传感器与检测技术习题答案(四)
传感器原理与检测技术(专升本)阶段性作业4
解题思路：
4. 绝对误差主要是人为因素造成的，因此应该从测量结果中剔除。_____(5分)
正确 错误 参考答案：错误
解题思路：
5. 随机误差大，测量结果分散，精密度低；反之，测量结果的重复性好，精密度高。_____(5分 )
正确 错误 参考答案：正确
解题思路：
6. 测量的结果包括数值大小和测量单位两部分，在测量结果中必须注明单位，否则测量结果就 毫无意义。_____(5分)
三、填空题
1. 半导体应变片是根据___(1)___ 原理工作的。(5分) (1). 参考答案: 电阻应变 2. 测试系统是___(2)___ 的总称。(5分) (1). 参考答案: 执行测试任务的传感器.仪器和设备 3. 评定不确定度实际上是对___(3)___ 进行评定。(5分) (1). 参考答案: 测量结果的质量 4. 在相同的条件下，多次重复测量同一量时，其误差大小和符号以不可预见的方式变化，这种 误差称为___(4)___ 。(5分) (1). 参考答案: 随机误差 5. 测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的___(5)___ 信号。(5分) (1). 参考答案: 电压或电流 6. 按获得测量值的方式可将测量方式分为：___(6)___ .___(7)___ 和___(8)___ 。(5分) (1). 参考答案: 直接测量 (2). 参考答案: 间接测量 (3). 参考答案: 组合测量 7. 系统误差是指在重复性条件下对同一被测量进行无限多次测量所得结果的___(9)___ 与___(10)___ 的真值之差。(5分) (1). 参考答案: 平均值 (2). 参考答案: 被测量 8. 测量结果的完成表述应包括___(11)___ 、___(12)___ 及___(13)___ 。(5分) (1). 参考答案: 估计值 (2). 参考答案: 测量单位 (3). 参考答案: 测量不确定度 9. 一个完整的检测系统或检测装置通常是由___(14)___ .___(15)___ 和___(16)___ 装置等几部 分组成。(5分) (1). 参考答案: 传感器 (2). 参考答案: 测量电路 (3). 参考答案: 显示记录
《传感器与检测技术》习题解答
理论值
-2.7000 0.7300 4.1600 7.5900 11.0200 14.4500
端基法基准直线
误差Δ
非线性
正行程 反行程 误差Δ L
-0.0067 0.0067 0.0000
-0.1267 (0.0533) 0.0900
-0.1667 (0.0733) 0.1200
-0.1633 (0.0767) 0.1200
-2.7700 0.0633 0.0767 0.0700
0.0 0.6033 0.6767 0.6400 0.0733 0.0289 0.0111
0.6600 -0.0567 0.0167 0.0200
0.0 0.1
3.9933 7.4267
4.0867 4.0400 7.5133 7.4700
0.0933 0.0244 0.0867 0.0178
Tt
T1 T0 t2 t1
(t t1 )
对单个应变片，当温度变化时，由此引起的电阻相对变化量为
Rt R
t Tt
k( g
s )Tt
kT (t t1 )
kT
t
k( g
s)
T2 t2
T1 t1
其中，αt 为应变片材料的电阻温度系数，k 为应变片灵敏系数，αg 为试件（即梁）的膨胀 系数,αs 为应变片材料的膨胀系数。
arctan
800
1
0
2
1 400 2 800
arctan 0.5333 28.070
该传感器的振幅相对误差为
相位误差为 28.07O。
k() 1 100% 18% 1
（2）当用 f0 1200 Hz 、 0.4 的传感器测量 f 400 Hz 的信号时，同理可得：
《传感器与检测技术》试题4
《传感器与检测技术》试题4一、填空题（10题）1、检测仪表中常用测试方法有直接比较测量法、微差法和零位法。
2、霍尔传感器的霍尔电势U H为KH IB 若改变I 或 B 就能得到变化的霍尔电势。
3、光电式传感器主要用于测量转速、工件尺寸、位移、压力、工件表面质量。
4、压电传感器是一种典型的自发电式传感器。
它以某些电介质的压电效应为基础，在外力作用下，在电介质的表面产生电荷，从而实现非电量的电测转换。
5、热电偶产生的热电势一般由接触电势和温差电势组成。
6、光电式传感器是利用光敏元件将光信号转换为电流信号的装置。
7、霍尔传感器是利用霍尔效应原理制成的传感器，主要用来测量磁场的大小。
8、电容式传感器有变面积式、变间隙式和变介质式三种。
9、当输入端加电流I，并在元件平面法线方向加磁感强度为B的磁场，那么在垂直于电流和磁场方向上将产生电动势，这种现象就是霍尔效应。
