传感器与智能检测标准考试题库附答案
传感器与智能检测标准考试题库附答案
练习一
一、填空
1、传感器通常又称为变换器、转换器等，是一种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。
2、最小二乘法作为一种数据处理手段，如用于求解一元线性回归方程的系数，应使各测量值与回归
直线上相应值的偏差的平方和最小。
3、电阻应变片的温度补偿方法，通常可采用自补偿法和电路测量补偿法。
4、差动变压器式传感器采用相敏检波电路正常工作，其参考信号U s与输入信号U2需要满足的两个
条件：Us>>U2、同频同相或者反相。
5、压电材料石英晶体具有各向异性，使用时应注意沿Z轴方向不产生压电效应。若单片压电片的等效电容为C；输出电荷为Q；输出电压为U；若将相同两片并接后，则其总参数C1=2C，Q1= 2Q。
6、电涡流传感器的整个测量系统由激励线圈和块状导体两部分组成，由电涡流贯穿深度与频率
的关系知，其透射式传感器采用低频激励。（填高频/低频激励）。
7、在光线作用下电子逸出物体表面向外发射电子的现象称外光电效应；相应的器件如光电管、
光电倍增管。
8、光导纤维是一种利用光的全反射原理而传输光的器件，其纤芯的折射率应大于包层的折射率。
9、光敏二极管一般处于反向偏置工作状态，由其光谱特性如下图1可知，若用光敏二极管设计
可依据光线亮、暗情况自动开关的路灯控制电路，应选用硅材料的较好。
图1图2图3
10、同型号的热电偶可串联或并联使用，如上图2（a）、（b）
两种线路中，测两点平均温度的是b；
测两点温度差的是a。
11、霍尔传感器测量转速，如上图3，若转盘上粘帖磁极对数Z=4，测得霍尔传感器输出电压脉冲频
率f=8Hz,则转速n=120r/min。F=（n*Z）/60
12、某光栅传感器，栅线密度50线/mm，主光栅与指示光栅的夹角0.01rad,则形成的莫尔条纹宽度
B H=2mm/rad，莫尔条纹具有位移放大的作用。Bh=1/（W*夹角）
13、编码型数字传感器测角位移，一个5位二进制码盘，其最小能分辨的角度是11.25度。
二、选择
1、下列特性不是用来描述传感器静态特性的是（C）。
A、迟滞性
B、重复性
C、频率响应特性
D、漂移
2、测量误差按其性质和产生原因分三大类，下列关于误差的说法错误的是（D）。
A、系统误差可以采用修正或补偿的方法处理。
B、随机误差不可能避免，总体服从统计的正态分布规律。
C、含有粗大误差的数据应剔除，不可采用。
D、含有粗大误差的数据，可通过多次测量，取平均值后采用。
3、若差动变压器式电感传感器初、次级均由两个绕组构成，则其具体连接方式是（A）
A、两初级绕组同名端顺次串联，两次级绕组同名端反向串联
B、两初级绕组同名端反向串联，两次级绕组同名端顺次串联
C、两初、次级绕组同名端均顺次串联
D、两初、次级绕组同名端均反向串联
4、某压力仪表厂生产的压力表最大引用误差控制在0.5%~0.7%，该压力表的精度等级应定为（C）
级。
A、0.2
B、0.5
C、 1.0
D、 1.5
5、下列传感器中，不属于有源器件的是(D)
A、压电式传感器
B、热电偶传感器
C、磁电感应式传感器
D、差动变压器式传感器
6、光敏电阻在给定工作电压下（B），说明其性能好、灵敏度高。
A、暗电阻大
B、暗电阻与亮电阻的差值大
C、亮电阻大
D、暗电阻与亮电阻的差值小
7、封装在光电耦合器件内部的是(C)
A、一个发光二极管和一个发光三极管
B、一个光敏二极管和一个光敏三极管
C、一个发光二极管和一个光敏三极管
D、两个发光二极管或两个光敏三极管
8、压电材料将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用（C）；蜂鸣器压电片中发出“嘀……
嘀……”声的发声原理是利用压电材料的（D）。
A、应变效应
B、电涡流效应
C、正压电效应
D、逆压电效应
