传感器原理习题
传感器原理及应用的练习题
传感器原理及应用的练习题
题目一：传感器的基本原理
1.什么是传感器？有何作用？
2.传感器的基本构成部分有哪些？
3.请简要介绍传感器的工作原理。
题目二：常见传感器及其应用
1.温度传感器是如何工作的？它在哪些领域有应用？
2.光敏传感器有什么特点？它在哪些设备中常见？
3.声音传感器是如何工作的？举例说明其应用场景。
4.湿度传感器是如何工作的？请介绍其在农业领域中的应用。
5.移动传感器有哪些常见的工作原理？举例说明其应用。
题目三：传感器选择与应用实例
1.在测温场景下，选择温度传感器的要点有哪些？请列举应用实例。
2.在自动化生产中，选择光敏传感器的要点有哪些？请列举应用实例。
3.在物流行业中，选择车辆移动传感器的要点有哪些？请列举应用实例。
4.在环境监测领域中，选择湿度传感器的要点有哪些？请列举应用实例。
题目四：传感器的未来发展
1.请简述传感器技术未来的发展趋势。
2.你认为未来哪些领域会对传感器有更多需求？为什么？
结束语
以上是关于传感器原理及应用的练习题，通过回答这些问题，你可以更好地理
解传感器的基本原理、常见类型及其应用，在选择与应用传感器时有更明确的目标和要求。
同时，也可以对传感器技术的未来发展有一定的了解和思考。
希望这些练习题能够帮助你提高对传感器的理解和应用。
祝你学习愉快！。
_传感器习题及部分解答(shb).
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。
5．二、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。
2、传感器的静态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义。
作业3、传感器的动态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义第2章电阻应变式传感器一、选择、填空题1、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称__应变_____效应；半导体或固体受到作用力后_电阻率______要发生变化，这种现象称__压阻_____效应。
直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同，圆弧部分使灵敏度下降了，这种现象称为____横向___效应。
2、产生应变片温度误差的主要因素有＿电阻温度系数的影响、＿试验材料和电阻丝材料的线性膨胀系数的影响＿。
3、应变片温度补偿的措施有＿＿＿电桥补偿法＿、＿应变片的自补偿法＿。
4. 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，_全桥__接法可以得到最大灵敏度输出。
5. 半导体应变片工作原理是基于压阻效应，它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数大十倍6．电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以消除线性误差同时还能起到温度补偿的作用。
7、二、计算分析题1 说明电阻应变测试技术具有的独特优点。
(1)这类传感器结构简单，使用方便，性能稳定、可靠；(2)易于实现测试过程自动化和多点同步测量、远距测量和遥测；(3)灵敏度高，测量速度快，适合静态、动态测量；(4)可以测量各种物理量。
第四章传感器原理习题
第四章 传感器原理习题4-1以阻值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 ，并假定负载电压为无穷大，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。
4-2 在材料为钢的实心圆柱试件上，沿轴线和圆周方向各贴一片电阻为Ω120的金属应变片R 1和R 2，把这两片应变片接入差动电桥(题图4-2)。
若钢的泊松比μ=0.285，应变片的灵敏系数K =2，电桥的电源电压U i=2V ，当试件受轴向拉伸时，测得应变片R 1的电阻变化值∆R =0.48Ω，试求电桥的输出电压U 0；若柱体直径d =10mm ，材料的弹性模量211N/m 102E ⨯=，求其所受拉力大小。
题图4-2 差动电桥电路4-3 一台采用等强度的梁的电子称，在梁的上下两面各贴有两片电阻应变片，做成称重量的传感器，如习题图4-3所示。
已知l =10mm ，b 0=11mm ，h =3mm ， 24N/mm 102.1E ⨯=，K =2，接入直流四臂差动电桥，供桥电压6V ，求其电压灵敏度(K u=U 0/F)。
