(完整word版)中北大学传感器原理与应用试题及答案
传感器原理及应用作业参考答案
《传感器原理与应用》作业参照答案作业一1.传感器有哪些组成部分？在检测过程中各起什么作用？答：传感器平时由敏感元件、传感元件及测量变换电路三部分组成。
各部分在检测过程中所起作用是：敏感元件是在传感器中直接感觉被测量，并输出与被测量成必然联系的另一物理量的元件，如电阻式传感器中的弹性敏感元件可将力变换为位移。
传感元件是能将敏感元件的输出量变换为适于传输和测量的电参量的元件，如应变片可将应变变换为电阻量。
测量变换电路可将传感元件输出的电参量变换成易于办理的电量信号。
2.传感器有哪些分类方法？各有哪些传感器？答：按工作原理分有参量传感器、发电传感器、数字传感器和特别传感器；按被测量性质分有机械量传感器、热工量传感器、成重量传感器、状态量传感器、探伤传感器等；按输出量形类分有模拟式、数字式和开关式；按传感器的结构分有直接式传感器、差分式传感器和补偿式传感器。
3.测量误差是如何分类的？答：按表示方法分有绝对误差和相对误差；按误差出现的规律分有系统误差、随机误差和粗大误差按误差本源分有工具误差和方法误差按被测量随时间变化的速度分有静态误差和动向误差按使用条件分有基本误差和附加误差按误差与被测量的关系分有定值误差和积累误差。
4.弹性敏感元件在传感器中起什么作用？答：弹性敏感元件在传感器技术中占有很重要的地位，是检测系统的基本元件，它能直接感觉被测物理量（如力、位移、速度、压力等）的变化，进而将其转变成自己的应变或位移，尔后再由各种不同样形式的传感元件将这些量变换成电量。
5.弹性敏感元件有哪几种基本形式？各有什么用途和特点？答：弹性敏感元件形式上基本分成两大类，立刻力变换成应变或位移的变换力的弹性敏感元件和将压力变换成应变或位移的变换压力的弹性敏感元件。
变换力的弹性敏感元件平时有等截面轴、环状弹性敏感元件、悬臂梁和扭转轴等。
实心等截面轴在力的作用下其位移很小，因此常用它的应变作为输出量。
它的主要优点是结构简单、加工方便、测量范围宽、可承受极大的载荷、缺点是矫捷度低。
(完整word版)《传感器原理及应用》课后答案
第1章传感器基础理论思考题与习题答案1.1什么是传感器？（传感器定义）解：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、转换元件和调节转换电路组成。
1.2传感器特性在检测系统中起到什么作用？解：传感器的特性是指传感器的输入量和输出量之间的对应关系，所以它在检测系统中的作用非常重要。
通常把传感器的特性分为两种：静态特性和动态特性。
静态特性是指输入不随时间而变化的特性，它表示传感器在被测量各个值处于稳定状态下输入输出的关系。
动态特性是指输入随时间而变化的特性，它表示传感器对随时间变化的输入量的响应特性。
1.3传感器由哪几部分组成？说明各部分的作用。
解：传感器通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路三部分组成。
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电信号的部分，调节转换电路是指将非适合电量进一步转换成适合电量的部分，如书中图1.1所示。
1.4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。
意义略（见书中）。
动态参数有最大超调量、延迟时间、上升时间、响应时间等，应根据被测非电量的测量要求进行选择。
1.5某位移传感器，在输入量变化5mm时，输出电压变化为300mV，求其灵敏度。
解：其灵敏度333001060510UkX--∆⨯===∆⨯1.6某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成，各环节的灵敏度为：S1=0.2mV/℃、S 2=2.0V/mV 、S 3=5.0mm/V ，求系统的总的灵敏度。
1.7某线性位移测量仪，当被测位移由4.5mm 变到5.0mm 时，位移测量仪的输出电压由3.5V减至2.5V ，求该仪器的灵敏度。
传感器原理及应用习题答案(完整版)
传感器原理及应用习题答案习题1 (2)习题2 (4)习题3 (8)习题4 (10)习题5 (12)习题6 (14)习题7 (17)习题8 (20)习题9 (23)习题10 (25)习题11 (26)习题12 (28)习题13 (32)习题11-1 什么叫传感器？它由哪几部分组成？并说出各部分的作用及其相互间的关系。
答：传感器是能感受规定的被测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。
