AD590电流转换成电压，由于AD590为电流输出元件，输出电流是以绝对温度零度（-273℃）为基准，它的温度每升高1K，电流就增加1μA。
为转换成电压，当AD590的电流通过一个10kΩ的电阻时，这个电阻上的压降为10mV，就转换成电压UR4为（2.73+T）×0.01V（T温度，摄氏度），采用电压跟随器形式输出V1（V1=UR4），以增加信号的输入阻抗。
当单电源工作时，为避免输出产生负电压，其参考电压VREF取为2.53V,该电压决定输出零点，通过调整电位器RP1，来调整零点，考虑供电电压不稳，采用TL431稳定参考电压。
图1 调零电路图1.2测温电路为了调节放大系数，同时有助于消除R7、R8、R9阻值与传感器输出精度带来的误差，在电路中增加了电阻器RP2，如图2。
根据电路得计算公式Vo=（V1-VREF）×[（R7+R8+R9+RP2）/（R8+RP2）]，理论上Vo=3（V1- VREF），取VREF为2.53V，得温度测量值为：T=Vo/0.03-20 （℃）。
《传感器与检测技术》知识点总结
《传感器与检测技术》（传感器部分）知识点总结第一章 概述1.传感器的定义与组成（1）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）共性：利用物理定律或物质的物理、化学、生物等特性，将非电量转换成电量。
（3）功能：检测和转换。
（4）组成：5.开展基础理论研究寻找新原理6.传感器的集成化第二章 传感器的基本特性1.线性度（传感器的静态特性之一）（1）定义：传感器的输入、输出间成线性关系的程度。
（2）非线性特性的线性化处理：Y FSy Y FSy Y FSyo（a ）切线或割线X mxo（b ）过零旋转X mxo（c ）端点平移X mx（3）非线性误差：γL = ± Δ L ma xY FS式中，γL ——非线性误差（线性度）；ΔL m a x ——输出平均值与拟合直线间的最大偏差绝对 值；Y F S ——满量程输出。
2.灵敏度（传感器的静态特性之二）传感器在稳态信号作用下输出量变化对输入量变化的比值。
0 S n ＝ y x xS n = dy dx (a) 线性测量系统(b) 非线性测量系统 0S n y = f x ) dy dx = C x 0 S n y = f ( )dy x 0 S n y = f (x ) dy dx(c) 灵敏度为常数(d) 灵敏度随输入增加而增加 (e) 灵敏度随输入增加而减小3.分辨率/分辨力（传感器的静态特性之三）分辨率是指传感器能够感知或检测到的最小输入信号增量。
分辨率可以用增量的绝对值 或增量与满量程的百分比来表示。
4.迟滞/回程误差（传感器的静态特性之四）（1）定义：在相同测量条件下，对应于同一大小的输入信号，传感器正、反行程的输出信 号大小不相等的现象。
开发新材料 采用新工艺 探索新功能具有同样功能的传感器集成化，即将同一类型的单个传感元件用集成工艺在同一平面上 排列起来，形成一维的线性传感器，从而使一个点的测量变成对一个面和空间的测量。
传感器与检测技术基础知识-下载[1]重点
![传感器与检测技术基础知识-下载[1]重点](https://img.taocdn.com/s3/m/eb6ab7805122aaea998fcc22bcd126fff6055d67.png)
（1）直接测量与间接测量 Ⅰ.直接测量 用事先分度或标定好的测量仪表， 直接读取被测量测量结果的方法称为直接测量。直接 测量是工程技术中大量采用的方法，其优点是直观、 简便、迅速，但不易达到很高的测量精度。 Ⅱ.间接测量 首先，对和被测量有确定函数关系 的几个量进行测量，然后，再将测量值代入函数关系 式，经过计算得到所需结果。这种测量方法，属于间 接测量。测量结果y和直接测量值xi(i＝1，2，3…)之 间的关系式为: y＝f(x1x2x3…) 。间接测量手续多， 花费时间长，当被测量不便于直接测量或没有相应直 接测量的仪表时才采用。
量程点, 可以得到端基线性度。
4. 迟滞
迟滞特性表明检测系统在正向和反向行程期间，
输入—输出特性曲线不一致的程度。也就是说，对
同样大小的输入量，检测系统在正、反行程中，往
往对应两个大小不同的输出量，如右下图所示。通
过实验，找出输出量的
y
这种最大差值，并以满量程 ymax
输出YFS的百分数表示，
1
ΔH max
1.2.3 检测技术的发展趋势 检测技术的发展趋势主要有以下两个方面: 第一，新原理、新材料和新工艺将产生更多品质优
良的新型传感器。例如光纤传感器、液晶传感器、以高分 子有机材料为敏感元件的压敏传感器、微生物传感器等。
第二，检测系统或检测装置目前正迅速地由模拟式、 数字式向智能化方向发展。带有微处理机的各种智能化仪 表已经出现，这类仪表选用微处理机做控制单元，利用计 算机可编程的特点，使仪表内的各个环节自动地协调工作， 并且具有数据处理和故障诊断功能，成为一代崭新仪表， 把检测技术自动化推进到一个新水平。
指示仪
被测量 传感器
测量 电路
记录仪
电源
传感器与检测技术试题及答案(212题)
传感器与检测技术试题及答案（212题）1、己知某温度传感器为时间常数T=3s的一阶系统，当受到突变温度作用后，传感器输出指示温差的三分之一所需的时间为() sA、3B、1C、1.2D、1/3答案内容：C；2、下列传感器中的不属于结构型传感器的是()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。
答案内容：A；3、下列不属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是()。
A、应变式传感器B、化学型传感器C、压电式传感器D、热电式传感器答案内容：B；4、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。
其中，典型的传感器智能化结构模式是()。
A、传感器+通信技术B、传感器+微处理器C、传感器+多媒体技术D、传感器+计算机答案内容：B；5、（本题为多选题）传感技术的研究内容主要包括：()A、信息获取B、信息转换C、信息处理D、信息传输答案内容：ABC；6、一阶传感器输出达到稳态值的10%到90%所需的时间称为()。
A、延迟时间B、上升时间C、峰值时间D、响应时间答案内容：B；7、传感器的下列指标全部属于静态特性的是()。
A、线性度、灵敏度、阻尼系数B、幅频特性、相频特性、稳态误差C、迟滞、重复性、漂移D、精度、时间常数、重复性答案内容：C；8、传感器的下列指标全部属于动态特性的是()。
A、迟滞、灵敏度、阻尼系数B、幅频特性、相频特性C、重复性、漂移D、精度、时间常数、重复性答案内容：B；9、（本题为多选题）利用霍尔片，我们可以测量一步到位哪些物理量（）。
A、磁场；B、电功率；C、载流子浓度；D、载流子类型。
答案内容：ABCD；10、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()。
A、组合测量.B、静态测量C、等精度测量D、零位式测量答案内容：C；11、下列传感器中的物性型传感器的是()A、扩散硅压阻式压力传感器。
电机绕组温度ad采样原理
电机绕组温度ad采样原理
电机绕组温度的AD采样原理是指利用模拟数字转换（AD）技术
来获取电机绕组温度的数据。
通常情况下，会使用传感器来检测电
机绕组的温度，传感器将温度信号转换成电压信号，然后通过AD转
换器将这个电压信号转换成数字信号。
这个数字信号可以被微处理