当称重0.5kg 时，电桥的输出电压U 0为多大?题图4-3悬臂梁式力传感器4-4 有四个性能完全相同的应变片(K =2.0)，将其贴在习题图4-4所示的压力传感器圆板形感压膜片上。
已知膜片的半径R =20mm ，厚度 h =0.3mm ，材料的泊松比μ=0.285，弹性模量211N/m 102E ⨯=。
现将四个应变片组成全桥测量电路，供桥电压U i=6V 。
求：(1)确定应变片在感压膜片上的位置，并画出位置示意图；(2)画出相应的全桥测量电路图；(3)当被测压力为0.1MPa 时，求各应变片的应变值及测量桥路输出电压U 0；(4)该压力传感器是否具有温度补偿作用?为什么?(5)桥路输出电压与被测压力按是否存在线性关系?题图4-4 膜片式压力传感器4-5一测量线位移的电位器式传感器，测量范围为0~10mm ，分辨力为0.05mm ，灵敏度为2.7V/mm ，电位器绕线骨架外径d =0.5mm ，电阻丝材料为铂铱合金，其电阻率为mm Ω103.25ρ4⋅⨯=-。
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》练习题及答案解析精选全文
可编辑修改精选全文完整版《传感器原理》练习题及答案解析1.测得某检测装置的一组输入输出数据如下表，试用最小二乘法拟合直线，求其线性度和灵敏度。
带入数据得：68.0=k 25.0=bbkx y +=)(b kx y i i i +-=∆22)(i i i i i i x x n y x y x n k ∑-∑∑∑-∑=222)()(i i i i i i i x x n y x x y x b ∑-∑∑∑-∑∑=∴25.068.0+=x y %7535.0%100max ±=±=⨯∆±=FS L y L γ238.01=∆35.02-=∆16.03-=∆11.04-=∆126.05-=∆194.06-=∆拟合直线灵敏度 0.68,线性度 ±7%2.被测电压的实际值为10V ，现有150V,0.5级和15V, 2.5级两只电压表，选择哪一只表误差较小？ 150V 表的最大误差为：15V 表的最大误差为：故选择15V表误差较小3.用MF-30型普通万用表的DC.5V挡及25V挡分别测量高内阻等效电路（25kΩ与5V电压源串联）的输出电压。
已知DC.V.挡的电压灵敏度20kΩ /V,精度为2.5级，试计算：a)由于仪表本身精度造成的相对误差；b)由于仪表内阻对被测电路的影响引起的相对误差；c)综合最大相对误差；d)分析误差因素的影响。
①仪表本身精度造成的相对误差：5V档：25V档：②由于仪表内阻对被测电路的影响引起的相对误差：5V档：25V档：③综合最大相对误差：5V档：25V档：④仪表的精度和仪器的内阻都会在测量时产生系统误差。
4.设5次测量某物体的长度，其测量的结果分别为：9.8 10.0 10.1 9.9 10.2厘米，若忽略粗大误差和系统误差，试求在99.73％的置信概率下（±3δ），对被测物体的最小估计区间。
105)2.109.91.100.108.9(11=++++==∑=n i i x n xx x v i -=1 分别为-0.2 0 0.1 -0.1 0.2 051=∑=i i υ 16.011ˆ12=-=∑=n i iv n σ48.0ˆ3=σ没有坏值072.05ˆˆˆ===σσσn x x =10±3x σˆ=10±0.216 ( cm )5.今有一种电涡流式位移传感器。
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 (3)习题2 (5)习题3 (9)习题4 (11)习题5 (13)习题6 (15)习题7 (18)习题8 (21)习题9 (24)习题10 (26)习题11 (27)习题12 (29)习题13 (33)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。
传感器练习题
检测技术基础——习题11、某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在 0.4%~0.6% ，该压力表的精度等级应定为级，另一家仪器商家需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于0.9% ，应购买级的压力表。
A、 0.2B、 0.5C、1.0D、 1.52、某采购员分别在三家商店购买 100kg 大米、 10kg 苹果、 1kg 巧克力，发现均缺少约 0.5kg ，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，产生此心理作用的主要因素是。
A、绝对误差B、示值相对误差C、满度相对误差D、精度等级3、在选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。