9、可以减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是（C）。
A、增加激励电流
B、增强磁感应强度
C、使用电桥调零电位器
10、半导体传感器是通过材料的电特性变化实现被测量的转换，下列关于气敏传感器工作机理的描
述，不正确的是（D）。
A、氧化性气体吸附到N型半导体上，使半导体载流子减少，电
阻值增加。
B、氧化性气体吸附到P型半导体上，使半导体载流子增多，电阻值减少。
C、还原性气体吸附到P型半导体上，使半导体载流子减少，电阻值增加。
D、还原性气体吸附到N型半导体上，使半导体载流子减少，电阻值增加。
三、分析简答
1、压电式传感器前置放大器的作用是什么？有哪两种形式？答：作用：（1）放大（2）阻抗变换形式：（1）电流源（2）电压源
2、零点残余电压是评定差动变压器性能的主要指标之一，它的存在使传感器在零点附近灵敏度下降
和测量误差增大，试说明零点残余电压的产生原因及其消除方法。
答：原因：（1）次级绕组电气参数不对称（2）铁芯的非线性方法：(1)提高框架和线圈的对称性
(2)采用适当的测量线路
(3)采用适当的补偿电路
3、一台精度等级为0.5级，量程范围600—12000C的温度传感器，其最大允许绝对误差是多少？检验某点最大绝对误差是40C，问此表是否合格？
答：最大绝对误差为：X=0.005*（1200-600）=3，所以合格
四、计算
1、测量电阻R消耗的功率时，可间接测量电阻值R、电阻上的电压U、流过电阻的电流I，然后计算功率。请给出几种不同的测量方案；假设电阻、电压、电流测量的相对误差分别为γR=±2%，γu=±3%，γI＝±1.5%，并确定最佳测量方案。
答：由于电阻和电流的相对误差较之电压小，可以根据P=I*I*R 来计算功率，避免电压大误差。
2、压电加速度传感器与电荷放大器连接的等效电路如下图所示。图中C为传感器固有电容、电缆等效电容和放大等效电容之和。已知传感器电荷灵敏度q S=100g/PC,反馈电容f C=1000pF，当测得输出电压为U0等于0.05V时，试求此时被测加速度是多少?(g为重力加速度)
Uo=Q/Cf，a=Q/Sg a=（Uo*Cf）/Sg=(0.05*1000)/100=0.5g 3、R1和R2为相同型号的电阻应变片，其初始电阻均为100Ω，灵敏度系数K=2.0。如图两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的正反两面。该等强度梁在受力后产生应变εx，若采用直流半桥差动测量电路，供电电源电动势E=3V,平衡电阻R3=R 4=100Ω，
要求：
（1）画出应变片半桥差动测量电路图。（2）若测得输出电压为15mV，求电阻的相对变化量ΔR1/R1=？对应应变εx=？答：（1）半桥：R1和R2相邻
（2）由Uo=0.5*E*ΔR1/R1，则ΔR1/R1 =2Uo/E=2*0.015/3=0.01
εx=ΔR1/R1/K=0.005
4、如下附表1、2（注：为热电偶部分数据），分度号为K、E两种热电偶，问：
（1）K、E两种热电偶,30℃时的热电势E(30℃,0℃)分别为多大？
（2）用E热电偶测某设备温度，冷端为30℃，测得热电势为E(t,30℃)=17.680mV，则该设备
温度t=?
答：（1）分别为1.203V和1.801V
（2）E(t，0℃)=E(t，30℃)+E(30℃，0℃)=19.481mV则t=280℃
5、一只同心圆筒形电容式位移传感器如下简图，L=30cm两个外筒A、B直径D=2R=27.2cm，内筒C直径d=2r=10cm；内电极连屏蔽套管与A构成可变电容Cx，BC构成固定电容C F，同心圆筒电容公式2ln L C D d
πε=，(ε=1)。
采用理想运放测量电路，信号源u i=6V。
1）推导输出电压与被测位移成正比时的表达式，并在图中标明Cx、C F的连接位置。
2）求该传感器输出电容—位移灵敏度Kcx=?