10、电容式传感器中，变介电常数式多用于液位或片状材料厚度的测量。
二、单选择（20题）1.传感器的动态标定是为了确定传感器的动态特性参数，下列不属于传感器的动态特性参数的是( A )。
A.灵敏度B.时间常数C.阻尼比D.固有频率2.在标定传感器时，所用的测量仪器的精度至少应与要标定的传感器的精( B) 。
A.高两个等级B.高一个等级C.有相同的等级D.低一个等级3.电阻应变式传感器的特点( D )。
1)精度高，测量范围广2)使用寿命长，性能稳定可靠3)结构简单，体积小，重量轻4)频率响应较好，既可用于静态测量又可用于动态测量5)价格低廉，品种多样，便于选择和大量使用A.2) 3)B.3) 4)C.4) 5)D.2) 3) 4) 5)4.在电阻应变片的桥式测量电路中，要提高灵敏度应采用( C )。
A.臂电桥电路B.双臂电桥(半桥) 电路C.全桥电路D.要是电桥电路都可以5.下列关于差动变压器的叙述不正确的是（B）。
A.差动变压器是把被测量的非电量转换成线圈互感量的变化。
《传感器与检测技术》课后习题：第四章(含答案)
第四章习题答案1．某电容传感器（平行极板电容器）的圆形极板半径)(4mm r =，工作初始极板间距离)(3.00mm =δ，介质为空气。
问：（1）如果极板间距离变化量)(1m μδ±=∆，电容的变化量C ∆是多少？（2）如果测量电路的灵敏度)(1001pF mV k =，读数仪表的灵敏度52=k （格／mV ）在)(1m μδ±=∆时，读数仪表的变化量为多少？解：（1）根据公式SSSd C d d d d d dεεε∆∆=-=⋅-∆-∆ ，其中S=2r π （2）根据公式112k k δδ∆=∆ ，可得到112k k δδ⋅∆∆==31001100.025-⨯⨯= 2．寄生电容与电容传感器相关联影响传感器的灵敏度，它的变化为虚假信号影响传感器的精度。
试阐述消除和减小寄生电容影响的几种方法和原理。
解：电容式传感器内极板与其周围导体构成的“寄生电容”却较大，不仅降低了传感器的灵敏度，而且这些电容（如电缆电容）常常是随机变化的，将使仪器工作很不稳定，影响测量精度。
因此对电缆的选择、安装、接法都有要求。
若考虑电容传感器在高温、高湿及高频激励的条件下工作而不可忽视其附加损耗和电效应影响时，其等效电路如图4-8所示。
图中L 包括引线电缆电感和电容式传感器本身的电感；C 0为传感器本身的电容；C p 为引线电缆、所接测量电路及极板与外界所形成的总寄生电容，克服其影响，是提高电容传感器实用性能的关键之一；R g 为低频损耗并联电阻，它包含极板间漏电和介质损耗；R s 为高湿、高温、高频激励工作时的串联损耗电组，它包含导线、极板间和金属支座等损耗电阻。
此时电容传感器的等效灵敏度为2200220/(1)(1)g e e k C C LC k d d LC ωω∆∆-===∆∆- （4-28）当电容式传感器的供电电源频率较高时，传感器的灵敏度由k g 变为k e ，k e 与传感器的固有电感（包括电缆电感）有关，且随ω变化而变化。
传感器与检测技术试题_有答案
一、名词解释（每题4分）1、电涡流效应2、霍尔效应3、光电效应二、填空（每空1分）1、热电阻传感器可分为__金属热电阻式__和___半导体热电阻式__两大类，前者简称__热电阻__，后者简称_热敏电阻_。
2、基于场的定律的传感器称为__结构型___，基于物质定律的传感器称为___物性型___。
3、传感器动态标定使用的标准激励信号分为两类：__正弦__和__阶跃__。
4、半导体材料的应变电阻效应主要基于__压阻_效应。
5、无外磁场时，霍尔元件在额定控制电流下，两霍尔电极之间的开路电势称为__不等位电势____。
6、逆压电效应又叫__电致伸缩___。
基于该效应的____发生器和_____发生器分别是超声检测和声表面波检测技术及仪器的关键器件。
7、压电陶瓷除了具有压电性，还具有__热释电效应__，因此它可制作热电传感器件而用于红外探测器中。
8、光纤的最初研究是应用于___通讯____领域。
9、将一灵敏度为0.08mV/℃的热电偶与电压表相连接，电压表接线端为25℃，若电压表读数为30mV，热电偶的热端温度为_______。
10、脉冲回波法测厚，已知超声波在工件中的声速5000m/s，测得时间间隔为18μs，工件厚度为___5000*9*10^-6=0.045m____。
11、编码器按结构形式有__直线式__编码器和_旋转式_编码器。
12、热电偶传感器的工作基础是____________，其产生的热电势包括________电势和_______电势两部分。
热电偶的___连接导体___定律是工业上运用补偿导线法进行温度补偿的理论基础；__中间温度__定律为制定分度表奠定了理论基础；__参考电极__定律简化了热电偶的选配工作。
电涡流传感器的线圈与被测物体的距离减少时，互感系数M将。