这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的左右为宜。
A、 3 倍 B、10 倍 C、1.5 倍 D、0.75 倍4、用万用表交流电压档 ( 频率上限仅为 5kHz) 测量频率高达 500kHz 、 10V 左右的高频电压，发现示值还不到 2V ，该误差属于。
用该表直流电压档测量 5 号干电池电压，发现每次示值均为 1.8V ，该误差属于。
A、系统误差 B、粗大误差 C、随机误差 D、动态误差5、重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是为了。
A、提高精度B、加速其衰老C、测试其各项性能指标D、提高可靠性6、有一温度计，它的测量范围为0～200℃，精度为0.5级，试求：1）该表可能出现的最大绝对误差为。
A、 1℃ B、 0.5℃ C、 10℃ D、200℃2）当示值为20℃时的示值相对误差为，100℃时的示值相对误差为。
A、 2%B、 5％C、 1％D、 10％7、已知待测拉力约为 70N 左右。
现有两只测力仪表，一只为 0.5 级，测量范围为 0 ～500N ；另一只为 1.0 级，测量范围为 0 ～ 100N 。
问选用哪一只测力仪表较好？为什么？8、欲测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：若选用量程为250V电压表，其精度应选级。
传感器原理和应用习题
《第一章传感器的一般特性》1．从某直流测速发电机试验中，获得如下结果：转速（r/min）0 500 1000 1500 2000 2500 3000输出电压（V）0 9.1 15.0 23.3 29.9 39.0 47.5试绘制转速和输出电压的关系曲线，并确定：1）该测速发电机的灵敏度。
2）该测速发电机的线性度。
2．已知一热电偶的时间常数τ=10s，若用它来测量一台炉子的温度，炉内温度在540οC和500οC 之间按近似正弦曲线波动，周期为80s，静态灵敏度k=1，试求该热电偶输出的最大值和最小值，以及输入与输出信号之间的相位差和滞后时间。
3．用一只时间常数为0.355s 的一阶传感器去测量周期分别为1s、2s和3s的正弦信号，问幅值误差为多少？4．若用一阶传感器作100Hz正弦信号的测试，如幅值误差要求限制在5%以内，则时间常数应取多少？若在该时间常数下，同一传感器作50Hz正弦信号的测试，这时的幅值误差和相角有多大？5．已知某二阶系统传感器的固有频率f0=10kHz，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。
6．某压力传感器属于二阶系统，其固有频率为1000Hz,阻尼比为临界值的50%,当500Hz的简谐压力输入后，试求其幅值误差和相位滞后。
《第二章应变式传感器》1．假设某电阻应变计在输入应变为5000με时电阻变化为1%，试确定该应变计的灵敏系数。
又若在使用该应变计的过程中，采用的灵敏系数为1.9，试确定由此而产生的测量误差的正负和大小。
2．如下图所示的系统中：①当F＝0和热源移开时，R l＝R2＝R3＝R4，及U0＝0；②各应变片的灵敏系数皆为+2.0，且其电阻温度系数为正值；③梁的弹性模量随温度增加而减小；④应变片的热膨胀系数比梁的大；⑤假定应变片的温度和紧接在它下面的梁的温度一样。
在时间t＝0时，在梁的自由端加上一向上的力，然后维持不变，在振荡消失之后，在一稍后的时间t1打开辐射源，然后就一直开着，试简要绘出U0和t的关系曲线的一般形状，并通过仔细推理说明你给出这种曲线形状的理由。
传感器原理-赵燕-课后习题(选择填空简答计算)-赵燕精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版第一章1-1何谓结构型传感器?何谓物性型传感器?试述两者的应用特点。
结构型传感器是利用物理学中场的定律构成的，包括动力场的运动定律，电磁场的电磁定律等。
物理学中的定律一般是以方程式给出的。
对于传感器来说，这些方程式也就是许传感器在工作时的数学模型。
这类传感器的特点是传感器的工作原理是以传感器中元件相对位置变化引起场的变化为基础，而不是以材料特性变化为基础。
物性型传感器是利用物质定律构成的，如虎克定律、欧姆定律等。
物质定律是表示物质某种客观性质的法则。
这种法则，大多数是以物质本身的常数形式给出。
这些常数的大小，决定了传感器的主要性能。
因此，物理型传感器的性能随材料的不同而异。
例如，光电管就是物理型传感器，它利用了物质法则中的外光电效应。
显然，其特性与涂覆在电极上的材料有着密切的关系。
又如，所有半导体传感器，以及所有利用各种环境变化而引起的金属、半导体、陶瓷、合金等特性能变化的传感器，都属于物理型传感器。