3)求该测量电路输出电压—位移灵敏度
Kux=?
答：（1）反馈为Cx固定为Cf
（2）Cf=（2*pi*l）/ln（D/d）Cx=（2*pi*（l-x））/ln（D/d）Uo=（（x-l）*Ui）/l kcx=dcx/dx kux=dUo/dx
2、在在选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程，即应尽量使选购的仪表量程为欲测量的 1.5倍为宜。4、光电池的照度特性曲线可知：输出开路电压与照度存在饱和现象呈非线性，光电流与照度成正比。因此用它作开关元件时，应将其作电压源使用；因此用它作测量元件时，应将其作电流源使用。
7、单片压电片的等效电容为C；输出电荷为Q；输出电压为U；
若将相同两片串接后，则其总参数C1=0.5C，U1=2U。
8、电阻应变式传感器测量电路采用差动电桥时，不仅具有消除非线性误差，减少共模干扰，还可以提高灵敏度等优点。
9、差动变压器式传感器中，零点残余电压是评定其性能的主要指标之一，它的存在会造成传感器在零位附近灵敏度降低而测量误差加大，消除其影响的有效方法是尽可能保证传感器的次级绕组电气参数相互对称。
10、编码型数字传感器测角位移，一个6位二进制码盘，其最小能分辨的角度是 5.625度。
12、半导体传感器是通过材料的电特性变化实现被测量的转换，当氧化性气体吸附到N型半导体上，使半导体载流子减少，电阻值增大；当氧化性气体吸附到P型半导体上，使半导体载流子增大，电阻值减少。
13、热电偶测温度时，同型号的热电偶可串联（顺串/反串）或并联使用，当各电极依次反向串联时，可测各点温度差；当各电极顺次串连时可测各点温度和；当各电极并连时可测多点平均温度。
二、选择
1、用万用表交流电压档(频率上限仅为5kHz)测量频率5MHz、12V的电压，发现示值还不到2V，该误差属于（B）。
A、系统误差
B、粗大误差
C、随机误差
D、动态误差
2、为减少变极距型电容传感器的非线性误差，提高灵敏度,应选用具有下列(D)类型的传感器为最好。
A、大间距
B、小间距
C、高介电常数
D、差动式
4、自感传感器采用差动结构是为了（C）。
A、加长线圈的长度从而增加线性范围
B、降低成本
C、提高灵敏度，减小温漂
D、增加线圈对衔铁的吸引力
5、某客户需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于
0.6%，应购买（B）级的压力表最合适。
A、0.2
B、0.5
C、1.0
D、1.5
6、光纤的纤芯是用(A)材料制成的。
A、高折射率的玻璃
B、高折射率的塑料
C、低折射率的玻璃
D、低折射率的塑料
7、下列传感器中，不属于有源器件的是(B)
A、压电式传感器
B、电容式传感器 C.霍尔传感器D热电偶传感器
8、压电材料石英晶体具有各向异性，下列说法正确的是（A）。
A、沿电轴、机械轴方向产生压电效应
B、沿电轴、机械轴方向不产生压电效应
C、沿机械轴、光轴方向产生压电效应
D、沿光轴、电轴方向都不产生压电效应
三、分析简答
1、随机误差在测量中不可避免，试说明其分布规律？具有哪些特点？
答：分布规律有正态分布、t分布、三角分布和均匀分布等，但测量值大多数都服从正态分布，特点：大小性、对称性、有界性、补偿性
2、什么是霍尔效应？影响霍尔电势的因素有哪些？
答：当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象就是霍尔效应。因素：控制电流、磁感应强度、薄片的厚度、半导体材料中的电子浓度
3、下图所示在悬臂梁距端部L位置上下面各贴两完全相同的电
阻应变片R1、R2、R3、R4，其初始电阻相等R1=R2=R3=R 4=R，若将测量电路(b)图中1、2、3、4的4个桥臂分别做（c）、（d）、（e）图的替换，试分析（c）、（d）、（e）三种桥臂接法的输出电压对b输出电压的比值分别是多少？（c）2:1（d）2:1（e）4:1
L
R1
R3
R2
R4F R1、R3R1R2R1、R3R2R4
(b)(c)(d)(e)
四、计算
1、已知待测压力约80N。现有两只测力计，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，为尽量减少测量误差，问选用哪一只压力计较好？为什么？