器或者控制器读取和处理，从而实现对电机绕组温度的监测和控制。
在采样原理方面，AD转换器会以一定的采样频率对传感器输出
的模拟信号进行采样，然后将采样得到的模拟信号转换成相应的数
字信号。
这个数字信号可以表示温度的数值，通过这种方式，我们
可以实时地获取电机绕组的温度数据，从而进行相应的控制和保护。
总的来说，电机绕组温度的AD采样原理是利用传感器将温度信
号转换成电压信号，然后通过AD转换器将其转换成数字信号，以实
现对电机绕组温度的监测和控制。
机械工程《传感器与检测技术》测试技术实验指导书
机械工程《传感器与检测技术》测试技术实验指导书机械工程测试技术实验指导书——传感器与检测技术罗烈雷编机械工程系机械工程测试技术实验指导书——传感器与检测技术一、测试技术实验的地位和作用《传感器与检测技术》课程，在高等理工科院校机械类各专业的教学打算中，是一门重要的专业基础课，而实验课是完成本课程教学的重要环节。
其要紧任务是通过实验巩固和消化课堂所讲授理论内容的明白得，把握常用传感器的工作原理和使用方法，提高学生的动手能力和学习爱好。
其目的是使学生把握非电量检测的差不多方法和选用传感器的原则，培养学生独立处理问题和解决问题的能力。
二、应达到的实验能力标准1、通过应变式传感器实验，把握理论课上所讲授的应变片的工作原理，并验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间关系。
2、通过差动变压器静态位移性能测试和差动变压器零点残余电压的补偿电路设计，把握理论课上所讲授的差动变压器的工作原理和零点残余电压的补偿措施。
3、通过电涡流式传感器的静态标定和被测体材料对电涡流式传感器特性的阻碍实验，把握理论课上所讲授的电涡流式传感器的原理及工作性能，验证不同性质被测体材料对电涡流式传感器性能的阻碍。
4、通过差动面积式电容传感器的静态及动态特性测试，了解差动面积式电容传感器的工作原理及其特性。
5、通过磁电感应式传感器的性能和霍尔式传感器直流静态位移特性的测试方法，把握磁电感应式传感器的工作原理及其性能和霍尔式传感器的工作原理及其特能。
6、通过压电式传感器的动态响应和引线电容对电压放大器与电荷放大器的阻碍实验，把握压电式传感器的原理、结构及应用和验证引线电容对电压放大器的阻碍，了解电荷放大器的原理和使用方法。
7、通过光敏三极管和光敏电阻的性能测试，把握光电传感器的原理与应用方法。
8、热电偶和热敏电阻的性能测试的方法，把握热电偶的原理和 NTC 热敏电阻的工作原理和使用方法，并对传感器灵敏度线性度进行分析。
9、通过差动放大器和低通滤波器设计和测试，把握差动放大器和滤波器的设计方法和性能测试方法。
传感器与检测技术知识点概括
1、传感器是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、传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。
3、要实现不失真测量，检测系统的幅频特性应为常数4、传感器静态特性是指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。
5，测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨率、灵敏度、漂移、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。
（请写出反映传感器的五种性能指标，及写出三种解释传感器指标？精度、分辨率、灵敏度、线性度、迟滞。
反映传感器准确度的指标是精度，反映传感器灵敏度的指标是灵敏度，反映传感器稳定性的指标是迟滞）6，传感器对随时间变化的输入量的响应特性叫传感器动态性。
7,动态特性中对一阶传感器主要技术指标有时间常数。
动态特性中对二阶传感器主要技术指标有固有频率、阻尼比。
8，从时域（延迟时间，上升时间，响应时间，超调量）和频域（幅频特性，相频特性）两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来分析动态特性。
9，幅频特性是指传递函数的幅值随被测频率的变化规律，相频特性是指传递函数的相角随被测频率的变化规律。
传感器中超调量是指超过稳态值的最大值□A （过冲）与稳态值之比的百分数。
电阻式传感器10,金属材料的应变效应是指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。
11,半导体材料的压阻效应是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。
12，金属丝应变片和半导体应变片比较其相同点是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。
13,金属丝应变片和半导体应变片比较其不同点是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。
测试与传感器技术试题库及答案
测试与传感器技术试题1一、判断题判断下列各题,正确的在题干后面的括号内打A“√”,错误的打B“×”;每小题2分,共10分记录仪可记录任何频率的信号; B2.分析周期信号的频谱的工具是傅立叶级数; A3.阻抗变换器的作用是将传感器的高输出阻抗变为低阻抗输出; A4.瞬态信号的频谱一定是连续的; A5.系统的不失真测试条件要求测试系统的幅频特性和相频特性均保持恒定; B二、单项选择题在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案,并将其号码填在题干的括号内;每小题2分,共10分1.信号xt=sin2t+1+cost/3是AA.周期信号B.非周期信号C.瞬态信号D.随机信号2.用共振法确定系统的固有频率时,在有阻尼条件下, 频率与系统固有频率一致;A.加速度共振B.速度共振C.位移共振D.自由振动3.压电式加速度计与测振仪之间可以串接的是 AA.电荷放大器D转换器C.相敏检波器D.滤波器4.温度误差的线路补偿法是利用电桥 C 实现的;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5.差动变压器式位移传感器中线圈之间的互感M BA.始终保持不变B.随被测位移的变化而变化C.不随被测位移的变化而变化D.随线圈电流的变化而变化三、填空题每空1分,共30分1.若位移信号xt=Acosωt+ψ,则其速度信号的振幅为___AW_____,加速度信号的振幅为______AW2__;2.利用数字频率计测量振动频率时,一般对低频信号测________,高频信号测________;3.信号的频谱函数可表示为__幅值______频谱和___相位_____频谱;4.用共振法确定系统的固有频率时,由于测量的振动参数不同,存在着________共振频率,________共振频率,________共振频率;5.高频情况下,多采用___压电式____测力传感器来测量激振力,而且在实验前需对测力系统进行____标定____;6.当压电式加速度计固定在试件上而承受振动时,质量块产生一可变力作用在压电晶片上,由于___压电_____效应,在压电晶片两表面上就有___电荷_____产生;7.阻抗头由两部分组成,一部分是___力_____传感器,一部分是_加速度_______传感器;它是用来测量驱动点__阻抗______的;8.