通常传感器由敏感元件和转换元件组成。
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。
由于传感器的输出信号一般都很微弱, 因此需要有信号调节与转换电路对其进行放大、运算调制等。
随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用，传感器的信号调节与转换电路可能安装在传感器的壳体里或与敏感元件一起集成在同一芯片上。
此外，信号调节转换电路以及传感器工作必须有辅助的电源，因此信号调节转换电路以及所需的电源都应作为传感器组成的一部分。
1-2 简述传感器的作用和地位及其传感器技术的发展方向。
答：传感器位于信息采集系统之首，属于感知、获取及检测信息的窗口，并提供给系统赖以进行处理和决策所必须的原始信息。
没有传感技术，整个信息技术的发展就成了一句空话。
科学技术越发达，自动化程度越高，信息控制技术对传感器的依赖性就越大。
发展方向：开发新材料，采用微细加工技术，多功能集成传感器的研究，智能传感器研究，航天传感器的研究，仿生传感器的研究等。
1-3 传感器的静态特性指什么？衡量它的性能指标主要有哪些？答：传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出—输入关系。
与时间无关。
主要性能指标有：线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。
1-4 传感器的动态特性指什么？常用的分析方法有哪几种？答：传感器的动态特性是指其输出与随时间变化的输入量之间的响应特性。
常用的分析方法有时域分析和频域分析。
传感器考试试题及答案完整版
传感器考试试题及答案 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】传感器原理及其应用习题第1章传感器的一般特性一、选择、填空题1、衡量传感器静态特性的重要指标是_灵敏度______、__线性度_____、____迟滞___、___重复性_____ 等。
2、通常传感器由＿＿敏感元件＿＿、＿＿转换元件＿＿＿＿、＿转换电路＿＿＿＿三部分组成，是能把外界＿非电量＿转换成＿＿＿电量＿＿＿的器件和装置。
3、传感器的＿＿标定＿＿＿是通过实验建立传感器起输入量与输出量之间的关系，并确定不同使用条件下的误差关系。
4、测量过程中存在着测量误差，按性质可被分为粗大、系统和随机误差三类，其中随机误差可以通过对多次测量结果求平均的方法来减小它对测量结果的影响。
越5、一阶传感器的时间常数τ越__________, 其响应速度越慢;二阶传感器的固有频率ω_________, 其工作频带越宽。
6、按所依据的基准直线的不同，传感器的线性度可分为、、、。
7、非线性电位器包括和两种。
8、通常意义上的传感器包含了敏感元件和（ C ）两个组成部分。
A. 放大电路B. 数据采集电路C. 转换元件D. 滤波元件9、若将计算机比喻成人的大脑，那么传感器则可以比喻为(B )。
A．眼睛 B. 感觉器官 C. 手 D. 皮肤10、属于传感器静态特性指标的是（D ）A.固有频率B.临界频率C.阻尼比D.重复性11、衡量传感器静态特性的指标不包括（ C ）。
A. 线性度B. 灵敏度C. 频域响应D. 重复性12、下列对传感器动态特性的描述正确的是（）A 一阶传感器的时间常数τ越大, 其响应速度越快越小, 其工作频带越宽B 二阶传感器的固有频率ωC 一阶传感器的时间常数τ越小, 其响应速度越快。
越小, 其响应速度越快。
D 二阶传感器的固有频率ω二、计算分析题1、什么是传感器由几部分组成试画出传感器组成方块图。
传感器原理及应用试题库--内含答案
、填空题（每题3分）传感器静态性是指 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静态特性指标其中的线性度的定义是指 。
静态特性指标其中的灵敏度的定义是指 。
静态特性指标其中的精度等级的定义式是 传感器的精度等级是允许的最大绝对误差相对于其测量范围的百分数A ＝ΔA/Y FS ＊100％。
最小检测量和分辨力的表达式是 。
我们把 叫传感器的迟滞。
传感器是重复性的物理含意是 。
传感器是零点漂移是指 。
传感器是温度漂移是指 。
、 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。
、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。
、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。