答：X1=2.5N X2=1N故1.0级的比较好
2、利用电涡流传感器测板材厚度。已知激励源频率f=20MHz，被测材料相对磁导率μr=1电阻率82.010ρ-=Ωm，70410/H mμπ-=。若被测板厚约2mm，试求电涡流的贯穿深度h=?该测量应采用反射式还是透射式？并说明理由。
答：h=sqrt（p/(n*u0*u1*f)）透射式
3、用压电式单向脉动力传感器测量一正弦变化的力，压电常数
为200pC/N，电荷放大器的反馈电容C f=2000pF，测得输出电压u0=5sin w t（V）。求：
1）该压电传感器产生的总电荷Q（峰值）为多少pC？
2）此时作用在其上的正弦脉动力（瞬时值）为多少？
答：（1）Q=Uo*Cf=10-8C（2）F=Q/d=50N
4、用变面积型平行板电容传感器测位移x，传感器电容()ε-= x a b x C d；提供固定电容0ε=ab C d，采用理想运放测量电路如下图3。
(1)请推导输出电压U0与被测位移x成正比的表达式，并在图3中标明C x、C0的连接位置。（2）若6,1,2,3,4ε=====i U V a mm b mm d mm，求该传感器输出电容—位移灵敏度K Cx =?测量电路输出电压—位移灵敏度Kux=?
答：（1）Uo=-（Cx/Co）*Ui=（x-b）*Ui/b
(2)Kcx=dux/dx Kux=dUo/dx
3、采用四片相同的金属丝应变片(k=2)，将其贴在实心圆柱形测力弹性元件上，如图；力F=1000Kg，圆柱断面半径r=1cm，杨氏模量72210/E N m=,泊松比μ=0.3，求：
（1）画出应变片测量电桥的原理图
（2）各应变片的应变ε=？电阻相对变化量ΔR/R=？
答：（2）Uo=E*ΔR1/R1ΔR1/R1=Uo/E
εx=ΔR1/R1/K=F/A*E
ΔR1/R1=(K*F)/(pi*r*r*E)
图
3
练习三：
一、填空
1、通常传感器由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。
2.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；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K下降了，这种现象称为横向效应。
3.差动变压器式传感器理论上讲，衔铁位于中心位置时输出电压为零，而实际上差动变压器输出电
压不为零，我们把这个不为零的电压称为零点残余电压；利用差动变压器测量位移时，如果要求区别位移方向（或正负）可采用
相敏检波电路。
4.把一导体（或半导体）两端通以控制电流I，在垂直方向施加磁场B，在另外两侧会产生一个与控
制电流和磁场成比例的电动势，这种现象称霍尔效应，这个电动势称为霍尔电势。外加磁场使半导体（导体）的电阻值随磁场变化的现象成磁阻效应。
5.某些电介质当沿一定方向对其施力而变形时内部产生极化现象，同时在它的表面产生符号相反的
电荷，当外力去掉后又恢复不带电的状态，这种现象称为正压电效应；在介质极化方向施加电场时电介质会产生形变，这种效应又称逆压电效应。
6.在光线作用下电子逸出物体表面向外发射称外光电效应；相应的器件如光电管、光电倍增管入
射光改变材料内部电阻率的现象称光电导效应；相应的器件如光敏电阻半导体材料吸收光能后在PN结上产生电动式的效应称光生伏特效应。相应的器件如光电池、光电仪表。
7、块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内部会产生一圈圈闭合的
电流，利用该原理制作的传感器称电涡流传感器；这种传感器只能测量金属物体。
8、最小二乘法的原理：各测量值的残余误差平方和最小。
9、随机误差的特点：单峰性对称性有界性补偿性
二、选择：
1、仪表的精度等级是用仪表的(C)来表示的。A.相对误差B 绝对误差 C.引用误差
2、下列测力传感器中，属于发电型测力传感器的是(B)
A.自感式传感器B压电式传感器 C.电容式传感器 D.应变式传感器
三、分析简答：
1、什么是粗大误差？如何判断测量数据中存在粗大误差？
在一定条件下，测量结果明显偏离真值时所对应的误差，称为粗大误差。如果某个数据与测量平均值之间的差大于3倍的标准差，那么认为那个数据是粗大误差。
2、试述应变片温度误差的概念、产生原因和补偿办法?
