《传感器》7作业与答案
《传感器》作业4-7章答案
1、如何改善单组式变极距型电容传感器的非线性？答：对于变极距单组式电容器由于存在着原理上的非线性，所以在实际应用中必须要改善其非线性。
改善其非线性可以采用两种方法。
（1）使变极距电容传感器工作在一个较小的范围内（0.01μm至零点几毫米），而且最大△δ应小于极板间距δ的1/5—1/10。
（2）采用差动式，理论分析表明，差动式电容传感器的非线性得到很大改善，灵敏度也提高一倍。
2、单组式变面积型平板形线位移电容传感器，两极板相对覆盖部分的宽度为4mm，两极板的间隙为0.5mm，极板间介质为空气，试求其静态灵敏度？若两极板相对移动2mm，求其电容变化量。
已知：b=4mm，δ=0.5mm，ε0=8.85×10－12F/m 求：（1）k=?；(2)若△a=2mm时△C=?。
6、画出电容式加速度传感器的结构示意图，并说明其工作原理。
答：电容式加速度传感器的结构示意图为：其中：1、5为两个固定极板；2为壳体；3为支撑弹簧片；4质量块；A面和B面为固定在质量块上的电容器的极板。
当测量垂直方向上直线加速度时，传感器的壳体2固定在被测振动体上，振动体的振动使壳体相对质量块运动，因而与壳体固定在一起的两固定极板1、5相对质量块4运动，致使上固定极板5与质量块4的A面组成的电容器Cx1以及下固定极板与质量块4的B面组成的电容器Cx2随之改变，一个增大，一个减小，它们的差值正比于被测加速度，而实现测量加速度的目的。
1、某霍尔元件l 、b 、d 尺寸分别为1.0cm ×0.35cm ×0.1cm ，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/A ·T ，试求其输出霍尔电动势及载流子浓度。
已知：l ×b ×d=1.0cm ×0.35cm ×0.1cm ；I =1.0mA ；B=0.3T ；k H =22V/A ·T ；求：U H =?；n=？解：如图IB IB V IB k U H H 33106.63.0100.122--⨯=⨯⨯⨯==2、试说明霍尔式位移传感器的输出U H 与位移x 成正比关系。
传感器试题及答案
传感器试题及答案一、选择题1. 传感器的主要功能是什么？A. 放大信号B. 转换信号C. 过滤信号D. 存储信号答案：B2. 下列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. 功率传感器答案：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. 传感器输出信号的变化量与输入量的变化量之比D. 传感器的精度答案：C二、填空题1. 传感器按照工作原理可以分为_________、_________、_________等。
答案：物理传感器；化学传感器；生物传感器2. 传感器的_________是指在规定条件下，传感器输出信号随输入量变化而变化的能力。
答案：线性度3. 传感器的_________是指在相同输入量下，多次测量结果之间的一致性。
答案：重复性三、简答题1. 简述传感器在工业自动化中的应用。
答案：传感器在工业自动化中用于监测和控制生产过程中的各种参数，如温度、压力、流量、速度等，确保生产过程的稳定性和产品质量的一致性。
2. 传感器的精度和分辨率有什么区别？答案：精度是指传感器测量结果与真实值之间的差异，而分辨率是指传感器能够区分的最小输入量变化。
四、计算题1. 假设有一个线性传感器，其输出信号与输入量成线性关系，比例系数为2V/单位。
如果输入量为5单位，求传感器的输出信号。
答案：传感器的输出信号 = 2V/单位 * 5单位 = 10V2. 如果一个传感器的灵敏度为0.01V/度，输入温度变化为10度，求传感器的输出信号变化。
答案：传感器的输出信号变化 = 0.01V/度 * 10度 = 0.1V五、论述题1. 论述传感器在环境监测中的应用及其重要性。
答案：传感器在环境监测中用于检测空气质量、水质、土壤状况等环境参数。
它们能够实时监测环境变化，为环境保护提供数据支持，对于预防污染、保护生态环境具有重要意义。
(完整版)传感器新习题集及答案
习题集及答案第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。
传感器技术作业题及答案
传感器的灵敏度、精度和稳定性
灵敏度
传感器的灵敏度是指在输入 物理量变化时，输出信号的 变化程度。
精度
传感器的精度是指测量结果 与真实值之间的偏差。
稳定性
传感器的稳定性是指传感器 在长期使用过程中性能是否 能够保持稳定。
力学量传感器及其应用
力学量传感器
力学量传感器用于测量物体的受力情况，广泛应 用于机械工业和机器人技术等领域。
应用
力学量传感器可用于力的测量、压力传感、重量 测量和扭矩测量等应用。
温度传感器及其应用
温度传感器
温度传感器用于测量环境和物体的温度，广泛应 用于工业控制、医疗设备和气象监测等。
应用
温度传感器可用于温度控制、火灾监测、食品加 热和病人监护等应用。
湿度传感器及其应用
