傳感器技術(shù)與應(yīng)用習(xí)題答案

1、傳感器技術(shù)與應(yīng)用習(xí)題答案【篇一：傳感器原理及應(yīng)用習(xí)題及答案】可能出現(xiàn)的最大誤差為：?=40?2%=0,8(mv)當(dāng)使用在1/2和1/8滿量程時，其測量相對誤 差分別為：0.8?1?100%?4%40? 0.8?2?100%?16%40?結(jié)論：測量值越接近傳感器(儀表)的滿量程，測量誤差越小。1.7有兩個傳感器測量系統(tǒng)，其動態(tài)特性可以分別用下面兩個微分方程描述，試求這兩個系統(tǒng)的時間常數(shù)？和靜態(tài)靈敏度ko1)式中，y輸出電壓，v； t輸入溫度，。30dy?3y?1.5?10?5tdt2)式中，y輸出電壓，？v ； x輸入壓力，pa。k=9.6/4.2=2.29(?v/pa)。1.8已知一熱電偶的時

2、間常數(shù) ？=10s ,如果用它來測量一臺爐子的溫 度，爐內(nèi)溫度在540 c至500 c之間接近正弦曲線波動，周期為 80s, 靜態(tài)靈敏度k=1 o試求該熱電偶輸出的最大值和最小值。以及輸入與 輸出之間的相位差和滯后時間。解：依題意，爐內(nèi)溫度變化規(guī)律可表示為x(t) =520+20sin(?t) C由周期t=80s ,則溫度變化頻率f=1/t ,其相應(yīng)的圓頻率？=2?f=2?/80=?/40 ;溫度傳感器(熱電偶)對爐內(nèi)溫度的響應(yīng)y為y(t)=520+bsin(?t+?) C熱電偶為一階傳感器，其動態(tài)響應(yīng)的幅頻特性為 a?b?201?21?1?10?40?21.4dy?4.2y?9.6xdt?0

3、.786因此，熱電偶輸出信號波動幅值為b=20?a(?)=20?0.786=15.7 C由此可得輸出溫度的最大值和最小值分別為y(t)|max=520+b=520+15.7=535.7 C y(t)|min=520 - b=520-15.7=504.3 C輸出信號的相位差？為80?42.38?8.4?s?360?t =1.9 一壓電式加速度傳感器的動態(tài)特性可以用如下的微分方程來描述， 即式中，y輸出電荷量，pc； x輸入加速度，m/s2。試求其固有振蕩頻率?n和阻尼比？。解：由題給微分方程可得d2y3dy1010?3.0?10?2.25?10y?11.0?10x2dtdt?n?2.25?10/

4、1?1.5?10?rad/s?105 ?3.0?1032?2.25?10?110?0.011-10用一個一階傳感器系統(tǒng)測量100hz的正弦信號時，如幅值誤差限制在5%以內(nèi)，則其時間常數(shù)應(yīng)取多少 ？若用該系統(tǒng)測試50hz 的正弦信號，問此時的幅值誤差和相位差為多解：根據(jù)題意?1?22?1?5%(取等號計算) ?11 ?1.0526 1?5%0.95 所以 當(dāng)用該系統(tǒng)測試50hz的正弦信號時，其幅值誤差為 ?0.3287/?10.3287?0.523?10?3?s?2?100 ?2 ?1? 1 ?2?50?0.523?10 ?32?1?1.32%相位差為1-11 一只二階力傳感器系統(tǒng)，已知其固有頻

5、率 f0=800hz ,阻尼 比？=0.14 ,現(xiàn)用它作工作頻率f=400hz的正弦變化的外力測試時， 其幅值比a(?)和相位角？(?)各為多少；若該傳感器的阻尼比 ？=0.7時, 其a(?)和？(?)又將如何變化？ 2?ff?400?0.52?f0f0800解:?na?1 1? 1?0.52 ?n? 22 22 ?4?2 ?n?2 2? 1 ?4?0.14?0.52 ?1.31 2?n? 1?n?1 2?0,14?0.5 ?rad?10,6?0.18452 1?0.5 ?0.975 2 2 a?1?0,522?4?0.7?0,51-12用一只時間常數(shù)?=0.318s的一階傳感器去測量周期分別