1-2一个可供实用的传感器由哪几部分构成?各部分的功用是什么?试用框图示出你所理解的传感器系统。
传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路(或其它辅助器件)三部分组成。
组成框图如下：(1)敏感元件：是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件，如波纹膜盒、光敏电阻等。
(2)转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，其把输入转换成电路参数量。
(3)转换电路：上述电路参数接入转换电路，便可转换成电量输出。
1-3衡量传感器静态特性的主要指标有哪些？说明它们的含义。
线性度：表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线之间的吻合(或偏离)程度的指标。
回差(滞后)：反应传感器在正(输入量增大)反(输入量减小)行程过程中输出-输入曲线的不重合程度。
重复性：衡量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全量程连续多次变动时，所得特性曲线间一致程度。
各条特性曲线越靠近，重复性越好。
传感器练习题参考
检测技术基础——习题11、某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在 0.4%~0.6% ，该压力表的精度等级应定为级，另一家仪器商家需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于 0.9% ，应购买级的压力表。
A、 0.2B、 0.5C、1.0D、 1.52、某采购员分别在三家商店购买 100kg 大米、 10kg 苹果、 1kg 巧克力，发现均缺少约 0.5kg ，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，产生此心理作用的主要因素是。
A、绝对误差B、示值相对误差C、满度相对误差D、精度等级3、在选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。
这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的左右为宜。
A、 3 倍 B、10 倍 C、1.5 倍 D、0.75 倍4、用万用表交流电压档 ( 频率上限仅为 5kHz) 测量频率高达 500kHz 、 10V 左右的高频电压，发现示值还不到 2V ，该误差属于。
用该表直流电压档测量 5 号干电池电压，发现每次示值均为1.8V ，该误差属于。
A、系统误差 B、粗大误差 C、随机误差 D、动态误差5、重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是为了。
A、提高精度B、加速其衰老C、测试其各项性能指标D、提高可靠性6、有一温度计，它的测量范围为0～200℃，精度为0.5级，试求：1）该表可能出现的最大绝对误差为。
A、 1℃ B、 0.5℃ C、 10℃ D、 200℃2）当示值为20℃时的示值相对误差为，100℃时的示值相对误差为。
A、 2%B、 5％C、 1％D、 10％7、已知待测拉力约为 70N 左右。
现有两只测力仪表，一只为 0.5 级，测量范围为 0 ～ 500N ；另一只为 1.0 级，测量范围为 0 ～ 100N 。
问选用哪一只测力仪表较好？为什么？8、欲测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：若选用量程为250V电压表，其精度应选级。
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第四章 传感器原理习题4-1以阻值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 ，并假定负载电压为无穷大，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。
4-2 在材料为钢的实心圆柱试件上，沿轴线和圆周方向各贴一片电阻为Ω120的金属应变片R 1和R 2，把这两片应变片接入差动电桥(题图4-2)。
若钢的泊松比μ=0.285，应变片的灵敏系数K =2，电桥的电源电压U i=2V ，当试件受轴向拉伸时，测得应变片R 1的电阻变化值∆R =0.48Ω，试求电桥的输出电压U 0；若柱体直径d =10mm ，材料的弹性模量211N/m 102E ⨯=，求其所受拉力大小。
题图4-2 差动电桥电路4-3 一台采用等强度的梁的电子称，在梁的上下两面各贴有两片电阻应变片，做成称重量的传感器，如习题图4-3所示。