湿度传感器
湿度传感器用于测量环境和物体的湿度，广泛应 用于气候控制、农业和建筑工程等。
工作原理
传感器通过感知和转换物理量等信息来测量和检 测。
基本结构
传感器由感测元件、信号处理电路和输出电路组 成。
传感器的信号特位等特点，需要合适的处理方法进行提取和分析。
2 信号处理方法
常用的信号处理方法包括滤波、放大、模数转换和傅里叶变换等。
传感器技术的发展历程
传感器技术经历了多年的发展，从最早的机械传感器到今天的微纳传感器，不断推动科技的 进步。
传感器的分类与应用领域
类别 光学传感器 温度传感器 压力传感器 湿度传感器
应用领域 图像识别、光学测量 工业过程控制、气象监测 汽车工业、生物医学 气候控制、农业
传感器的工作原理和基本结构
传感器技术作业题及答案
这个演示文稿将介绍传感器技术的各个方面，包括工作原理、应用领域和信 号处理方法。通过这个演示文稿，您将对传感器技术有一个全面的了解。
传感器习题及答案
传感器习题及答案传感器是现代科技发展中的重要组成部分，它们可以感知环境中各种物理量，并将其转化为可用的电信号。
在各种领域中，传感器的应用日益广泛，因此对于传感器的理解和掌握变得尤为重要。
本文将为您提供一些与传感器相关的习题及答案，希望能帮助您更好地理解和运用传感器技术。
习题1：问题：什么是传感器？答案：传感器是一种能够感知环境中物理量的装置，它可以将物理量转换成电信号输出，并且可以用于监测、测量和控制等应用。
习题2：问题：传感器的分类有哪些？答案：传感器可以根据其感知的物理量进行分类，常见的分类有光学传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、加速度传感器等。
习题3：问题：什么是光学传感器？它的工作原理是什么？答案：光学传感器利用光的特性进行测量。
其工作原理基于光的散射、反射、吸收和透射等现象，通过对光的变化进行检测和分析，实现对物体的测量和识别。
习题4：问题：传感器在哪些领域中有应用？答案：传感器广泛应用于环境监测、工业控制、医疗设备、汽车电子、智能家居等领域，用于实时监测和控制系统的各种物理量。
习题5：问题：请列举一些常见的传感器技术。
答案：常见的传感器技术包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、光敏传感器、声音传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器等。
习题6：问题：在汽车中，传感器有哪些应用？答案：在汽车中，传感器的应用包括发动机温度传感器、氧气传感器、轮胎压力传感器、倒车雷达传感器等，用于监测车辆各个方面的状态并提供数据支持。
习题7：问题：传感器的优势是什么？答案：传感器具有高灵敏度、高稳定性、高精度以及实时性强等优势，能够提供准确的测量结果，为各种系统的运行提供重要支持。
习题8：问题：传感器在智能家居中的应用有哪些？答案：传感器在智能家居中的应用包括温度传感器用于室温控制、湿度传感器用于监测空气湿度、光敏传感器用于自动调节灯光亮度等。
习题9：问题：传感器的故障会对系统造成什么影响？答案：传感器的故障可能导致测量结果不准确或无法得出有效的信号，进而影响整个系统的正常运行和控制。
《传感器》习题答案
第一章 思考题与习题1、什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？答：输入量为常量或变化很慢情况下，输出与输入两者之间的关系称为传感器的静态特性。
它的性能指标有：线性度、迟滞、重复性、灵敏度与灵敏度误差、分辨率与阈值、稳定性、温度稳定性、抗干扰稳定性和静态误差（静态测量不确定性或精度）.2、传感器动特性取决于什么因素？答：传感器动特性取决于传感器的组成环节和输入量，对于不同的组成环节(接触环节、模拟环节、数字环节等）和不同形式的输入量(正弦、阶跃、脉冲等)其动特性和性能指标不同。
3、某传感器给定相对误差为2％FS ，满度值输出为50mV ，求可能出现的最大误差δ（以mV 计）.当传感器使用在满刻度的1/2和1/8时计算可能产生的百分误差。
并由此说明使用传感器选择适当量程的重要性。
已知：FS %2=γ， mV y FS 50=；求:δm =？解：∵ %100⨯=FS my δγ； ∴ mV y FS m 1%100=⨯•=γδ若: FS FS y y 211= 则: %4%100251%1001=⨯=⨯=FS m y δγ 若： FS FS y y 812=则: %16%10025.61%1002=⨯=⨯=FS m y δγ 由此说明，在测量时一般被测量接近量程（一般为量程的2/3以上)，测得的值误差小一些。
4、有一个传感器，其微分方程为x y dt dy 15.03/30=+，其中y 为输出电压(mV ）,x 为输入温度(0C ），试求该传感器的时间常数τ和静态灵敏度k 。