6、為1s、2s和3s的正弦信號，問幅值相對誤差為多少？解：由一階傳感器的動態(tài)誤差公式?arctan2?0,7?0.5?0.75rad?431?0.52 ?由于？=0.318s 1?2 ?1 ?0.318s,?1?t?1s?2?t?2s?3?t?3s?f?1hz?2?rad?1?1?2?0.3182?1?55.2%f?0.5hz?rad?2?29.3%f? 12hz?rad?3?16.8%331-13已知某二階傳感器系統(tǒng)的固有頻率 f0=10khz ,阻尼比？=0.1 , 若要求傳感器的輸出幅值誤差小于 3%,試確定該傳感器的工作頻率 范圍。解：由f0=10khz ,根據(jù)二階傳感器誤差公式，有 ?

7、11?4?n222 n ?1?3%21?4?n222 n將？=0.1代入，整理得12?1.032?1.069?n?4?1.96?n?2?0.0645?0?1.388? 舍去?1.927?0.03350.183?n?n?2?ff?0.183?n2?fofo?f?0.183fo?0.183?10?1.83?khz?21-14設(shè)有兩只力傳感器均可作為二階系統(tǒng)來處理，其固有振蕩頻率分另為800hz和1.2khz ,阻尼比均為0.4。今欲測量頻率為400hz正弦變化的外力，應(yīng)選用哪 一只？并計算將產(chǎn)生多少幅度相對誤差和相位差。解：由題意知則其動態(tài)誤差?0.4?/800?0.51?1?1?n22?4?2?

8、n?12?11?0.5?4?0.422?12?0.52 ?17.6%?2?1?tan?1相位差11?1 ?tan 22?4?0.4?2 ?12=7.76%2?/?n?1? ?/?n2 2?0.4?0.51?0.52 ?0.49?rad?27.9 ?2?tan?12?0.4?13?1?1/3? 2第2章電阻應(yīng)變式傳感器2.1說明電阻應(yīng)變測試技術(shù)具有的獨特優(yōu)點。（1）這類傳感器結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，性能穩(wěn)定、可靠； （2）易于實 現(xiàn)測試過程自動化和多點同步測量、遠距測量和遙測；（3）靈敏度高,測量速度快，適合靜態(tài)、動態(tài)測量； （4）可以測量各種物理量。2. 2簡述電阻應(yīng)變片的主要特性2. 5 一個量

9、程為10kn的應(yīng)變式測力傳感器，其彈性元件為薄壁圓 筒軸向受力，外徑 20mm ,內(nèi)徑18mm .在其表面粘貼八個應(yīng)變片， 4個沿軸向粘貼，4個沿周向粘貼，應(yīng)變片的電阻值均為120歐，靈敏度為2,泊松系數(shù)0.3,材料彈性模量e=2.1x011pa 。要求； 給出彈性元件貼片位置及全橋電路；計算傳感器在滿量程時，各應(yīng)變片電阻變化；當(dāng)橋路的供電電壓為10v時，計算傳感器的輸出電壓解：（1）.全橋電路如下圖所示（2） .圓桶截面積應(yīng)變片1、2、3、4感受縱向應(yīng)變；應(yīng)變片5、6、7、8感受縱向應(yīng)變；滿量程時：（3）?r/r解：由k=?,得?r800?m?k?2.05?6?1,64?10?3r10?m?

10、3?3u0?ui?r3?1.64?10?3?1.23?10?3?v?4r4=1.23(mv)v u=pr?40?10?2.19當(dāng)其接入等臂電橋中時，電橋的激勵電壓為?r1.21?0.01r120100柱形彈性試件的應(yīng)變?yōu)閒5?104?0,005 ; ?411ese0.5?10?2?10?3?應(yīng)變片的靈敏系數(shù)為?r/r k=?解：依題意單臂：?0.01?20.005uo?差動：ui3?3?10?6?v?,3?10?3?v?,(?2u?)(?2000u?)u322靈敏度:6?10?6?v?,6?10?3?v?,(?2u?)(?2000u?)uoku?kui/4?1,5?10?6(v/?),? 單臂