、传感器确定拟合直线有 切线法、端基法和最小二乘法 3种方法。
、传感器确定拟合直线切线法是将 过实验曲线上的初始点的切线作为按惯例直线的方法 。
、传感器确定拟合直线端基法是将 把传感器校准数据的零点输出的平均值a 0和滿量程输出的平均值b 0连成直线为传感器特性的拟合直线 。
、传感器确定拟合直线最小二乘法是 用最小二乘法确定拟合直线的截距和斜率从而确定拟全直线方程的 。
、确定一阶传感器输入信号频率范围的方法是由一阶传感器频率传递函数 ω(jω)=K/(1+jωτ),确定输出信号失真结果在所要求精度的工作段，即由B/A=K/(1+(ωτ)2)1/2,从而确定ω，进而求出f=ω/(2π)。
、确定一阶传感器输入信号频率范围的方法是由一阶传感器频率传递函数ω(jω)=K/(1+jωτ),确定输出信号失真、测在所要求 精度 的工作段，即由B/A=K/(1+(ωτ)2)1/2,从而确定ω，进而求出f=ω/(2π)。
、确定一阶传感器输入信号频率范围的方法是由一阶传感器频率传递函数ω(jω)=K/(1+jωτ),确定输出信号失真、测在所要求精度的工作段，即由 B/A=K/(1+(ωτ)2)1/2 ,从而确定ω，进而求出f=ω/(2π)。
传感器原理与应用复习题及答案 (2)
《传感器原理与应用》试题及答案一、名词解释1．传感器2．传感器的线性度3．传感器的灵敏度4．传感器的迟滞5．绝对误差6．系统误差7．弹性滞后8．弹性后效9．应变效应10．压电效应11．霍尔效应12．热电效应13．光电效应14．莫尔条纹15．细分二、填空题1．传感器通常由、、三部分组成。
2．按工作原理可以分为、、、。
3．按输出量形类可分为、、。
4．误差按出现的规律分、、。
5．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。
6．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。
7．传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向方向发展。
8．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rs= 。
9．为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要采用技术。
10．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。
11．电容式压力传感器是变型的。
12．一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1.8×105Mpa,其中压阻系数πL为Pa-1。
13．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。
14．热敏电阻常数B大于零的是温度系数的热敏电阻。
15．若测量系统无接地点时，屏蔽导体应连接到信号源的。
16．目前应用于压电式传感器中的压电材料通常有、、。
17．根据电容式传感器的工作原理，电容式传感器有、、三种基本类型18．热敏电阻按其对温度的不同反应可分为三类、、。
19．光电效应根据产生结果的不同，通常可分为、、三种类型。
20．传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出与输入的比值。
对线性传感器来说，其灵敏度是。
21．用弹性元件和电阻应变片及一些附件可以组成应变片传感器，按用途划分用应变式传感器、应变式传感器等（任填两个）。
22．采用热电阻作为测量温度的元件是将的测量转换为的测量。
传感器原理与应用试题
------- 精选文档-----------------传感器原理与应用一、填空题（每小题3分，共30分）1. 传感器是将待测信号转换为与之有确定对应关系有用信号输出的器件或装置。
2. 一般来说，传感器由敏感元件, 转换元件和辅助部件组成。
3. 线绕电位器式传感器的阶梯特性包括匝间电压和单匝短路电压两方面。
4. 在电阻应变片的电桥测量电路中，设R I=R2，R3=R4，单桥臂为应变片时，输出电压为U o，电桥的灵敏度为S V，贝半桥差动电路的输出电压为 2 U o，电桥的灵敏度为 2 S v。
全桥差动电路的输出电压为 4 _____ U o，电桥的灵敏度为 4 ____ S v。
5. 5.将机械位移转变为电容量变化时，电容式位移传感器的基本结构可分为变极距型,变面积型和变介质型三大类。
6. 差动式电感传感器的灵敏度比单个线圈的传感器的灵敏度提高 1 倍。