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导磁体。
利用电磁感应原理将被测非电量如位移、压力、流量等转换成线圈或互感量的变化，这种装置称为电感式传感器。
《传感器与检测技术》试卷习题及答案
《传感器与检测技术》试卷习题及答案一.选择题(每题2分，共计12分)1．对于一个线性仪表，其线性度为（ D ）。
A．100% B．与输入量呈现线性关系 C．不等于零的常数 D．等于零2.转子流量计安装时，必须（ A ）安装A、垂直B、水平C、30°倾斜3. 当把光电池作传感器时，应当把它看作（ B ）A、电压源B、电流源C、电阻器4、差压式流量计利用节流装置产生压降，管道中流量与压差的关系为（ C ）A、压差平方根成正比B、压差成正比C、压差成反比5．固态压敏电阻在某一方向上承受应力时，它的电阻值发生显著变化，这是由哪些方面因素发生显著变化而引起的（ B ）。
A．电阻率 B．几何尺寸 C．晶面上电荷 D．极化电荷6．电阻应变片的初始电阻有多种，其中用得最多的是（ B ）。
A．60Ω B．120Ω C．200Ω D．240Ω二.填空(每题3分，共计15分)1．检测仪表中常用测试方法有偏差法、零位法和微差法。
2．电容式传感器的三种工作方式是变间隙、变面积和变介电常数。
3.空气介质变间隙式电容传感器中，提高其灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中大都采用差动式电容传感器。
4．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，其次级绕组都用差动形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。
5．电容式传感器中，变间隙式一般用来测量微小的位移。
三、简答题（每题8分，共计32分）1．现对一个量程为60MPa，压力表进行校准，测得数据如下。
试将各校准点的绝对误差和修正值填入上表中，并确定该压力表的精度等级。
解: 最大绝对误差为0.4Mpa该压力表精度等级为1级2．图示为霍尔式压力传感器原理，试分析其工作原理，霍尔电势（）与压力P的关系。
答：当弹簧管接受压力P时，弹簧管变形，将压力转换为位移量x（且），使霍尔片偏离磁场中心而受到磁场力的作用，此时，而，即：霍尔电势与被测压力成正比。
《传感器与检测技术》试卷及答案(共五套)
（试卷一）第一部分选择题（共24分）一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24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（）A．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（）A．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（）A．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（）A．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（）A．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（）A．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（）A．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（）A．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≤0.01，本次采样值为0.315，上次采样值为0.301，则本次采样值Y n应选为（）A．0.301 B．0.303 C．0.308 D．0.31510．若模/数转换器输出二进制数的位数为10，最大输入信号为2.5V，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为（）A．1.22mV B．2.44mV C．3.66mV D．4.88mV11．周期信号的自相关函数必为（）A．周期偶函数B．非周期偶函数C．周期奇函数D．非周期奇函数12．已知函数x(t)的傅里叶变换为X（f），则函数y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为（）A．2X(f3) B．23X(f3) C．23X(f) D．2X(f) 第二部分非选择题（共76分）二、填空题（本大题共12小题，每小题1分，共12分）不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。