11、?kui/2?3?10?6(v/?),? 差動可見，差動工作時，傳感器及其測量的靈敏度加倍。112,求其所受拉力大小?！酒簜鞲衅骷夹g(shù)習(xí)題及答案】一、單項選擇題1、下列屬于按傳感器的工作原理進行分類的傳感器是( b)。a,應(yīng)變式傳感器b.化學(xué)型傳感器c,壓電式傳感器d.熱電式傳感器2、通常意義上的傳感器包含了敏感元件和( c)兩個組成部分。a.放大電路b.數(shù)據(jù)采集電路c,轉(zhuǎn)換元件d,濾波元件3、自動控制技術(shù)、通信技術(shù)、連同計算機技術(shù)和( c ),構(gòu)成信息技術(shù)的完整信息鏈。a.汽車制造技術(shù)b.建筑技術(shù)c,傳感技術(shù)d,監(jiān)測技術(shù)4、傳感器按其敏感的工作原理，可以分為物理型、化學(xué)型和( a ) 三大

12、類。a,生物型b,電子型c,材料型d,薄膜型5、隨著人們對各項產(chǎn)品技術(shù)含量的要求的不斷提高，傳感器也朝向智能化方面發(fā)展，其中，典型的傳感器智能化結(jié)構(gòu)模式是( b )。a,傳感器+通信技術(shù)b,傳感器+微處理器c,傳感器+多媒體技術(shù)d,傳感器+計算機6、近年來，仿生傳感器的研究越來越熱，其主要就是模仿人的(d )的傳感器。a,視覺器官b,聽覺器官c,嗅覺器官d,感覺器官7、若將計算機比喻成人的大腦，那么傳感器則可以比喻為 (b )。a.眼睛b,感覺器官c,手d,皮膚8、傳感器主要完成兩個方面的功能：檢測和( d)。a,測量b,感知c,信號調(diào)節(jié)d,轉(zhuǎn)換9、傳感技術(shù)與信息學(xué)科緊密相連，是（ c ）和自

13、動轉(zhuǎn)換技術(shù)的總 稱。a.自動調(diào)節(jié)b.自動測量c.自動檢測d.信息獲取10、以下傳感器中屬于按傳感器的工作原理命名的是（ a ）a.應(yīng)變式傳感器 b .速度傳感器c.化學(xué)型傳感器d.能量控制型傳感器二、多項選擇題1、傳感器在工作過程中，必須滿足一些基本的物理定律，其中包含（abcd ）。a.能量守恒定律b.電磁場感應(yīng)定律c.歐姆定律d.胡克定律2、傳感技術(shù)是一個集物理、化學(xué)、材料、器件、電子、生物工程等學(xué)科于一體的交叉學(xué)科，涉及（abc ）等多方面的綜合技術(shù)。a.傳感檢測原理b.傳感器件設(shè)計c.傳感器的開發(fā)和應(yīng)用 d.傳感器的銷售和售后服務(wù)3、目前，傳感器以及傳感技術(shù)、自動檢測技術(shù)都得到了廣泛的

14、應(yīng)用， 以下領(lǐng)域采用了傳感技術(shù)的有：（ abcd ）。a.工業(yè)領(lǐng)域b.海洋開發(fā)領(lǐng)域c.航天技術(shù)領(lǐng)域d.醫(yī)療診斷技術(shù)領(lǐng)域4、傳感器有多種基本構(gòu)成類型，包含以下哪幾個（ abc） ?a.自源型b.帶激勵型c.外源型d.自組裝型5、下列屬于傳感器的分類方法的是：（ abcd ）a.按輸入量分b.按工作原理分c.按輸出量分d.按能量變換關(guān)系分6、下列屬于傳感器的分類方法的是：（ abcd ）a.按輸入量分b.按工作原理分c.按構(gòu)成分d.按輸出量分7、下列屬于傳感器的分類方法的是：（ abcd ）a.按基本效應(yīng)分b.按工作原理分c.按構(gòu)成分d.按輸出量分8、傳感技術(shù)的作用主要體現(xiàn)在：（abcd ）a.傳

