传感器习题

第1章
1.11 试求下列一组数据的各种线性度：
x
y
1
2.20
2
4.00
3
5.98
4
7.9
5
6
10.10 12.05
1)理论（绝对）线性度，给定方程为y=2.0x; 2)端点线性度； 3)最小二乘线性度。
返回
上页
下页
图库
第1章
1.12 试计算某压力传感器的迟滞误差和重复性误差 （工作特性选端基直线，一组标定数据如下表示）
试求该传感器的工作特性方程及符合度（利用曲 线化直线的拟合方法，并用最小二乘法作直线拟 合）。
返回 上页 下页 图库
第3章
3.7 简述电涡流效应及构成电涡流传感器的可能 的应用场合。 3.8 简述压磁效应，并与应变效应进行比较。
返回
上页
下页
图库
第4章
4.1 推导差动式电容传感器的灵敏度，并与单极 式电容传感器相比较。 4.2 根据电容传感器的工作原理说明它的分类， 电容传感器能够测量哪些物理参量？ 4.3 有一个直径为2m、高5m的铁桶，往桶内连续 注水，当注水数量达到桶容量的80%时就应当停 止，试分析用应变片式或电容式传感器系统来解 决该问题的途径和方法。 4.4 总结电容式传感器的优缺点，主要应用场合 以及使用中应注意的问题。
第6章
6.1 什么是压电效应？压电效应有哪些种类？压 电传感器的结构和应用特点是什么？能否用压电 传感器测量静态压力？ 6.2 为什么压电传感器通常都用来测量动态或瞬 态参量？ 6.3 试比较石英晶体和压电陶瓷的压电效应。 6.4 设计压电式传感器检测电路的基本考虑点是 什么？为什么？ 6.5 画出(111)晶面和<110>晶向。并计算(111)晶 面内， <110>晶向的纵向压阻系数和横向压阻系 数。
返回
上页
下页
图库
第3章
3.6 今有一种电涡流式位移传感器。其输出为频 率 。 特 性 方 程 形 式 为 f=e(bx+a)+f∞, 今 知 其 中 f∞ =2.333MHz及一组标定数据如下：,
位移 x(mm) 0.3 0.5 2.502 1.0 2.461 1.5 2.432 2.0 2.410 3.0 2.380 4.0 2.362 5.0 2.351 6.0 2.343 输出 2.523 f(MHz)
返回
上页
下页
图库
第3章
3.1 电感式传感器有哪些种类？它们的工作原理 是什么？ 3.2 推导差动自感式传感器的灵敏度，并与单极 式相比较。 3.3 试分析差动变压器相敏检测电路的工作原理。 3.4 分析电感传感器出现非线性的原因，并说明 如何改善？
返回 上页 下页 图库
第3章
3.5 图F1-7所示一简单电感式传感器。尺寸已示 于图中。磁路取为中心磁路，不记漏磁，设铁心 及衔铁的相对磁导率为104 ，空气的相对磁导率 为1，真空的磁导率为4π ×10-7H﹒m-1,试计算气 隙长度为零及为2mm时的电感量。图中所注尺寸 单位均为mm.
习题与答案
第0章 第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章 第9章 第10章 第11章 第12章 第13章 第14章 第15章
返回
第0章
0.1 传感器在检测系统中有什么作用和地位？
0.2 解释下列名词术语： 1)敏感元件;2)传感器; 3)信号调理器;4)变送器。
返回
上页
383.2
576.1 769.8 964.6 965.1 771.0 577.4 384.2 191.6
383.5
576.6 770.4 965.2 965.7 771.4 578.4 384.7 192.0
返回
上页
下页
图库
第1章
1.13 建立以质量、弹簧、阻尼器组成的二阶系 统的动力学方程，并以此说明谐振现象和基本特 点。
6(l x) x F 2 WEt l 25cm W 6cm
返回
t 3mm E 70 10 5 PaΩ 1 x l 2
上页 下页 图库
第2章
2.11 图F1-6所示一受拉的10#优质碳素钢杆。试 用允许通过的最大电流为30mA的康铜丝应变片组 成一单臂受感电桥。试求出此电桥空载时的最大 可能的输出电压（应变片的电阻为120Ω ）。
返回 上页 下页 图库
பைடு நூலகம் 第4章
4.5 试推导图F1-8所示变电介质电容式位移传感 器的特性方程C=f(x)。设真空的介电系数为ε 0, ε 2＞ε 1 ，以及极板宽度为W。其他参数如图 F1-8所示。 4.6 在上题中，设δ =d=1mm，极板为正方形（边 长50mm)。 ε 1 =1,ε 2=4试在x=0到50mm范围内， 输出磁位移传感器的特性曲线，并给以适当说明。 4.7 简述电容式传感器用差动脉冲调宽电路的工 作原理及特点。
下页
图库
第1章