已知l =10mm ，b 0=11mm ，h =3mm ， 24N/mm 102.1E ⨯=，K =2，接入直流四臂差动电桥，供桥电压6V ，求其电压灵敏度(K u=U 0/F)。
当称重0.5kg 时，电桥的输出电压U 0为多大?题图4-3悬臂梁式力传感器4-4 有四个性能完全相同的应变片(K =2.0)，将其贴在习题图4-4所示的压力传感器圆板形感压膜片上。
已知膜片的半径R =20mm ，厚度 h =0.3mm ，材料的泊松比μ=0.285，弹性模量211N/m 102E ⨯=。
现将四个应变片组成全桥测量电路，供桥电压U i=6V 。
求：(1)确定应变片在感压膜片上的位置，并画出位置示意图；(2)画出相应的全桥测量电路图；(3)当被测压力为0.1MPa 时，求各应变片的应变值及测量桥路输出电压U 0；(4)该压力传感器是否具有温度补偿作用?为什么?(5)桥路输出电压与被测压力按是否存在线性关系?题图4-4 膜片式压力传感器4-5一测量线位移的电位器式传感器，测量范围为0~10mm ，分辨力为0.05mm ，灵敏度为2.7V/mm ，电位器绕线骨架外径d =0.5mm ，电阻丝材料为铂铱合金，其电阻率为mm Ω103.25ρ4⋅⨯=-。
当负载电阻RL =10k Ω时，求传感器的最大负载误差。
4-6 某差动螺管式电感传感器(题图4-6)的结构参数为单个线圈匝数W=800匝，l =10mm ，l c=6mm ，r =5mm ，r c=1mm ，设实际应用中铁芯的相对磁导率μr =3000，试求：(1)在平衡状态下单个线圈的电感量L 0=?及其电感灵敏度足K L ?(2)若将其接入变压器电桥，电源频率为1000Hz ，电压E =1.8V ，设电感线圈有效电阻可忽略，求该传感器灵敏度K 。
(3)若要控制理论线性度在1%以内，最大量程为多少?题图4-6 差动螺管式电感传感器4-7 有一只差动电感位移传感器，已知电源电压U sr=4V ，ƒ=400Hz ，传感器线圈铜电阻与电感量分别为R =40Ω，L =30mH ，用两只匹配电阻设计成四臂等阻抗电桥，如题图4-7所示，试求：(1)匹配电阻R 3和R 4的值；(2)当∆Z=10时，分别接成单臂和差动电桥后的输出电压值；(3)用相量图表明输出电压sc U •与输入电压sr U •之间的相位差。
题图4-7 差动电感位移传感器四臂等阻抗电桥4-8如题图4-8所示气隙型电感传感器，衔铁截面积2mm 44S ⨯=,气隙总长度δ=0.8mm ，衔铁最大位移∆δ=±0.08mm ，激励线圈匝数W=2500匝，导线直径d =0.06mm ，电阻率cm Ω101.75ρ6⋅⨯=-，当激励电源频率ƒ=4000Hz 时，忽略漏磁及铁损，求：(1)线圈电感量；(2)电感的最大变化量；(3)线圈的直流电阻值；(4)线圈的品质因数；(5)当线圈存在200pF 分布电容与之并联后其等效电感值。
题图4-8 气隙型电感式传感器(变隙式)4-9 试计算题图4-9所示各电容传感元件的总电容表达式。
图4-94-10 在压力比指示系统中采用差动式变间隙电容传感器和电桥测量电路，如题图4-10所示。
已知：δ0=0.25mm，D=38.2mm，R=5.1kΩ；U sr=60V(交流)，频率ƒ=400Hz。
试求：(1)该电容传感器的电压灵敏度K u(V/μm)；(2)当电容传感器的动极板位移∆δ=10μm时，输出电压U sc值。
题图4-104-11 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=4mm，假设与被测工件的初始间隙d0=0.3mm。
试求：(1)如果传感器与工件的间隙变化量∆d=±10μm，电容变化量为多少?(2)如果测量电路的灵敏度足K u=100mV/Pf,则在∆d=±1μm时的输出电压为多少?4-12 有一变间隙式差动电容传感器，其结构如图13所示。
选用变压器交流电桥作测量电路。
差动电容器参数：r=12mm，d1=d2=d0=0.6mm，空气介质，即F/m 108.85εε120-⨯==。
测量电路参数：u sr =u =sin ωinωt 3sr =•U 。
试求当动板上输入位移(向上位移)∆x =0.05mm 时，电桥输出端电压U sc ?题图4-124-13 一只电容位移传感器如图14所示，由四块置于空气中的平行平板组成。
板A 、C 和D 是固定极板；板B 式活动极板，其厚度为t ，它与固定极板的间距为d 。
B 、C 和D 极板的长度均为 a ，A 板的长度为2a ，各板的宽度为b 。
忽略板C 和D 的间隙及各板的边缘效应，试推导活动极板刀从中间位置移动x =±a/2时电容C AC 和C AD 的表达式(x =0时为对称位置)。
题图4-134-14已知平板电容传感器极板间介质为空气，极板面积2cm 2)(2a a S ⨯=⨯=，间隙d 0=0.1mm 。