阻容式积分电路中,输出电压从_电容C_______两端取出,RC称为__积分______时间常数,RC值越大,积分结果越__准确______,但输出信号___越小_____;9.光线示波器的关键部件是________,通过它,可将按一定规律变化的________信号,转换成按同样规律变化的________摆动信号,从而记录测量结果;10.热电偶的热电势由________和________两部分组成;11.测试装置所能检测到的输入信号的最小变化量称为_分辨率_______;12.具有质量为M,刚度为K的振动体的固有频率为________;13.长度计量光栅是利用_莫尔条纹_______来进行位移量的测量的,它具有_位移放大_______和_平均光栅误差_______的作用;四、简答题每小题5分,共20分1.为什么使用压电式传感器时必须配用阻抗变换器2.简述金属电阻应变片和半导体应变片的工作原理有何不同3.简述电动式激振台的基本构造和工作原理;4.简述磁带记录仪的功能特点;五、计算题每小题10分,共30分1.求指数函数xt=Ae-at a>0,t≥0的频谱；画出幅频图;2.已知一阶系统的频率响应为Hjω=11+0.35jω,用该装置去测周期分别为1S,2S,5S的正弦信号,问它们的幅值误差各为多少3.已知被测应变εt=A+Bcos10t,电桥输入电压为u i t=U i cos1000t,采用半桥差动工作方式,试求1电桥输出信号的表达式,并说明该信号是什么波形；2画出该信号的幅频图;测试与传感器技术试题2一、判断题判断下列各题,正确的在题干后面括号内打“√”,错误的打“╳”;每小题2分,共10分1.动态应变仪的标定电桥的输出电压是采用半桥接法工作的;2.传感器的作用是用来实现由非电量到电量的转换;3.利用桥式电位差计测量热电偶的热电势时要消耗热电偶的能量;4.具有质量为M,刚度为K的振动体的固有频率为 0=M K;5.惯性式压电加速度传感器的输出电荷正比于质量块的加速度;二、单项选择题在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案,并将其号码填在题干的括号内;每小题2分,共10分1.下列传感器可实现非接触测量的是 C 传感器;A.压电式加速度B.电动式速度C.电磁式速度D.电阻应变式2.描述周期信号频谱的数学工具是 AA.傅立叶级数B.傅立叶变换C.拉氏变换D.三角函数3.表示测量装置的静态输入与输出之间关系的实验曲线称为 BA.理论直线B.标定曲线C.理论标定曲线D.幅频曲线4.要使装置的输出波形形状不失真,须使该输出波形的各正弦分量的相位滞后 DA.相等B.与角频率成反比C.与角频率无关D.与角频率成正比5.使用数字频率计测量信号时,在情况下测周法比测频法合理;A.被测信号频率很低B.被测信号频率很高C.被测信号频率变化较大D.被测信号频率恒定三、填空题每空1分,共20分1.测试装置的灵敏度是该标定曲线的________;2.热电偶的热电势包括两种不同导体接触时的________和同一导体两端处于不同温度时的________;3.直流电桥中________接法的灵敏度最高;4.交流电桥的平衡条件是相对桥臂阻抗幅值的________相等,且相对桥臂阻抗的相角________相等;5.光线记录仪的振动子的输入信号只能是________;6.单位脉冲信号的幅值频谱是________;7.半导体应变片的工作原理是基于________效应;8.随机信号xt的均值定义为μ=________;9.若稳定振动位移信号为xt=Asinωt+θ,则其稳定振动速度信号为vt=________,加速度信号的振幅为________;10.用强迫振动法激励系统,当系统加速度幅值达到最大时,称为系统的________,此激振频率ωd与系统固有频率ω０之间的关系式为________;11.正弦信号的均方根值与它的幅值比为________;12.电动式速度传感器的线圈中产生的感应电动势正比于________;型测振仪配接电动式速度传感器时,经过仪器内部的________网络可将传感器测得的速度信号转换为________和________信号;14.温度误差的线路补偿法是利用电桥的________实现的;四、简答题每小题10分,共30分1.简述压电式传感器需要配置前置放大器的原因；常用的前置放大器有哪两种各有何特点2.画出动态应变仪的原理框图;若输入应变的波形为低频简谐信号,请注明各环节的输出信号的波形;3.差动变压器是哪一类传感器它的工作原理和输出特性是什么五、计算题每小题10分,共30分1.写出图示阶跃信号的时域表达式,求它的频谱密度函数;2.某测试装置的频率响应函数为Hjω=6750022500+150(j)+(j)ωω2若输入信号为Xt=100sin+30°+50sin314t-20°,求稳态输出信号Yt的表达式;3.根据图示电桥1写出电桥作电压输出时的和差特性公式;2若R1=R2=R3=R4=120Ω, △R1=△R3=Ω, △R2=△R4=0时,输入电压为u0t=300sin31416t,求输出电压ut;测试与传感器技术试题3一、填空题每空1分,共15分1. 如果所测试的信号随时间周期变化或变化很快,这种测试称为________测试;2. 确定静态标定系统的关键是选用被测非电量或电量的_______和标准测试系统;3. 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________;4. 半导体应变片以压阻效应为主,它的灵敏度系数为金属应变片的________倍;5. 测量准静态力信号时,要求电荷放大器的输入阻抗________1012Ω;6. 周期信号展开为傅立叶级数后,其中A0表示直流分量的幅值,A n表示________分量的幅值;7. 当τ→∞时,信号xt的自相关函数R xτ呈周期性变化,说明该信号为________;8. LCD是液晶显示器,是一种________功耗器件;9. A/D卡的转换速率表示________;10. 在电桥测量中,由于电桥接法不同,输出电压的灵敏度也不同,________接法可以得到最大灵敏度输出;11. 一阶有源低通滤波器的主要优点是带负载能力强,主要缺点是________;为克服该缺点,可采用二阶或二阶以上有源低通滤波器;12. 绝对湿度给出了水分在空间的具体含量,而相对湿度给出了大气的________程度,它比绝对湿度使用更广泛;13. 氧化型气体吸附到N型半导体气敏元件上,将使截流子数目减少,从而使材料的电阻率________;14. 半导体温度传感器以P-N结的温度特性为理论基础;二极管感温元件利用P-N结在恒定电流下,其________与温度之间的近似线性关系实现;15. 图像处理的主要目的是________;二、单项选择题在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案,并将其号码填在题后的括号内;每小题1分,共15分1. 为了抑制干扰,常采用的电路有A. A/D转换器B. D/A转换器C. 变压器耦合D. 调谐电路2. 选择二阶装置的阻尼比ζ=,其目的是 D ;A. 阻抗匹配B. 增大输出量C. 减小输出量D. 接近不失真条件3. 自相关函数一定是 A 函数;A. 偶B. 奇C. 周期D. 随机4. 用脉冲锤激振时,为了获得较宽的激振频率,可 BA. 增加敲击力B. 增加锤头硬度C. 增大锤重D. 减小冲击力5. 记录磁带慢录快放,放演信号的频宽将A. 扩展,幅值减小B. 变窄,幅值减小C. 幅值增大D. 变窄,幅值增大6. 