1.1 某位移传感器，在输入量变化5 mm时，输出 电压变化为300 mV,求其灵敏度。 1.2 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/℃、S2=2.0V/mV、 S3=5.0mm/V，求系统的总的灵敏度。 1.3 测得某检测装置的一组输入输出数据如下：
x 0.9 2.5 3.3 4.5 5.7 6.7
y
1.1
1.6
2.6
3.2
4.0
5.0
a)试用最小二乘法拟合直线，求其线性度和灵敏度； b)用C语言编制程序在微机上实现。
返回 上页 下页 图库
第1章
1.4 某温度传感器为时间常数 T=3s 的一阶系统， 当传感器受突变温度作用后，试求传感器指示出 温差的1/3和1/2所需的时间。
返回
上页
下页
图库
第2章
2.2 如图F1-1所示电路是电阻应变仪中所用的不 平衡电桥的简化电路，图中R2=R3=R是固定电阻， R1 与R4 是电阻应变片，工作时R1 受拉，R4 受压， Δ R表示应变片发生应变后，电阻值的变化量。 当应变片不受力，无应变时Δ R=0，桥路处于平 衡状态，当应变片受力发生应变时，桥路失去了 平衡，这时，就用桥路输出电压Ucd 表示应变片 应变后的电阻值的变化量。试证明: Ucd=-(E/2)(Δ R/R)
返回
上页
下页
图库
第2章
2.1 在用直流电桥测量电阻的时候，若标准电阻 Rn=10.0004Ω 的 电 桥 已 经 平 衡 （ 则 被 测 电 阻 Rx=10.0004Ω ） ， 但 是 由 于 检 流 计 指 针 偏 转 在 ±0.3mm以内时，人眼就很难观测出来，因此Rn 的 值 也 可 能 不 是 10.0004 Ω, 而 是 Rn=10.0004Ω ±Δ Rn 。若已知电桥的相对灵敏度 Sr=1mm/0.01% ，求对应检流计指针偏转±0.3mm 时，Δ Rn ？
1.5 某传感器为一阶系统，当受阶跃函数作用时， 在t=0时，输出为10mV;t→∞时，输出为100mV;在 t=5s时，输出为50mV,试求该传感器的时间常数。
1.6 某一阶压力传感器的时间常数为0.5s,若阶跃 压力从25MPa,试求二倍时间常数的压力和2s后的 压力。
返回 上页 下页 图库
返回 上页 下页 图库
第2章
2.6 试设计一电位器的电阻RP特性。它能在带负 载情况下给出y=x的线性关系。给定电位器的总 电阻RP=100Ω 。负载电阻RF分别为50Ω 和500Ω 。 计算时取x的间距为0.1,x,y分别为相对输入和相 对输出，如图F1-2所示。 2.7 试设计一分留电阻式非线性电位器的电路及 其参数，要求特性如下图F1-3所示。 2.8 一带负载的线性电位器的总电阻为1000 Ω 。 输出为空载。试用解析和数值方法（可把整个行 程分成10段），求下面两种电路情况下的线性度， 如图F1-4所示。
返回 上页 下页 图库
第7章
7.1 什么是光电效应？ 7.2 光纤损耗是如何产生的？它对光纤传感器有 哪些影响？ 7.3 光导纤维为什么能够导光？光导纤维有哪些 优点？光纤式传感器中光纤的主要优点有哪些？ 7.4 论述CCD的工作原理。
返回 上页 下页 图库
第8章
8.1 热电阻传感器主要分为几种类型？它们应用 在什么不同场合？ 8.2 什么叫热电动势、接触电动势和温差电动势？ 说明热电偶测温原理及其工作定律的应用。分析 热电偶测温的误差因素，并说明减小误差的方法。
第1章
1.7 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。
1.8 什么是传感器的静特性？有哪些主要指标？
1.9 如何获得传感器的静特性？ 1.10 传感器的静特性的用途是什么？
返回 上页 下页 图库
返回 上页 下页 图库
第8章
8.8 图F1-10所示一并联的热敏电阻测温电路。 它具有一定的线性化功能，所用的热敏电阻Rt的 特性，试求等效的总电阻Re与温度的关系式。今 取并联电阻RP= Rt =40Ω 。试求Re在2060工作范 围内的独立线性度（可用数值方法作），最后对 串联和并联线性化电路作一比较全面而实用的比 较。
返回 上页 下页 图库
第5章
5.1 磁电式传感器与电感式传感器有哪些不同？ 磁电式传感器主要用于测量哪些物理参数？ 5.2 霍尔元件能够测量哪些物理参数？霍尔元件 的不等位电势的概念是什么？温度补偿的方法有 哪几种？ 5.3 简述霍尔效应及构成以及霍尔传感器可能的 应用场合。
返回 上页 下页 图库
行程 输入压力×105 2.0 Pa 输出电压（Mv） (1) 190.9 (2) 191.1 (3) 191.3
4.0
正行程 6.0 8.0 10.0 10.0 8.0 反行程 6.0 4.0 2.0