7. 电涡流式传感器归为_______ 电感式 ________ 传感器。
8. 压电材料可分为压电晶体和压电陶瓷，前者为单晶体，后者为极化处理后的多晶体。
9. 压电传感器可等效为一个电压源与一只电容串联，也可等效为一个电流与一只电容并联。
10. 常用的热电偶的热电极材料分为贵重金属和普通金属两大类。
二、简答题（6题，每题5分，共30分）1. 传感器的静态特性是什么？用哪些性能指标描述？在静态输入时传感器所呈现出来的输入—输出特性。
传感器的静态特性主要由下列几种性能来描述。
1、线性度，2．灵敏度，3．重复性，4．迟滞（回差滞环）现象，5、分辨率，6、稳定性，7、漂移2. 传感器的动态特性是什么？其分析方法有哪几种？在动态输入时，传感器所呈现出来的输入—输出特性。
其分析方法有两种阶跃响应与频率响应。
金属电阻应变片测量外力的原理是什么？其灵敏系数及其物理意义是什么？外力，应力，应变，应变片应变，应变片阻值，测量电路输出电压。
输出电压反映外力。
K S 称为金属丝材料的灵敏系数，其物理意义是单位应变所引起的电阻相对变化。
(完整word版)传感器期末习题汇总
《传感器原理及应用》的试题及答案一、 填空（30分，每空1分）1. 有一温度计，它的量程范围为0∽200℃，精度等级为0.5级。
该表可能出现的最大误差为 ±1℃，当测量100℃ 时的示值相对误差为 ±1% 。
2. 在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的 1．5倍 倍左右为宜。
3. 传感器由 、 、 三部分组成。
4. 利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择 突变 型热敏电阻。
5. 霍尔元件采用恒流源激励是为了 减小温漂 。
6. 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 。
7. 被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据 变压器的基本原理制成的，其次级绕组都用 同名端反向 形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。
8. 闭磁路变隙式电感传感器工作时，衔铁与被测物体连接。
当被测物体移动时，引起磁路中气隙 尺寸 发生相对变化，从而导致圈 磁阻 的变化。
9. 当半导体材料在某一方向承受应力时，它的 电阻率 发生显著变化的现象称为半导体压阻效应。
10. 传感器静态性是指 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。
11. 静态特性指标其中的线性度的定义是指 。
12. 静态特性指标其中的精度等级的定义式是即A ＝ΔA/Y FS ＊100％。
13. 传感器确定拟合直线有 切线法、端基法和最小二乘法3种方法。
14. 传感器的差动测量方法的优点是 减小了非线性误差 、提高了测量灵敏度。
15. 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。
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。
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中北大学传感器原理与应用试题（一）
A ． 60Ω
B ．120Ω
C ．200Ω
D ．350Ω
3．通常用应变式传感器测量（ ）。
A ．温度
B ．速度
C ．加速度
D ．压力
4．当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d 增加时，将引起传感器的（ ）。
A ．灵敏度增加
B ．灵敏度减小
C ．非统性误差增加
D ．非线性误差减小
5．在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于（ ）。
A ．外光电效应
B ．内光电效应
C ．光电发射
D ．光导效应
四作图并说明以下问题（每题6分）
1）横向压电效应
2）差动变压器的工作原理
3）霍耳传感器的工作原理
4）涡流传感器的等效电路图
5）反射光纤位移传感器的工作原理
传感器原理与应用试题答案（一）
一填空（在下列括号中填入实适当的词汇，使其原理成立 5分）
1．用石英晶体制作的压电式传感器中，晶面上产生的电荷与作用在晶面上的压强成正比，而与晶片几何尺寸和面积无关。