无源RC低通滤波器从 B 两端引出输出电压;A. 电阻RB. 电容CC. 运算放大器D. 电感L7. 人工视觉系统图像处理中,对像素信息进行编码的作用是A. 滤去噪声B. 传输和存储信息C. 图像增强D. 图像分割8. 载波频率为f0,调制信号的最高频率为f m,两者的关系为 CA. f0=f mB. f0>f mC. f0>>f mD. f0<<f m9. 测量不能直接接触的高温物体温度,可采用温度传感器;A. 热电偶B. 亮度式C. 半导体三极管D. 半导体二极管10. 电容式湿度传感器只能测量湿度;A. 相对B. 绝对C. 任意D. 水分11. 由于热电光导摄像管的信号比可见光弱一个数量级,必须采用的前置放大器;A. 信噪比高B. 信噪比低C. 稳定性低D. 灵敏度很小12. 电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为 C 的输出;A. 电阻B. 电容C. 电压D. 电荷13. 通常采用的压力敏感元件有 DA. 柱形弹性元件B. 环形弹性元件C. 梁形弹性元件D. 波登管14. 压电式加速度传感器是 D 信号的传感器;A. 适于测量任意B. 适于测量直流C. 适于测量缓变D. 适于测量动态15. 对于电涡流传感器的谐振测位移电路,当无金属导体靠近时,其输出电压A. 最大B. 最小C. 随机变化D. 中间点三、问答题每小题6分,共30分1. 试画出低通、高通、带通、带阻的幅频特性,并标出半功率点;2. 一般计算机测量系统的基本组成包括哪些主要环节,每个环节的作用是什么3. 压电式加速度传感器和压电式力传感器在结构上有何不同,为什么4. 如何消除热敏电阻阻温特性的非线性热敏电阻的测温范围一般是多少5. 差动型变磁阻式电感传感器在使用时常把两个线圈接在电桥的两个相邻桥臂中,试问：电桥需接入何种激励电压该电桥的输出电压是何波形四、计算题每小题8分,共24分1. 磁栅式位移传感器采用空间相位差为2π的两个静态磁头来测量位移,其输出电动势为E=Usin ⎪⎭⎫ ⎝⎛λπ+ωS 2t ,磁尺剩磁信号的波长为1mm;求： 1若E=7sin100t+π伏,此时所测得的位移量S ；2在一个测量周期内,此传感器所能测量得的最大位移量;2. 一电涡流测振仪测量某主轴的轴向振动;已知：传感器的灵敏度为15mV/μm,最大线性范围为6μm;现将传感器安装在主轴右侧;如图a 所示;用记录仪记录振动波形,如图b 所示,问：传感器与被测金属的安装距离L 为多少微米时,可得到较好的测量效果轴向振动的振幅A 为多少3. 压电式加速度传感器与电荷放大器联接,电荷放大器又与函数记录仪联接;已知：传感器的电荷灵敏度k q =100pC/g,反馈电容C f =μF,被测加速度a=0.5g;求：1电荷放大器的输出电压是多少电荷放大器的灵敏度是多少2若函数记录仪的灵敏度k g =2mm/mV,求测量系统总灵敏度k 0.五、应用题每小题8分,共16分1. 试选择一种传感器,设计测量车床主轴转速的原理方案,并作简要说明;2. 一汽车司机座的振动较大,试设计测试方案寻找振源;1给出可能的振源；2列出测试方案框图,并作简要说明；3给出判断方法及判断原则;测试与传感器技术试题4一、单项选择题本大题共10小题,每小题2分,共20分在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内;1.属于传感器动态特性指标的是BA.迟滞B.过冲量C.稳定性D.线性度2.传感器能感知的输入变化量越小, 表示传感器的 DA.线性度越好B.迟滞越小C.重复性越好D.分辨力越高3.我国省、部一级计量站使用的一等标准测力机所允许的测量误差为A.±%B.±%C.±%D.±%4.感应同步器的作用是测量 CA.电压B.电流C.位移D.相位差5.下列测力传感器中,属于发电型测力传感器的是 BA.自感式传感器B.磁电感应式传感器C.电容式传感器D.应变式传感器6.视觉传感器的扫描部的主作用是BA.聚成光学图像信号B.将光学图像信号转换成电信号C.将二维图像信号转换为时间序列一维信号D.抽出有效信号7.热敏电阻式湿敏元件能够直接检测A.温度B.温度差C.相对湿度D.绝对湿度8.在采样保持环节中,采样开关被断开的时间称为BA.采样时间B.保持时间C.采样周期D.缓冲时间9.封装在光电隔离耦合器内部的是 DA.一个发光二极管和一个发光三极管B.一个光敏二极管和一个光敏三极管C.两个发光二极管或两个光敏三极管D.一个发光二极管和一个光敏三极管10.已知信号xt与信号yt完全不相关,则该二信号的互相关系数满足DA.ρxyτ>1B.ρxyτ=1<ρxyτ<1 D.ρxyτ=0二、填空题本大题共5小题,每小题2分,共10分1.运算⨯-∆=δmin max maxL y y L 100%是计算传感器_线性度_______的公式;2.当环境湿度改变时,必须对电容式传感器重新进行静态________;3.要使直流电桥平衡,必须使电桥相对臂电阻值的________相等;4.红外图像传感器通常由红外敏感元件和电子________电路组成;5.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,则对总热电动势无影响;这一结论被称为热电偶的________定律;三、问答题本大题共5小题,每小题4分,共20分1.压电式传感器往往采用多片压电晶片串联或并联方式,当采用多片压电晶片并联方式时,适合于测量何种信号2.就某一确定的差动变压器式位移传感器而言,当激励电压的幅值恒定时,其输出电压的幅值和相位分别取决于被测位移的哪些信息3.简述半导体P-N 结温度传感器的工作机理;4.热电型红外光导摄像管与可见光光导摄像管在电路中所采用的前置放大器有何差别为什么5.有源滤波器与无源滤波器相比有哪些优点四、计算题本大题共2小题,每小题15分,共30分1.某位移传感器在校准时测得的数据如下表,若该传感器的线性表达式为x=a 0+a 1n,试用最小二乘法∑=-+=σN 1i 2i i 10)x n a a (计算a 0和a 1; 脉冲数n i 10 20 30 40 50位移值x i mm2.图示串联式测温电路,其中R t =R 01+αt-t 0为感温热电阻,R s 为常值电阻,E 为工作电压,U 0为输出电压,α=℃.当给定温度为0℃,R t 的电阻值为10k Ω,若测温范围为0℃~400℃,输出电压U 0的范围是1V~5V ,试计算工作电压E 和常值电阻R s 各取多少 st t 0R R ER U +=五、应用题本大题共2小题,每小题10分,共20分1.用微型计算机、模/数转换A/D板、滤波器、电荷放大器、压电式力传感器和打印机组成一个测力系统,试画出该测力系统的方框图;2. 图1所示矩形函数xt 的频谱为X ω=A τsinc2ωτ,求图2所示信号yt 的频谱,并画出其幅值谱图;sincx=x x sin测试与传感器技术试题5一、填空题每空2分,共20分1.如果仅仅检测是否与对象物体接触,可使用_______作为传感器;2.红外图像传感器由红外敏感元件和_______电路组成;3.在电阻应变片公式,dR R=1+2με+λE ε中,λ代表_______; 4.利用电涡流位移传感器测量转速时,被测轴齿盘的材料必须是_______;5.当磁头相对于磁尺不动时,仍有感应电动势输出的是静态磁头,且输出电势的幅值由_______所决定;6.动态标定的目的,是检验测试传感器的_______指标;7.确定静态标定系统的关键是选用被测非电量或电量的标准信号发生器和_______;8.