15、感技術(shù)是產(chǎn)品檢驗和質(zhì)量控制的重要手段b.傳感技術(shù)在系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行監(jiān)測中得到廣泛應(yīng)用c.傳感技術(shù)及裝置是自動化系統(tǒng)不可缺少的組成部分d.傳感技術(shù)的完善和發(fā)展推動著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進步9、傳感技術(shù)的研究內(nèi)容主要包括：（abc）a.信息獲取b.信息轉(zhuǎn)換c.信息處理d.信息傳輸10、傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下哪幾個方面：（abcd ）a.提高與改善傳感器的技術(shù)性能b.開展基礎(chǔ)理論研究c.傳感器的集成化d.傳感器的智能化三、填空題1的總稱。2、傳感技術(shù)是以研究自動檢測系統(tǒng)中的的理論和技術(shù)為主要內(nèi)容的 一門技術(shù)性學(xué)科。3、傳感器要完成的兩個方面的功能是和。4、傳感器按構(gòu)成原理，可分為5、傳感器一般由

16、6、傳感器能感受并按照7、按輸入量分類，傳感器包括位移傳感器、等。8、傳感器的輸出量有和兩種。9、根據(jù)傳感技術(shù)涵蓋的基本效應(yīng)，傳感器可分為、化學(xué)型和。10、傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置傳感器，通常由直接響應(yīng)于被測量的敏感元件、產(chǎn)生可用信號輸出的轉(zhuǎn)換元件 以及相應(yīng)的信號調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路組成。11、傳感器是能并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用的器件或裝置。是實現(xiàn) 感功能的基本器件。12、傳感器技術(shù)的共性，將轉(zhuǎn)換成電量輸出。13、由傳感器的定義可知，傳感器要完成兩個方面的功能：和。因此傳感器通常由 敏感元件 和轉(zhuǎn)換元件 組成。14、是人們?yōu)榱藢Ρ粶y對象所包含的信息進行定性了解和定

17、量掌握 所采取的一系列技術(shù)措施。15、根據(jù)傳感器的構(gòu)成，可以將傳感器分為物性型 和結(jié)構(gòu)型。四、簡答題1、什么是傳感器？ 傳感器的共性是什么？2、解釋什么是傳感器？傳感器的基本組成包括哪兩大部分？這兩大部分各自起什么作用？3、請簡述傳感器技術(shù)的分類方法。4、請談?wù)勀銓鞲屑夹g(shù)的發(fā)展趨勢的一些看法。5、試述傳感器的定義、共性及組成。傳感器的特性習(xí)題一、單項選擇題1、衡量傳感器靜態(tài)特性的指標(biāo)不包括（c ）。a.線性度b.靈敏度c.頻域響應(yīng)d.重復(fù)性2、下列指標(biāo)屬于衡量傳感器動態(tài)特性的評價指標(biāo)的是（ a ）。a.時域響應(yīng)b.線性度c,零點漂移d.靈敏度3、一階傳感器輸出達到穩(wěn)態(tài)值的50%所需的時間是（

18、a）。a.延遲時間b,上升時間c.峰值時間d,響應(yīng)時間4、一階傳感器輸出達到穩(wěn)態(tài)值的90%所需的時間是（b ）。a,延遲時間b,上升時間c.峰值時間d,響應(yīng)時間5、傳感器的下列指標(biāo)全部屬于靜態(tài)特性的是（c ）a.線性度、靈敏度、阻尼系數(shù)b.幅頻特性、相頻特性、穩(wěn)態(tài)誤差c.遲滯、重復(fù)性、漂移d .精度、時間常數(shù)、重復(fù)性6、傳感器的下列指標(biāo)全部屬于動態(tài)特性的是（ b ）a.遲滯、靈敏度、阻尼系數(shù)b .幅頻特性、相頻特性c.重復(fù)性、漂移d .精度、時間常數(shù)、重復(fù)性7、不屬于傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)的是（b ）a.重復(fù)性b.固有頻率c.靈敏度d.漂移8、傳感器的靜態(tài)特性，是指當(dāng)傳感器輸入、輸出不隨（a ）變