求：传感器的初始电容值：若由于装配关系，使传感器极板一侧间隙d 0，而另一侧间隙d 0+b (b =0.01mm)，此时传感器的电容值。
4-15 如图4-15a 所示差动式同心圆筒柱形电容传感器，其可动内电极圆筒外径d =9.8mm ，固定电极外圆筒内径D =10mm ，初始平衡时，上、下电容器电极覆盖长度L 1=L 2=L 0=2mm ，电极间为空气介质。
试求：(1)初始状态时电容器C 1、C 2的值；(2)当将其接入图4-15b 所示差动变压器电桥电路，供桥电压E =10V(交流)，传感器工作时可动电极筒最大位移∆x =±0.2mm ，电桥输出电压的最大变化范围为多?题图4-15 (a) (b)4-16 有一 压电晶体，其面积为20mm²，厚度为10mm ，当受到压力p =10MPa 作用时，求产生的电荷量及输出电压：(1)零度X 切的纵向石英晶体；(2)利用纵向效应的BaTiO 3。
4-17 某压电晶体的电容为1000pF ，k q =2.5C/cm ，电缆电容C C =3000pF ，示波器的输入阻抗为1M Ω和并联电容50 pF ，求：(1)压电晶体的电压灵敏度足K u ；(2)测量系统的高频响应；(3)如系统允许的测量幅值误差为5%，可测最低频率是多少?(4)如频率为10Hz ，允许误差为5%，用并联连接方式，电容式多大?4-18 分析压电加速度传感器的频率响应特性。
若测量电路为电压前量放大器C 总=1000 pF ，R 总=500M Ω；传感器固有频率ƒ0=30kHz ，阻尼比ζ=0.5，求幅值误差在2%以内的使用频率范围。
4-19 用石英晶体加速度计及电荷放大器测量机器的振动个，已知：加速度计灵敏度为5Pc/g ，电荷放大器灵敏度为50mV/pC ，当机器达到最大加速度值时相应的输出电压幅值为2V ，试求该机器的振动加速度。
(g 为重力加速度)4-20 用压电式传感器测量最低频率为1Hz 的振动，要求在1Hz 时灵敏度下降不超过5%。
若测量回路的总电容为500pF ，求所有电压前置放大器的输入电阻为多大?4-21已知压电式加速度传感器的阻尼比ζ=0.1，其无阻尼固有频率ƒ0=32kHz ，若要求传感器的输出幅值误差在5%以内，试确定传感器的最高响应频率。
4-22 某压电式压力传感器为两片石英晶片并联，每片厚度h =0.2mm ，圆片半径r =1cm ，εr =4.5，X 切型C/N 102.311211-⨯=d 。
当0.1MPa 压力垂直作用于P X 平面时，求传感器输出电荷Q 和电极间电压U a 的值。
4-23 已知铜热电阻—Cu100的百度电阻比W(100)=1.42，当用此热电阻测量50ºC 温度时，其电阻值时多少?若测温时的电阻值为92Ω，则被测温度是多少?4-24 用分度号为Pt100铂电阻测温，在计算时错用了Cu100的分度表，查得的温度为140ºC ，问实际温度为多少?4-25 镍铬-镍硅热电偶灵敏度为0.04mV/ºC ，把它放在温度为1200ºC 处，若以指示仪表作为冷端，此处温度为50ºC ，试求热电势大小。
4-26 用K 型热电偶测某设备的温度，测得的热电势为20mV ，冷端(室温)为25mV ，求设备温度?如果改用E 型热电偶来测温，在相同的条件下，E 热电偶测得的热电势为多少?4-27 现用一只镍铬-铜镍热电偶测某换热器内的温度，其冷端温度为30ºC ，显示仪表的机械零位在0ºC 时，这时指示值为400ºC ，则认为换热器内的温度为340ºC对不对?为什么?正确值为多少?4-28 有一台数字电压表，其分辨率为100μV/1个字，现与Cu100热电阻配套应用，测量范围为0~100ºC ，试设计一个标度变换电路，使数字表直接显示温度数值。
4-29 试述光电倍增管的结构和工作原理与光电管的异同点。
若入射光子为10³个(一个光子等效于一个电子电量)。
光电倍增管共有16个倍增级，输出阳极电流为20A ，且16个倍增级二次发射电子数按自然数的平方递增，试求光电倍增管的电流放大倍数和倍增系数。
4-30 .求光纤n 1=1.46，n 2=1.45的NA 值；如果外部n 0=1，求光纤的临界入射角。
4-31 四个应变片粘贴在扭轴上，安排得到的最大灵敏度，应变片阻值为121Ω而应变灵敏系数K=2.04，并接成全桥测量电路。
当用750k Ω的电阻器并联在一个应变片上分流以得到标定时，电桥输出在示波器上记录到2.20cm 的位移。
如果变形的轴引起示波器3.2cm 的偏移，求指示的最大应变?设轴为钢制的，求应力(钢的扭转弹性模量211N/m 101.623⨯=E )?4-32 为防止电容传感器击穿，在两极之间加入厚度为a 的两片云母片，如图14所示，其相对介电常数为εr ，空气接点常数εo （空气介电常数近似于真空介电常数），求传感器总容量（设圆形极板直径为D 两片云母片之间的距离为δ0）。