传感器的频率响应特性,必须在所测信号频率范围内,保持_______条件;9.热电偶电动势由_______电动势和接触电动势两部分组成;10.采用_______电源供电的电桥称为交流电桥;二、单项选择题在每小题的四个备选答案中,选出一个正确答案,并将正确答案的序号填在题干的括号内;每小题2分,共20分1.对压电式加速度传感器,希望其固有频率 CA.接近零B.尽量低些C.尽量高些D.任意2. C 传感器可用于医疗上-50℃～150℃之间的温度测量;A.金属辐射式B.热电偶C.半导体三极管D.比色计3.信号传输过程中,产生干扰的原因是 CA.信号是缓变的B.信号是快变的C.干扰的耦合通道D.信号是交流的4.差动电桥由环境温度变化引起的误差为D A. 1211∆R R B. 1411∆R R C. 1211∆R R E5.非周期信号的频谱是 AA.连续的B.离散的C.基频的整数倍D.脉冲函数6.莫尔条纹光栅传感器的输出是A.数字脉冲式B.调幅式C.调频式D.正弦波7.半导体应变片具有A 等优点;A.灵敏度高B.温度稳定性好C.可靠性高D.接口电路复杂8.一阶系统的动态表征参数是DA.线性度B.固有频率C.阻尼比D.时间常数9.常用于测量大位移的传感器有 AA.感应同步器B.应变电阻式C.霍尔式D.涡流式10.将电阻应变片贴在C 上,就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器;A.质量块B.导体C.弹性元件D.机器组件三、问答题每小题4分,共20分1.在静态测量中,根据测量系统输入量与对应输出值所绘制的定度曲线可以确定那些静态特性2.设载波的中心频率为f0试根据图a、图b所示调制信号定性画出相应调频波波形;3.回答下列函数哪些是周期函数、哪些是非周期函数：x1t=sin3ωt,x2t=e-t,x3t=e sinωt,x4t=δt, x5t=sin1 2t ⎛⎝⎫⎭⎪4.简述两类扭矩的测量原理及举例说明相应的扭矩传感器;5.简述应变片在弹性元件上的布置原则,及哪几种电桥接法具有温度补偿作用;四、计算题每小题8分,共24分1.已知测量齿轮齿数Z=18,采用变磁通感应式传感器测量工作轴转速如图所示;若测得输出电动势的交变频率为24Hz,求：被测轴的转速nr/min为多少当分辨误差为±1齿时,转速测量误差是多少2.由RC组成无源低通滤波器,已知R=500Ω,C=10μF,试求：1截止频率f 0,并画出该滤波器的幅频示意图;2设输入信号xt=12564.t -⎛⎝ ⎫⎭⎪π,判断其是否在该滤波器的通频带内; 3.试绘出xt=2cos2πf 0t+3的时域图和频域图;五、应用题每小题8分,共16分1.试用双螺管线圈差动型电感传感器做成一个测力传感器;1用简图说明该传感器的结构,并简要说明其作用原理；2用图说明两个线圈在电桥电路中的接法;2.如图所示,轴工件用前后顶尖支承纵向磨削外园表面,在加工过程中,径向力P y 和切向力P z 大小基本不变,但着力点位置沿轴向移动,现在前后顶尖上粘贴电阻应变片测量工件所受的P z ;1在图中标明应变片的位置及P z 的测量电桥;2着力点移动对测量结果有无影响为什么测试与传感器技术试题6第一部分选择题共20分一、单项选择题本大题共10小题,每小题2分,共20分在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内;错选、多选和未选均无分;1．下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是CA．压力B．力矩C．温度D．厚度2．属于传感器动态特性指标的是DA．重复性B．线性度C．灵敏度D．固有频率3．按照工作原理分类,固体图象式传感器属于AA．光电式传感器B．电容式传感器C．压电式传感器D．磁电式传感器4．测量范围大的电容式位移传感器的类型为DA．变极板面积型B．变极距型C．变介质型D．容栅型5．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CA．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6．影响压电式加速度传感器低频响应能力的是 DA．电缆的安装与固定方式B．电缆的长度C．前置放大器的输出阻抗D．前置放大器的输入阻抗7．固体半导体摄像元件CCD是一种CA．PN结光电二极管电路B．PNP型晶体管集成电路C．MOS型晶体管开关集成电路D．NPN型晶体管集成电路8．将电阻R和电容C串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的RC吸收电路,其作用是DA．抑制共模噪声B．抑制差模噪声C．克服串扰D．消除电火花干扰9．在采用限定最大偏差法进行数字滤波时,若限定偏差△Y≤,本次采样值为,上次采样值为,则本次采样值Y n应选为 AA．B．0.303 C．D．10．若模/数转换器输出二进制数的位数为10,最大输入信号为,则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为BA．B．C．D．第二部分非选择题共80分二、填空题本大题共10小题,每小题2分,共20分不写解答过程,将正确的答案写在每小题的空格内;错填或不填均无分;1．对传感器进行动态的主要目的是检测传感器的动态性能指标; 2．传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下,允许超过的能力;3．传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式,向方向发展;4．已知某传感器的灵敏度为K0,且灵敏度变化量为△K0,则该传感器的灵敏度误差计算公式为r s= ;5．为了测得比栅距W更小的位移量,光栅传感器要采用技术;6．在用带孔圆盘所做的光电扭矩测量仪中,利用孔的透光面积表示扭矩大小,透光面积减小,则表明扭矩;7．电容式压力传感器是变型的;8．一个半导体应变片的灵敏系数为180,半导体材料的弹性模量为×105Mpa,其中压阻系数πL 为Pa-1;9．图像处理过程中直接检测图像灰度变化点的处理方法称为;10．热敏电阻常数B大于零的是温度系数的热敏电阻;三、问答题本大题共5小题,每小题4分,共20分1．简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特点;2．回答与直线式感应同步器有关的下列问题：（1）它由哪两个绕组组成（2）鉴相式测量电路的作用是什么3．简述压磁式扭矩仪的工作原理;4．说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点;5．简述激光视觉传感器将条形码的信息传输的信号处理装置的工作过程;四、计算题本大题共3小题,每小题8分,共24分1．已知变磁通式转速传感器输出电动势的频率f=72Hz,测量齿盘的齿数Z=36,求：（1）被测轴的转速是每分钟多少转（2）在上述情况下,如果计数装置的读数误差为±1个数字,其最大转速误差是多少（3）2．一热敏电阻在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;3．求正弦信号xt=x0sinωt的自相关函数;五、应用题本大题共2小题,每小题8分,共16分1．图示为电阻网络D/A转换电路;（1）写出电流i与电压V REF的关系式;（2）若V REF=10V输入信号D3D2D1D0=1000,试计算输出电压V0=2．