19、化時，其輸出-輸入的特性。aa.時間b,被測量c.環(huán)境d,地理位置9、非線性度是測量裝置的輸出和輸入是否保持（c）關(guān)系的一種度量a.相等b,相似c.理想比例d,近似比例10、回程誤差表明的是在（c ）期間輸出-輸入特性曲線不重合的程度。a.多次測量b.同次測量c.正反行程d,不同測量二、多項選擇題1 .階躍輸入時表征傳感器動態(tài)特性的指標(biāo)有哪些？ （ abc ）a,上升時間b,響應(yīng)時間c,超調(diào)量d.重復(fù)性2 .動態(tài)響應(yīng)可以采取多種方法來描述，以下屬于用來描述動態(tài)響應(yīng)的方法是：（bcd ）a.精度測試法b.頻率響應(yīng)函數(shù)c.傳遞函數(shù)d.脈沖響應(yīng)函數(shù)3 .傳感器靜態(tài)特性包括許多因素，以下屬于靜態(tài)特性因

20、素的有（abcd ）。a.遲滯b.重復(fù)性c.線性度d.靈敏度4 .傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)表征的重要指標(biāo)有：（abcd ）a.靈敏度b.非線性度c.回程誤差d.重復(fù)性5. 一般而言，傳感器的線性度并不是很理想，這就要求使用一定的 線性化方法，以下屬于線性化方法的有 ：abd ）a.端點線性b.獨立線性c.自然樣條插值 d.最小二乘線性三、填空題1、靈敏度是傳感器在穩(wěn)態(tài)下對2、系統(tǒng)靈敏度越，就越容易受到外界干擾的影響，系統(tǒng)的穩(wěn)定性就 越3、是指傳感器在輸入量不變的情況下，輸出量隨時間變化的現(xiàn)象。4、傳感器的靈敏度是指。6、衡量傳感器的靜態(tài)特性的指標(biāo)包含、和 漂移。7、一個高精度的傳感器必須有良好的轉(zhuǎn)換

21、。9、階躍響應(yīng)特性是指在輸入為時，傳感器的輸出隨的變化特性。常 用響應(yīng)曲線的上升時間、響應(yīng)時間、超調(diào)量作為評定指標(biāo)。11、某位移傳感器，當(dāng)輸入量變化 5mm時，輸出電壓變化300mv , 其靈敏度為四、簡答題1、什么是傳感器的靜態(tài)特性？它有哪些性能指標(biāo)？如何用公式表征這些性能指標(biāo)？2、什么是傳感器的動態(tài)特性？其分析方法有哪幾種？3、什么是傳感器的靜特性？主要指標(biāo)有哪些？有何實際意義？4、什么是傳感器的基本特性 ？傳感器的基本特性主要包括哪兩大類？ 解釋其定義并分別列出描述這兩大特性的主要指標(biāo)。（要求每種特性至少列出2種常用指標(biāo)）五、計算題1、試求下列一組數(shù)據(jù)的端點線性度：2、試計算某壓力傳感器

22、的遲滯誤差和重復(fù)性誤差（一組測試數(shù)據(jù)如 下表7K）。電阻式傳感器習(xí)題 一、單項選擇題1、為減小或消除非線性誤差的方法可采用（ b ）。a.提高供電電壓b.提高橋臂比c.提高橋臂電阻值d.提高電壓靈敏度2、全橋差動電路的電壓靈敏度是單臂工作時的（c）。a.不變b. 2倍c. 4倍d. 6倍3、通常用應(yīng)變式傳感器測量（c） oa.溫度b.密度c.加速度d .電阻4、影響金屬導(dǎo)電材料應(yīng)變靈敏系數(shù)k的主要因素是（a ）。a.導(dǎo)電材料電阻率的變化b.導(dǎo)電材料幾何尺寸的變化c.導(dǎo)電材料物理性質(zhì)的變化d.導(dǎo)電材料化學(xué)性質(zhì)的變化5、產(chǎn)生應(yīng)變片溫度誤差的主要原因有（ a ）。a.電阻絲有溫度系數(shù) b.試件與電阻

23、絲的線膨脹系數(shù)相同c.電阻絲承受應(yīng)力方向不同d.電阻絲與試件材料不同6、電阻應(yīng)變片的線路溫度補償方法有（ b ）。a.差動電橋補償法b.補償塊粘貼補償應(yīng)變片電橋補償法c.補償線圈補償法d.恒流源溫度補償電路法7、利用相鄰雙臂橋檢測的應(yīng)變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性 誤差?。╟）。a.兩個橋臂都應(yīng)當(dāng)用大電阻值工作應(yīng)變片b.兩個橋臂都應(yīng)當(dāng)用兩個工作應(yīng)變片串聯(lián)c.兩個橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相反的工作應(yīng)變片8、關(guān)于電阻應(yīng)變片，下列說法中正確的是（ d ）a.應(yīng)變片的軸向應(yīng)變小于徑向應(yīng)變b.金屬電阻應(yīng)變片以壓阻效應(yīng)為主c.半導(dǎo)體應(yīng)變片以應(yīng)變效應(yīng)為主d .金屬應(yīng)變片的靈敏度主要取決于受力后材料幾何尺