2．把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据变压器的基本原理制成的，其次级绕组都用同名端反向形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。
3．闭磁路变隙式电感传感器工作时，衔铁与被测物体连接。
当被测物体移动时，引起磁路中气隙尺寸发生相对变化，从而导致圈磁阻的变化。
4．电阻应变片是将被测试件上的应变转换成电阻的传感元件。
5．影响金属导电材料应变灵敏系数K。
的主要因素是导电材料几何尺寸的变化。
评分标准：每填一个空，2.5分，意思相近2分。
二选择题（在选择中挑选合适的答案，使其题意完善每题4分）
1．电阻应变片的线路温度补偿方法有（ A.B.D ）。
A．差动电桥补偿法
B．补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法
C．补偿线圈补偿法
D．恒流源温度补偿电路法
2．电阻应变片的初始电阻数值有多种，其中用的最多的是（B）。
A． 60Ω B．120Ω C．200Ω D．350Ω
3．通常用应变式传感器测量（BCD）。
A．温度 B．速度 C．加速度 D．压力
4．当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时，将引起传感器的（B,D）。
A．灵敏度增加 B．灵敏度减小
C．非统性误差增加 D．非线性误差减小
5．在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于（BD）。
A．外光电效应 B．内光电效应
C．光电发射 D．光导效应
评分标准： 3\4\5题回答对一个2分，1题（A.B.D）回答对一个2分，两个3分，2题（B）不对没有得分。
三、回答下列问题（每题5分，答出原理3分，
说明2分）
1．什么1/2桥能提高灵敏度，减小非线性；利用桥路中相邻臂电阻变化相反，对邻臂电阻变化相同的特点，将两个工作应变片接入电桥的相邻臂，并使它们一个受拉，另一个受压，如图所示，称为半桥差动电桥，半桥差动电桥电路的输出电压为
评分标准：
说明出划线部分的重点意思得1.5分，回答完整2分
写出平衡条件：1分
设平衡时R1=R2=R3=R4=R，
又ΔR1=ΔR2 =ΔR则
得证结论：2分
可知半桥差动电路不仅没有非线性误差，而且电压灵敏度也比单一应变片工作时提高了一倍。
2谓压阻效应：.固体受到力的作用后，其电阻率（或电阻）就要发生变化，这种现象称为压阻效应。
评分标准：
说明2分
表达式3分
3．间导体定律．
由导体A、B组成的热电偶，当插入第三种导体时，只要该导体两端的温度相同，插入导体C后对回路总的热电势无影响。
评分标准：
说明3分
表达式2分
4.周边固支；压力均布；小挠度。
评分标准：回答三条满分，一条2分，两条4分，三条5分
5．电压放大器：适合高频量测量，更换导线灵敏度要重新标定。
电荷放大器：适合高低频量测量，灵敏度与导线长度无关，只与反馈电容有关。
评分标准：
（说明：意思相近4分。
若答电压放大器放大电压，电荷放大器放大电荷不得分。
）
四、作图并说明以下问题（每题6分作图3分，说明3分）
1
通常沿机械轴方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“横向压电效应”，
评分标准：
说明3分
作图3分注意图与说明一致
2．
当衔铁处于中间位置时，δ1=δ2 ，初级线圈中产生交变磁通Φ1和Φ2，在次级线圈中便产生交流感应电势。
由于两边气隙相等，磁阻相等，所以Φ1=Φ2，次级线圈中感应出的电势e21= e22 ，由于次级是按电势反相连接的，结果输出电压U
=0。
当衔铁偏离中间位置时，两边气隙不等（即δ1≠δ2），次级线圈中感应的sc
电势不再相等（即e21≠e22），便有电压U sc输出。
U sc的大小及相位取决于衔铁的位移大小和方向
评分标准：
说明3分
作图3分
3．
霍尔电势:
评分标准：
表达式3分，作图3分，看磁场的在磁通量B↑的表示符号与否，在，个别符号没有表示的适当减1分，磁通量B↑的表示符号不在的，不得分。
4.当线圈通入交变电流I时，在线圈的周围产生一交变磁场H1，处于该磁场中的金属体上产生感应电动势，并形成涡流。
金属体上流动的电涡流也将产生相应的磁场H2，H2与H1方向相反，对线圈磁场H1
起抵消作用，从而引起线圈等效阻抗Z或等效电感L或品质因数相应变化。
金属体上的电涡流越大，这些参数的变化亦越大。
根据其等效电路，列出电路方程
评分标准：
回路方程写出3分
作图3分
5光纤位移传感器的工作原理
1、光纤位移传感器的结构及工作原理
评分标准：满分6分：
1结构原理图（2分）；
2反射光接收原理示意图2分）
3位移与输出电压曲线（2分）
3、位移与输出电压曲线。