已知某信号的傅里叶级数展开式为xt =n =∞∑1 4A n πsin n π2cos n ω0t 试求该信号的直流分量、第一至第五次谐波分量的幅值,并绘出其幅值谱图;测试与传感器技术试题7一、填空题每空1分,共10分1.信号可分为_________两大类;2.在平稳随机过程中,若任一单个样本函数的时间平均统计特性等于该过程的集合平均统计特性,则该过程叫_________;3.对于线性系统,若输入为xt=x 0e j ωt ,则其稳态输出yt=y e j t 00()ωϕ+,这个性质称为_________; 4.已知滤波器的带宽为B,它对阶跃响应的建立时间为Te,则B 和Te 的关系为_______;5.若测试系统由两个环节并联而成,且各个环节的传递函数分别为H 1S 和H 2S,则该系统的传递函数为_________;6.若采样频率过低,不满足采样定理,则被采样的离散信号的频谱会发生_______现象;7.频率不同的两个正弦信号,其互相关函数R xy τ=_________;8.若信号满足yt=kxt 关系,式中k 为常数,则互相关系数ρxy τ=________;9.两个时域函数乘积的傅里叶变换等于这两个函数_________;10.图1-10所示电桥的输出为_________;图1-10二、单项选择题在每小题的四个备选答案中,选出一个正确答案,并将正确答案的序号填在题干的括号内;每小题2分,共20分1.无论二阶系统的阻尼比ξ如何变化,当它所受的激振力频率与系统固有频率相等时,该系统的位移响应与激振力之间的相位差必为BA. 0°B. 90°C. 180°D.不定值2.差动式电感传感器和差动式电容传感器具有 C 的特点;A.灵敏度提高了一倍,非线性度降低了一倍B.灵敏度和非线性度都降低了C.灵敏度提高了一倍,非线性度降低了若干D.灵敏度提高了若干,非线性度降低了一倍3.欲进行旋转齿轮的转速测量,宜选用B 传感器;A.压电式B.磁电式C.电阻式D.热电式4.为使压电式传感器的灵敏度不受电缆长短的影响,应选用 C 放大器;A.电压B.比例C.电荷D.差动5.常用于对调幅波解调的装置是 D。
传感器与检测技术 (胡向东 刘京诚 著) 机械工业出版社 课后答案
第1章传感器特性习题答案：5.答：静特性是当输入量为常数或变化极慢时，传感器的输入输出特性，其主要指标有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性。
传感器的静特性由静特性曲线反映出来，静特性曲线由实际测绘中获得。
人们根据传感器的静特性来选择合适的传感器。
9．解：10.解：11．解：带入数据拟合直线灵敏度0.68,线性度±7%。
，，，，，，13．解：此题与炉温实验的测试曲线类似:14．解：15．解：所求幅值误差为1.109,相位滞后33042,所求幅值误差为1.109,相位滞后33042,16．答：dy/dx=1-0.00014x。
微分值在x<7143Pa时为正，x>7143Pa时为负，故不能使用。
17．答：⑴20。
C时，0～100ppm对应得电阻变化为250～350kΩ。
V0在48.78～67.63mV之间变化。
⑵如果R2=10MΩ，R3=250kΩ，20。
C时，V0在0～18.85mV之间变化。
30。
C时V0在46.46mV（0ppm）～64.43mV（100ppm）之间变化。
⑶20。
C时，V0为0～18.85mV，30。
C时V0为0～17.79mV，如果零点不随温度变化，灵敏度约降低4.9%。
但相对（2）得情况来说有很大的改善。
18．答：感应电压=2πfCRSVN,以f=50/60Hz,RS=1kΩ,VN=100代入，并保证单位一致，得：感应电压=2π*60*500*10-12*1000*100[V]=1.8*10-2V 第3章应变式传感器概述习题答案9.答：(1).全桥电路如下图所示(2).圆桶截面积应变片1、2、3、4感受纵向应变；应变片5、6、7、8感受纵向应变；满量程时：（3）10．答：敏感元件与弹性元件温度误差不同产生虚假误差，可采用自补偿和线路补偿。
11．解：12．解：13．解：①是ΔR/R=2（Δl/l）。
因为电阻变化率是ΔR/R=0.001，所以Δl/l（应变）=0.0005=5*10-4。
传感器和检测技术课程标准
传感器和检测技术课程标准传感器及检测技术》是电气自动化专业的一门核心课程，旨在让学生初步掌握检测技术的基本知识和应用，培养学生使用各类传感器的能力，以解决工程测控系统中的具体问题。
通过行为导向的项目式教学，加强学生实践技能的培养，培养学生的综合职业能力和职业素养，独立研究及获取新知识、新技能、新方法的能力，与人交往、沟通及合作等方面的态度和能力。
课程目标设计方面，学生需要理解不同传感器的工作原理，常用的测量电路；能够对常用传感器的性能参数与主要技术指标进行校量与标定。
掌握传感器的工程应用方法，并能正确处理检测数据。
了解传感器技术发展前沿状况，培养学生科学素养，提高学生分析解决问题的能力。
知识目标方面，课程将介绍多种传感器的工作原理和特性，包括电阻传感器、电感传感器、电容传感器、光电（光纤、光栅）传感器、磁电式传感器、霍尔传感器、压电式传感器、半导体物性传感器、温度检测系统、压力检测系统、液位测检系统、流量检测系统以及传感器在汽车上的应用。
能力目标方面，学生需要掌握测量误差与数据处理技能，以及传感器的标定和校准方法。
此外，还需要了解应变电阻传感器的测量电路与电子秤的标定。
总之，本课程旨在让学生全面掌握传感器及检测技术的相关知识和技能，为其未来的职业发展打下坚实的基础。
4.设计和调试螺线管电感位移测量传感器以及电感测微仪放大电路。
5.使用圆柱形电容位移测量传感器和数字式容栅千分尺进行测量。
6.应用光电效应、光电器件和光电计数传感器。
7.制作半导体光吸收型光纤温度传感器。
8.了解莫尔条纹和光栅的光学系统、辨向和细分技术，以及数字式光栅传感器在工程中的应用。
9.使用霍尔效应和霍尔元件，以及霍尔式转速传感器和XXX开关。
10.了解压电效应和压电传感器的结构、工作原理和测量电路，以及压电加速度传感器的使用。
11.使用气体传感器进行有害气体测量。
12.使用湿度传感器进行湿度测量。
13.使用温度传感器并将其集成到工程检测系统中。
国家开放大学-传感器与测试技术——实验 1：温度测量
传感器与测试技术-实验1 温度测量一、实验目的掌握温度测量的硬件电路实现方法，以及测量所得信号的微机处理和显示方法。
二、实验内容利用电阻式温度传感器构成的测温电路及LabJack硬件接口测量温度信号并传入微机中；利用LabView软件，设计虚拟仪器面板，将测得的信号通过显示器显示出来。
三、实验原理1、测温电路图如下图所示：图 1 测温电路其中温度传感器可视为电流随温度变化的电流源，电路输出电压与温度成正比。
2、测量电路输出的模拟电压通过labjack接口转化为数字信号输入微机中，这一AD转换功能由labjack硬件平台提供，labview软件内的labjack软件功能模块实现硬件接口的驱动和通信及信号处理等基本功能的实现。
3.如图所示，当温度变化时，温度传感器产生一线性电流，在电阻RC1上形成响应的电压，该电压经过U2进行一级和二级放大，输出一个正向、与温度变化大小成正比的线性电压。