24、寸的變化9、金屬絲的電阻隨著它所受的機械變形（拉伸或壓縮）的大小而發(fā)生相應(yīng)的變化的現(xiàn)象稱為金屬的（ b ）。a.電阻形變效應(yīng)b.電阻應(yīng)變效應(yīng)c.壓電效應(yīng)d.壓阻效應(yīng)10、（ d ）是采用真空蒸發(fā)或真空沉積等方法，將電阻材料在基底 上制成一層各種形式敏感柵而形成應(yīng)變片。這種應(yīng)變片靈敏系數(shù)高， 易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，是一種很有前途的新型應(yīng)變片。a.箔式應(yīng)變片b.半導(dǎo)體應(yīng)變片c.沉積膜應(yīng)變片d.薄膜應(yīng)變片11、由（a）和應(yīng)變片.以及一些附件（補償元件、保護罩等）組成的裝 置稱為應(yīng)變式傳感器。a.彈性元件b.調(diào)理電路c.信號采集電路d.敏感元件12、直流電橋平衡的條件是（a ）。b相對兩臂電阻的比值相等c

25、相臨兩臂電阻的比值不相等d所有電阻都相等13、直流電橋的平衡條件為（b ）a.相鄰橋臂阻值乘積相等 b.相對橋臂阻值乘積相等c.相對橋臂阻值比值相等 d.相鄰橋臂阻值之和相等二、填空題1、單位應(yīng)變引起的 電阻值變化量 稱為電阻絲的靈敏度系數(shù)。2、產(chǎn)生電阻應(yīng)變片溫度誤差的主要因素有的影響和膨脹系數(shù)的影響。3、直流電橋平衡條件是4、直流電橋的電壓靈敏度與電橋的供電電壓的關(guān)系是5、電阻應(yīng)變片的溫度補償中，若采用電橋補償法測量應(yīng)變時，工作應(yīng)變片粘貼在被測試件表面上，補償應(yīng)變片粘貼在與被測試件完全相同的 補償塊 上，且補償應(yīng)變片不承受應(yīng)變 。6、半導(dǎo)體應(yīng)變片工作原理是基于7、電阻應(yīng)變片的配用測量電路采用

26、差動電橋時，不僅可以消除同時還能起到【篇三：13傳感器技術(shù)與應(yīng)用答案】xt習(xí)題11.1 檢測系統(tǒng)由哪幾部分組成？說明各部分的作用。答：檢測系統(tǒng)是由被測對象、傳感器、數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)、數(shù)據(jù)處理環(huán) 節(jié)和數(shù)據(jù)顯示環(huán)節(jié)構(gòu)成。傳感器是把被測量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的裝置，顯然，傳感器是檢測系統(tǒng) 與被測對象直接發(fā)生聯(lián)系的部件，是檢測系統(tǒng)最重要的環(huán)節(jié)，檢測 系統(tǒng)獲取信息的質(zhì)量往往是由傳感器的性能確定的。數(shù)據(jù)傳輸、處理環(huán)節(jié)，又稱之為測量電路，它的作用是將傳感器的 輸出信號轉(zhuǎn)換成易于測量的電壓或電流信號。數(shù)據(jù)顯示記錄環(huán)節(jié)是檢測人員和檢測系統(tǒng)聯(lián)系的主要環(huán)節(jié)，主要作 用是使人們了解被測量的大小或變化的過程。常用的有模擬顯示、 數(shù)