《传感器与检测技术》课后习题答案（大学期末复习资料）
绪论1检测一个圆柱体的直径，请想出尽可能多的检测方法，并分析这些方法中的误差影响因素和大小。
答:a、使用游标卡尺测量，误差主要为人手安放直径相对位置的准确性；b、使用软绳沿直径轴向缠绕，多绕几圈求平均值，利用周长与直径的关系计算，误差主要是缠绕绳与轴线的垂直情况，与游标尺相比，减少了单个测量的误差；c，采用标准件，使用磁力表架进行测量，此种测量精度较高，一般在0.02mm。
2请举例说明动态特性和静态特性的区别。
答：动态特性的函数与时间相关，即时间不同，特征值不尽相同；而静态特性与时间无关。
如，温度传感器的线性度是通过一定时间稳定后才测量温度，而温度变化引起的温度传感器发生变化的滞后则属于动态特性。
3说明传感器与检测技术的发展趋势。
答：a、不断拓展检测范围，努力提高检测精度和可靠性；b、传感器逐渐向集成化、组合式、数字化方向发展；c、重视非接触式检测技术研究；d、检测系统智能化。
4说明频率域分析能解决的问题。
答: 频域描述反映信号的频率组成及幅值、相位关系。
为了解决不同的问题，往往需要掌握信号的不同方面的特征，因而可采用不同的信号描述方式。
例如，评定机器振动烈度，需要振动速度的均方根值作为判据，而在寻找振动源头时则需要掌握振动信号的频率分量，需要采用频域描述。
项目一1设想一个方案使用光电接近开关检测转速。
答：在转轴上粘接一个小面积的反光板，试验光电接近开关的敏感距离，安放光电接近开关，这样，转轴每转一圈，光电开关输出一个脉冲，利用计数器表头，或者人工计数，计量转动圈数的时间，利用转速公式获得转速。
2使用数显表配合接近开关，设计一个方案，检测传送带上的输运物料的个数。
答：在传送带边上设计一个接近开关，并测试其对物料的敏感距离，然后将其信号线按照实训任务中的方法连接，即可在数显表上显示来料个数。
3上网查找一个接近开关的生产厂家，并介绍其生产接近开关的型号和应用场合。
答：/products.asp?id=65，上海巨马。
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第4章电感式传感器思考题答案
1.影响差动变压器输出线性度和灵敏度的主要因素是什么？
答：影响差动变压器输出线性度和灵敏度的主要因素是：传感器几何尺寸、线圈电气参数的对称性、磁性材料的残余应力、测量电路零点残余电动势等。
2.电涡流式传感器的灵敏度主要受哪些因素影响？它的主要优点是什么？
答：电涡流式传感器的灵敏度主要受导体的电导率、磁导率、几何形状，线圈的几何参数，激励电流频率以及线圈到被测导体间的距离等因素影响。
电涡流式传感结构简单、频率响应宽、灵敏度高、测量范围大、抗干忧能力强，特别是有非接触测量的优点，因此在工业生产和科学技术的各个领域中得到了广泛的应用。
3.试说明图
4.12所示的差动相敏检波电路的工作原理。
答：如图所示，设差动电感传感器的线圈阻抗分别为Z1和Z2。
当衔铁处于中间位置时，
Z1=Z2=Z，电桥处于平衡状态，C点电位等于D点地位，电表指示为零。
当衔铁上移，上部线圈阻抗增大，Z1=Z+△Z，则下部线圈阻抗减少，Z2=Z-△Z。
如果输入交流电压为正半周，则A点电位为正，B点电位为负，二极管V1、V4导通，V2、V3截止。
在A-E-C-B支路中，C点电位由于Z1增大而比平衡时的C点电位降低；而在A-F-D-B 支中中，D点电位由于Z2的降低而比平衡时D点的电位增高，所以D点电位高于C点电位，直流电压表正向偏转。
如果输入交流电压为负半周，A点电位为负，B点电位为正，二极管V2、V3导通，V1、V4截止，则在A-F-C-B支中中，C点电位由于Z2减少而比平衡时降低（平衡时，输入电压若为负半周，即B点电位为正，A点电位为负，C点相对于B点为负电位，Z2减少时，C 点电位更负）；而在A-E-D-B支路中，D点电位由于Z1的增加而比平衡时的电位增高，所以仍然是D点电位高于C点电位，电压表正向偏转。
同样可以得出结果：当衔铁下移时，电压表总是反向偏转，输出为负。
4.如图所示的差动电感式传感器的桥式测量电路，L1、L2为传感器的两差动电感线圈的电感，其初始值均为L0。
R1、R2为标准电阻，u为电源电压。
试写出输出电压u0与传感器电感变化量△L间的关系。
解：输出与输入的关系是
u R L L f L L f R L L f L L f u ⎪⎪⎭
⎫ ⎝
⎛+∆-∆--+∆+∆+=22200212000)](2[)(2)](2[)(2ππππ 若电感增量无穷小，且两个电阻均为R ，则： u R
fL L
f u 2200)2(4+∆=ππ
题4图 题5图
5.如图所示为一差动整流电路，试分析电路的工作原理。
答：这是简单的电压输出型，动铁芯移动时引起上下两个全波整流电路输出差动电压，中间可调整零位，输出电压与铁芯位移成正比。
这种电路由二极管的非线性影响以及二极管正向饱和压降和反向漏电流的不利影响较大。