四、实验步骤1．接线：将输出端AI1和GND 用电线连接至labjack 的AI1和GND 端； 2．调节硬件测温电路中的RC8电位器阻值(顺时针放大)，从而调节输入信号幅度和电路的放大倍数，确定电路的电压输出幅度与温度变化之间的比例关系；3．最终结果是：当温度升高时，响应的电压显示曲线也响应增大；反之亦然，当温度降低时，响应的电压显示曲线也响应减小；4．利用labview 软件的设计平台及labjack 提供的功能模块，设计温度监测及显示用虚拟仪器。
五、实验结果设温度-电压曲线为*T K V b =+，把温度传感器分别置入热水、温水和冷水中，其测量得到的温度值和电压值如下表所示：C /v 根据测量得到的三组温度值，将其根据线性方程求解出对应的斜率和截距值：15739 6.6256.1575 3.4405k -==-，2392111.023.4405 1.8072k -==-根据中间温度值()39,3.4405c v 求得b 值：1216.20, 1.086b b ==根据平均值公式计算出：128.822k k k +== ，128.6432b b b +== 将得到的具体温度-电压公式8.82*8.643T V =+输入相应的通道（此处选择1通道）并保存退出。
传感器与检测技术简明教程习题及参考答案
《传感器与检测技术(第4版)》机械工业出版社)习题参考答案(完全版)第1章概述学习拓展：以智能手机为例，其所包含的传感器有：加速度传感器、重力传感器、光线传感器、距离传感器、磁（场）传感器、陀螺仪、GPS位置传感器、指纹传感器、霍尔传感器、气压传感器、心率传感器、血氧传感器、温度传感器、摄像头等。
1.1 什么是传感器？答：传感器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或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。
1.2 传感器的共性是什么？答：传感器的共性就是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）输入转换成电量（电压、电流、电容、电阻等）输出。
1.3 传感器一般由哪几部分组成？答：传感器的基本组成分为敏感元件和转换元件。
此外，一般还包括信号调理电路、辅助电源等。
1.4 传感器是如何进行分类的？答：①按输入量分，包括位移传感器、速度传感器、温度传感器、压力传感器等；②按输出量分，有模拟式传感器和数字式传感器；③按工作原理分，有应变式、电容式、电感式、压电式、热电式传感器等；④按基本效应分，可分为物理型、化学型和生物型三种传感器；⑤按构成分，分为物性型和结构型；⑥按能量变换关系分，可分为能量变换型和能量控制型传感器。
⑦按技术特征分，分为普通传感器和新型传感器；○8按传感器的尺寸大小可分为宏传感器和微传感器；○9按传感器的存在形式可分为硬传感器和软传感器。
1.5 传感器技术的发展趋势有哪些？答：总体上说，传感器技术的发展趋势可以概括为九个方面：一是提高与改善传感器的技术性能；二是开展基础理论研究，寻找新原理、开发新材料、采用新工艺或探索新功能等；最新的发展还包括传感器的无线化、微型化、集成化、网络化、智能化、安全化和虚拟化。
这些发展不是独立的，往往相辅相成、彼此关联、相互融合，从而推动传感器由分离器件向数字化、网络化、系统集成与功能复合和应用创新方向发展。
《传感器与检测技术》试题5
《传感器与检测技术》试题5一、填空题（10题）1、电容式传感器中，变间隙式一般用来测量微小的位移。
2、传感器静态特性主要技术指标有：灵敏度、精确度、测量范围与量程和线性度。
3、正态分布随机误差具有如下性质单峰性、对称性、有界性和抵偿性。
4、电容式传感器的三种工作方式是变间隙式、变面积式、和变介电常数式。
5、压电式传感器的工作原理是基于某些电介质材料的压电效应。
它是典型的有源传感器。
6、自感式电感传感器是将被测量的变化转换为自感量L 的变化。
差动变压器是将被测量的变化转换为互感量M 的变化。
差动变压器主要优点是输出幅度大、线性好。
7、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出变化量与输入变化量的比值。
对线性传感器来说，其灵敏度是常数。
8、用热电阻测温时，它在桥路中有不同的接法。
工业测量中通常采用三线制接法。
9、对于高频反射式电涡流传感器来说，为了使其具有较高的灵敏度，不产生电涡流的透射损耗，要求被测特必须达到一定的厚度。
10. 气敏电阻的材料不是通常的硅或锗材料，而是金属氧化物材料。
二、单选择（20题）1、下列（ D ）不能用做加速度检测传感器。
A、电容式B、压电式C、电感式D、热电偶2、将超声波（机械振动波）转换成电信号要用（ C ）元件。
A、应变电阻B、电涡流传感器C、压电陶瓷D、电磁线圈3、在以下几种传感器当中（ C ）属于自发电型传感器。
A、电容式B、电阻式C、压电式D、电感式4、下列关于传感器技术发展的说法，不正确的是（A）A、单一化B、集成化C、微型化D、网络化5、科里奥里质量流量计的工作原理是（ A ）A、离心力与质量的关系B、流速与质量的关系C、离心力与流速的关系D、向心力与流速的关系6、国内统一设计的最常用的铂电阻器为（ C ）A、Pt100B、Pt1000C、Pt100和Pt1000D、Pt50和Pt1007、国内统一设计的最常用的铜电阻器为（ A ）A、Cu50和Cu100B、Cu100和Cu1000C、Cu500和Cu1000D、以上都不对8、标准转换电路的工业标准信号是（ A ）A、4-20mA DC或1-5V DCB、4-20mA AC或1-5V ACC、1-5mA DC或1-5V DCD、1-5mA AC或1-5V AC9、转子流量计使用时，流体流入方向为( C )。
《检测与传感技术》思考题答案
3-4有一个以空气为介质的变面积型平板电容传感器，如图3-5所示，其中a=8mm，b=12mm，两极板间距离为1mm。一块板在原始位置上平移了5mm后，求该传感器的位移灵敏度K（已知空气相对介电常数=1F/m，真空时的介电常数0= 8.854×10-12F/m）。
4.4根据螺管型差动变压器的基本特性，说明其灵敏度和线性度的主要特点。
答：差动变压器的结构如图所示，主要由一个初级线圈、两个次级线圈和插入线圈中央的圆柱形铁芯等组成。
差动变压器传感器中的两个次级线圈反相串联，并且在忽略铁损、导磁体磁阻和线圈分布电容的理想条件下，当衔铁位于中心位置时，两个次级线圈感应电压大小相等、方向相反，差动输出电压为零，但实际情况是差动变压器输出电压往往并不等于零。差动变压器在零位移时的输出电压称为零点残余电压，它的存在使传感器的输出特性不经过零点，造成实际特性与理论特性不完全一致，使传感器的灵敏度降低，分辨率变差和测量误差增大。
第一章思考题和习题参考答案
1—1什么叫传感器？它由哪几部分组成？它们的相互作用及相互关系如何？
答：传感器是把被测量转换成电化学量的装置，传感器由敏感元件和转换元件组成，其中，敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。由于传感器输出信号一般都很微弱，需要信号调理与转换电路进行放大、运算调制等，此外信号调理转换电路以及传感器的工作必须有辅助电源，因此信号调理转换电路以及所需的电源都应作为传感器组成的一部分。
2-7在题2-6条件下，如果试件材质为合金钢，线膨胀系数g= 1110−6/℃，电阻应变片敏感栅材质为康铜，其电阻温度系数= 1510−6/℃，线膨涨系数s= 14.910−6/℃。当传感器的环境温度从10℃变化到50℃时，所引起的附加电阻相对变化量(R/R)t为多少?折合成附加应变t为多少?