27、字顯示和圖像顯示三種。1.2 傳感器的型號有幾部分組成？各部分有何意義？答：傳感器是由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測量電路組成，敏感元件： 直接感受被測量的變化，并輸出與被測量成確定關(guān)系的某一物理量 的元件，它是傳感器的核心。轉(zhuǎn)換元件：將敏感元件輸出的物理量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測量電信號的元件。測量電路：將轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號進行進一步轉(zhuǎn)換和處理的部分，如放大、濾波、線性化、 補償?shù)?，以獲得更好的品質(zhì)特性，便于后續(xù)電路實現(xiàn)顯示、記錄、 處理及控制等功能。1.3 測量穩(wěn)壓電源輸出電壓隨負載變化的情況時，應(yīng)當(dāng)采用何種測量方法？如何進行？答：直接測量。使用電壓表進行測量，對儀表讀數(shù)不需要經(jīng)過任何 運算，直接表示

28、測量所需要的結(jié)果。1.4 某線性位移測量儀，當(dāng)被測位移由 4.5mm變到5.0mm時，位 移測量儀的輸出電壓由3.5v減至2.5v ,試求該儀器的靈敏度。解：靈敏度 s=(3.5-2.5)v/(5.0-4.5)mm=2v/mm1.5 有三臺測溫儀表，量程均為0800 C,精度等級分別為 2.5級、2.0級和1.5級，現(xiàn)要測量500 c的溫度，要求相對誤差不超過2.5%,選邢臺儀表合理？答：2.5級時的最大絕對誤差值為 20 J測量500 c時的相對誤差為4%; 2.0級時的最大絕對誤差值為 16 C,測量500 c時的相對誤差為3.2%; 1.5級時的最大絕對誤差值為 12C,測量500c時的

29、相對誤差為2.4%。因此，應(yīng)該選用1.5級的測溫儀器1.6 什么是系統(tǒng)誤差和隨機誤差 ？準(zhǔn)確度和精密度的含義是什么 ？它 們各反映何種誤差？答：系統(tǒng)誤差(簡稱系差)：在一定的條件下，對同一被測量進行多次 重復(fù)測量，如果誤差按照一定的規(guī)律變化，則把這種誤差稱為系統(tǒng) 誤差。系統(tǒng)誤差決定了測量的準(zhǔn)確度。系統(tǒng)誤差是有規(guī)律性的，因 此可以通過實驗或引入修正值的方法一次修正給以消除。隨機誤差(簡稱隨差，又稱偶然誤差)：由大量偶然因素的影響而引起 的測量誤差稱為隨機誤差。對同一被測量進行多次重復(fù)測量時，隨 機誤差的絕對值和符號將不可預(yù)知地隨機變化，但總體上服從一定的統(tǒng)計規(guī)律。隨機誤差決定了測量的精密度。隨機

30、誤差不能用簡單的修正值法來修正，只能通過概率和數(shù)理統(tǒng)計 的方法去估計它出現(xiàn)的可能性。系統(tǒng)誤差越小，測量結(jié)果準(zhǔn)確度越高；隨機誤差越小，測量結(jié)果精 密度越高。如果一個測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和精密度都很高，就稱此測 量的精確度很高。精密度：要求所加工的零件的尺寸達到的準(zhǔn)確程度 ，也就是容許誤差 的大小，容許誤差大的精密度低，容許誤差小的精密度高；簡稱 精度” 正確度：是表示測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差大小的程度。統(tǒng)計學(xué)上，正確度能成功估計一數(shù)量的正確值。有時和精確度定義相同。1.7 等精度測量某電阻10次，得到的測量列如下：試求10次測量的算術(shù)平均值。解：求10次測量的算術(shù)平均值：r1?r2?rn10i?1167.

31、95?167.45?167.60?167.60?167.87?167.88?168.00?167.85?167.82?167.608?10?167.763?10習(xí)題22.1 試簡述金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體材料的電阻應(yīng)變效的區(qū)別。答：都是基于壓阻效應(yīng)，也就是受到壓力時其電阻值會發(fā)生變化， 但半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏系數(shù)比金屬應(yīng)變片要大很多，用于大信號輸 出的場合，但是機械強度低，受溫度影響大。金屬應(yīng)變片機械強度 高，靈敏度低，成本也低。解：由于不知是何種工作方式，可設(shè)為 n,故可得：k?u2?10?10?3u0?10mv nn得n要小于2,故應(yīng)采用全橋工作方式。2.3 試簡述直流測量電橋和交流測量電橋的