已知：x y dt dy 15.03/30=+；求：τ=？，k =？解:将x y dt dy 15.03/30=+化为标准方程式为：x y dt dy 05.0/10=+与一阶传感器的标准方程：kx y dt dy =+τ 比较有： ⎩⎨⎧==)/(05.0)(100C mV k s τ 5、已知某二阶系统传感器的自振频率f 0=20k Hz ，阻尼比ξ=0.1，若要求传感器的输出幅值误差小于3％，试确定该传感器的工作频率范围。
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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。
（完整版）传感器作业答案
（完整版）传感器作业答案第⼆章测量误差与数据处理1、测量数据中包含哪三种误差？它们各⾃的含义是什么？系统误差：对同⼀被测量进⾏多次重复测量时（等精度测量），绝对值和符号保持不变，或在条件改变时，按⼀定规律变化的误差称为系统误差。
随机误差：对同⼀被测量进⾏多次重复测量时（等精度测量），绝对值和符号不可预知的随机变化，但就误差的总体⽽⾔，具有⼀定的统计规律性的误差称为随机误差。
粗⼤误差：明显偏离测量结果的误差称为粗⼤误差，⼜称疏忽误差。
这类误差是由于测量者疏忽⼤意或环境条件的突然变化产⽣的。
对于粗⼤误差，⾸先应设法判断是否存在，然后将其剔除。
2、对某轴直径d 的尺⼨进⾏了15次测量，测得数据如下（单位mm ）：120.42, 120.43, 120.40, 120.42, 120.43, 120.39, 120.30, 120.40,120.43, 120.41, 120.43, 120.42, 120.39,120.39,120.40。
试⽤格罗布斯准则判断上述数据是否含有粗⼤误差，并写出测量结果。
解：1）求算术平均值2）求单次测量值的标准差估计值3）按格罗布斯准则判别是否存在粗⼤误差（查书P61 表3－2）经检查，存在，故剔除120.30mm 。
4）重新求解上述各值，得：；mmxx i i404.12015151==∑=-∧σmm033.01)(12＝--=∑=∧n x x ni i σmmg n g K G 080.0033.041.2)05.0,15(),(00≈?===∧∧σσα)15,...,2,1(=>i K v G i mmx 41.120=-mm016.0＝∧σmmg n g K G 038.0016.037.2)05.0,14(),(00≈?===∧∧σσα经检查所有的，故⽆粗⼤误差。
5）按照马利科夫准则，判断有⽆系统误差因n ＝14，故mm v v M i i i i 02.0002.014871=-=-=∑∑==，M 值较⼩，故可判断测量列中⽆系统误差。
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第七章 光电式传感器
班级 学号 姓名 成绩
一 填空
1利用外光电效应制成的常见器件有 和 。
（答案：光电管，光电倍增管）
2外光电效应的光电子能否产生，取决于光子的能量是否大于该物体的表面电子逸出功0A ，不同的物质具
有不同的逸出功，因此对某一特定物质将对应有一个光频率阈值，称为 。
（答案：红限频率）
3当光照在半导体材料上，材料中处于价带的电子吸收光子能量，跃过禁带到达导带。
为实现能级跃迁，入射光的能量必须 半导体材料的禁带宽度g E ∆。
（答案：大于）
4光电池是在光照下，直接能将光量转变为电动势的光电元件，它实质上就是 。
光电池的种类很多，最重要的是 光电池和 光电池。
（答案：电压源，硅，硒）
选择
对于光电管说法正确的是（）
A 阴极涂料可以是氧铯或锑铯
B 要使光电流为零，阳极上必须加正电压
C 光照一定时，随着阳极电压的增加光电流不会出现饱和
A
二 判断题
1在光电管内充入少量的惰性气体，可使其灵敏度增加，且充气光电管比真空光电管的线性度好。
（ ） 错。
线性度变差，且易老化。
2光电倍增管工作时，阴极电位最高，各倍增级的电位依次升高，阳极电位最低。
（ ）
错误。
应该是阴极电位最低，阳极电位最高。
3光敏二极管在电路中一般是处于正向工作状态。
（ ）
错误。
应该是反向。
4光敏三极管的发射极一边做得很大，以扩大光的照射面积，且基极往往不接引线。
（ ） 正确。
5光敏电阻的光照特性曲线是非线性的，因此不宜作线性测量元件，一般用作开关式的光电转换器。
（ ） 正确。
三 名称解释
1外光电效应，内光电效应。
答：当光照射到物体时，会有电子逸出物体表面，这种现象叫外光电效应。
内光电效应可分为光电导效应和光生伏特效应。
光照在半导体材料上，引起材料电导率变化的现象，就称为光电导效应。
光照使得半导体产生一定方向电动势的现象叫光生伏特效应。
四 计算分析题
1下图是光电数字转速表的工作原理图，在待测转速轴上固定一个带孔的调制盘，在调制盘一边由发光元件（白炽灯或发光二极管）产生恒定光，透过盘上小孔到达光敏二极管组成的光电转换器上，转换成相应的电脉冲信号。
若孔数600N =，光电转换器输出的脉冲信号频率为f = 4.8 kHz ，求每分钟转子的转速。
解：34.8106060480
600f n N ⨯=
⋅=⨯=（转）。