ad芯片中的burnout current原理
AD芯片中的Burnout Current原理1. 引言在AD（模拟/数字）芯片中，Burnout Current（烧断电流）是一个重要的概念。
它起源于传感器技术，用于检测传感器中的断线或短路故障。
本文将详细解释Burnout Current的基本原理。
2. 传感器简介在讨论Burnout Current之前，首先需要了解传感器的基本原理。
传感器是一种能够将物理量转换为电信号的装置。
它通常由感测元件和信号处理电路组成。
感测元件根据所测量的物理量的变化产生电信号，信号处理电路将这些电信号转换为可供AD芯片读取的数字信号。
3. 传感器故障检测在实际应用中，传感器可能会遭受断线或短路等故障。
这些故障可能导致传感器输出不准确或无法正常工作。
因此，为了确保传感器的可靠性和准确性，需要进行故障检测。
4. Burnout Current原理Burnout Current是一种传感器故障检测技术，用于检测传感器中的断线故障。
它基于以下原理：4.1 传感器输出特性传感器的输出特性可分为线性和非线性两种情况。
在线性情况下，传感器的输出电流与输入物理量成正比。
而在非线性情况下，传感器的输出电流与输入物理量的关系不是简单的比例关系。
4.2 Burnout电流当传感器发生断线故障时，传感器的输出电流会变为零。
为了检测这种故障，可以通过向传感器施加一个特定的电流，称为Burnout电流。
Burnout电流通常比传感器的最大输出电流稍大。
4.3 检测方法通过施加Burnout电流并测量传感器的输出电流，可以判断传感器是否正常工作。
如果传感器的输出电流为零，说明传感器发生了断线故障。
如果传感器的输出电流不为零，说明传感器正常工作。
4.4 Burnout电流源为了施加Burnout电流，需要在AD芯片中设计一个Burnout电流源。
Burnout电流源通常由一个恒流源和一个电流开关组成。
恒流源用于提供稳定的电流，而电流开关用于控制Burnout电流的施加和断开。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
无 锡 科 技 职 业 学 院
2010-2011学年第2学期
《检测与传感器技术》期末试卷30913A 参考
（09电气、09BATES 、机电0901、0902） 考试形式 开卷 考试时间 120分钟
班级 学号 姓名 成绩
一、概念解释：(每题2分，共10分)
1．传感器：传感器是能感受被测物理量，并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。
2．压电效应：电介质受到一个方向的作用力产生形变时，内部极化，在两个表面产生极性相反的电荷；反之，对该电介质极化方向施加电场，该电介质在一定方向产生形变。
3. 霍尔效应：磁场中的导体或半导体内通入电流，若电流与磁场垂直，则在与磁场和电流都垂直的方向上会出现电势差，称为霍尔效应。
4. 光敏电阻：在光照下，电阻值变小的半导体材料做成的器件。
5. 码盘：能将角度或直线坐标转换为一类数字编码的装置。
二、选用题：(20分)
试选用一个粮食储备仓库的检测传感器。
被测量：1）仓库谷物内温度（0—120°
C ）、湿度（65%--98%）。
精度1.5% 2）谷物传送带拖动电机的转速20转/min —300转/min ，精度1%。
3）谷物载重称量(0.1吨---3吨)，精度1%。
4）带有光敏(最低灵敏度Sn(μA/μW ：0.45)和热释（最低灵敏度2500伏/瓦）的自动照明控制开关。
5）带有烟气检测的火警报警。
要求：列出每种传感器的名称、类型、型号表，并给出选用的理由。
三、分析计算题：(每题10分，共30分)
1．用精度等级为1级（1%）、灵敏度1cm/V 的位移传感器测得电压值为0.8V ，实际位移值在什么范围？该次测量的绝对误差和相对误差是多少？ 解：按照灵敏度1cm/V ，位移值为0.8V ×1cm/V=0.8cm,
实际位移值为0.8cm （1±0.01），即在0.808cm 到
0.792cm 。
5分 相对误差=∆=R /δ1%
3分 绝对误差 0.008cm 。
2分
2．试画出开环测量系统的组成原理图，举例说明每部分作用。
公交车内温度 集成温度传感器 在LM590 转换为数字
如LM590 内有放大 量并送显示
3．用镍铬—镍硅（K ）热电偶测温度，已知冷端温度为30℃，此时热电偶输出
电动势33.275mV ，求被测点温度为多少？
答：已知热电势33.275mV ，查表7-2，温度800℃，再查表7-4，对应800℃的镍铬—镍硅（K ）热电偶补偿系数k=1,所以被测温度t = 800+1*30 = 830℃。
=⋅=-=∆R L x δ0
四、简答题：(每题8分，共40分)
1．绝对误差、相对误差和精度是什么关系？如何提高测量精度？
答：绝对误差是实际真值与测量读数之间的差值。
相对误差是绝对误差占实际真值的百分比。
一般测量仪表有不同量程，将某量程内的最大绝对误差百分比作为实际使用的相对误差，有称为该仪表的精度等级。
要提高测量的精度，除了可以选精度等级高的测量装置外，在测量中要尽量克服系统误差、粗大误差和环境变化的影响。
可以尽量采用软件技术判别去除误差的影响。
2. 非线性补偿可以用哪些方法？
答：非线性补偿可以用非线性电网络或电桥进行补偿，可以用计算机软件进行插值计算线性化，可以先验算好线性化对照表格放计算机内存，进行查表补偿。
3．为何要采用差动式传感器测量？试画出一个差动式传感器结构示意。
答：差动传感器通过对误差的相互对消，可以对多种因素引起的规律不同的误差进行一次性矫正，还可以克服电源等引起的共模信号的影响。
4．举例说明电桥在测量电路中可以起什么作用。
答：1）. 通过电桥可以将电阻和电流的变化变成电压输出。
2）. 电桥可以进行补偿作用，进行差分平衡测量。
3）. 可以通过电桥进行非线性和温度的补偿。
4）．可以通过电桥对远程引线补偿。
5. 什么是智能传感器？检测新技术主要有哪些发展？
答：除了能感测出信号外，还能对信号进行分析、处理、存储、通信传输的传感器称为智能传感器。
检测新技术除了发展智能传感器外，主要还有组成传感网、物联网的技术，无线射频传感器的研制应用，软测量技术，生物传感器，虚拟仪器技术，数据融合等。