32、區(qū)別。答：直流電橋是得出的為靜態(tài)點數(shù)據(jù)，交流電橋得出的為動態(tài)點數(shù)據(jù)，不過交流電橋得動態(tài)點數(shù)據(jù)為靜態(tài)點數(shù)據(jù)的積分一一范圍在靜態(tài)點數(shù)據(jù)線上波動而已。2.4 .試簡述電位器式位移傳感器的工作原理。答：電位器是人們常用到的一種電子元件，它作為傳感器可以將機 械位移或其他能轉(zhuǎn)換為其有一定函數(shù)關(guān)系的電阻值的變化，從而引 起輸出電壓的變化。所以它是一個機電傳感元件。k?u4?2?10?3k?u?2?10?3v;雙臂時 u0?變?yōu)?1000 時應(yīng)為 u0?,所以應(yīng)變?yōu)?421k?u4?2?10?6?4?10?6v ,應(yīng)變?yōu)闀ru0?221000 時應(yīng)為k?u4?2?10?3u0?4?10?3v ;全橋時u0?k

33、?u ,所以應(yīng)變?yōu)?時22u0?8?10?6/v ,應(yīng)變?yōu)?000時應(yīng)為u0?8?10?3v 。從上面的計算 可知：單臂時靈敏度最低，雙臂時為其兩倍，全橋時最高，為單臂 的四倍。2.7試簡述電阻應(yīng)變片式測力傳感器的工作原理。答：電阻應(yīng)變式傳感器是基于這樣一個原理：彈性體（彈性元件， 敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應(yīng)變 片（轉(zhuǎn)換元件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將 發(fā)生變化（增大或減?。俳?jīng)相應(yīng)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn) 換為電信號（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號的過 程。2.10 試簡述電阻應(yīng)變片實現(xiàn)溫度補償?shù)姆椒?。答：電阻?yīng)變片由于溫度效應(yīng)

34、引起的誤差為溫度誤差。產(chǎn)生溫度誤 差的原因有電阻絲的電阻率隨溫度發(fā)生變化；電阻絲和試件的線膨 脹系數(shù)不同使其產(chǎn)生附加形變。溫度誤差給測量結(jié)果的精確度產(chǎn)生 很大的影響，在實際測量中要采取措施進行溫度補償：自補償法和 線路補償法。2.11 試簡述壓阻式壓力、加速度傳感器的工作原理。答：壓阻式壓力傳感器中晶體是各向異性的，非晶體是各向同性的。某些晶體介質(zhì)，當(dāng)沿著一定方向受到機械力作用發(fā)生變形時，就產(chǎn)生了極化效應(yīng)；當(dāng)機械力撤掉之后，又會重新回到不帶電的狀態(tài)，也就是受到壓力的時候，某些晶體可能產(chǎn)生出電的效應(yīng)。壓阻式加速度傳感器，它采用硅懸臂梁結(jié)構(gòu)。在硅懸臂梁的自由端 裝有敏感質(zhì)量塊，在梁的根部，擴散四個

35、性能一致的電阻，當(dāng)懸臂 梁自由端的質(zhì)量塊受到外界加速度作用時，將感受到的加速度轉(zhuǎn)變 為慣性力，使懸臂梁受到彎矩作用，產(chǎn)生應(yīng)力。這時硅梁上四個電 阻條的阻值發(fā)生變化，使電橋產(chǎn)生不平衡，從而輸出與外界的加速 度成正比的電壓值。習(xí)題33.1試簡述變氣隙電感式壓力傳感器及差動式變氣隙電感壓力傳感器 的工作原理。答：變氣隙電感式壓力傳感器的工作原理：置于一金屬膜片兩側(cè)的 兩個電感器件與膜片保持一定間隙，并與膜片組成兩壓力腔，當(dāng)介質(zhì)壓 力或壓差進入兩側(cè)的壓力腔體中，膜片將向一側(cè)偏移（壓力小的一側(cè)）, 使膜片與兩電感器件之間的間隙改變 ，一側(cè)變?。▔毫π〉囊粋?cè)，另一 側(cè)變大，從而引起了電壓的改變。差動式變氣隙電感壓力傳感器將被 側(cè)參數(shù)壓力的變化轉(zhuǎn)換為輸出相應(yīng)電流的變化。通過接口電路可與 微機配套，可對壓力參數(shù)進行遠