应变片的温度补偿方法：通常有线路补偿法和应变片自补偿两大类。
应变片温度误差的概念:在使用的过成中，温度变化会产生附加的温度应变
4、简述相敏检波电路的工作原理
模拟PSD：使用乘法器，通过与待测信号频率相同的参考信号与
待测信号相乘，其结果
通过低通滤波器得到与待测信号幅度和相位相关的直流信号。数字PSD：使用与待测信号频率相同的参考信号控制同步整流电路，对待测信号的同步
整流结果通过低通滤波器得到与待测信号幅度和相位相关的直流信号。
5、简述环形二极管充放电法测电容的基本原理。
电容器的基本作用既是充电和放电，于是直接利用此充电和放电的功能便是电容器的主要用途之一。
在此用途中的电容器，在供给能量高于需求时即予吸收并储存，而当供给能量低于需求或没有能量供给时，此储存的能量即可放出。
在整流电路，二极管仅导通下半周的电流，在导通期间把电能储存于电容器上，在负半周时，二极管不导电，此时负载所需的电能唯赖电容器供给
6、画出压电元件的两种等效电路
7、简述霍尔片不等位电势的产生原因？减少不等位电势的方法？
产生：受到了电场或磁场的干扰
方法：采用电流和磁场换向的对称测量法。
8、什么是霍尔电势？霍尔电势与哪些因素有关？
当一块半导体薄片置于磁场中有电流流过时，电子将受到洛伦兹
力的作用而发生偏转，在半导体薄片的另外两端将产生霍尔电动势。
因素：控制电流、磁感应强度、薄片的厚度、半导体材料中的电子浓度
9、光电效应可分几类？说明其原理及相应的光电器件？
光电效应分为：外光电效应和内光电效应。
外光电效应：指在光的照射下，材料中的电子逸出表面的现象。光电管及光电倍增管均属这一类。内光电效应：指在光的照射下，材料的电阻率发生改变的现象。光敏电阻即属此类。
一.单项选择题
1、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B级，另一家仪器厂需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于0.9%，应购买C级的压力表。
A.0.2
B.0.5
C. 1.0
D. 1.5
2、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B。
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C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B。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 1.4V，该误差属于A。
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D。
A.提高精度
B.加速其衰老
磁电式传感器的汽车检测系统设计
摘要 汽车车速传感器设计是一种智能限速装置，利用速度传感器将转变成的电压信号输送给ECU（Electronic Control Unit）,来控制速度，速度达到规定值时切断电路达到限速的目的。本文介绍了限速装置的工作原理，详细讲述了系统的组成、原理和测试方法。系统采用硬件建软件对测量过程及测量结果进行处理。与传统的限速装置相比，此限速器具有结构简单、新颖、易于实现的特点。实验证明在整个调速范围内都取得了良好的效果，系统具有良好的稳态精度及动态响应性能，同时也提高了限速装置的整体性能。 关键词 数据采集控制装置磁电式传感器
目录 摘要................................... 错误！未定义书签。前言................................................... III 1传感器的工作原理.. (1) 1.1汽车车速传感器的工作原理 (1) 1.2汽车磁电式车速传感器 (1) 1.3控制装置的工作原理 (2) 2车辆限速装置的设计 (4) 2.1控制装置系统的设计 (4) 2.2数据采集系统的设计 (5) 2.3系统总体设计 (6) 3车辆限速装置的性能测试 (8) 3.1性能指标 (8) 3.2测试方法与结果 (8) 3.3干扰问题 (9) 4汽车车速传感器装置的应用 (9) 5汽车车速传感器装置的发展趋势 (10) 结论.................................................... I 参考文献 (1)
前言 随着电子技术的发展，汽车电子化程度不断提高，通常的机械系统已经难以解决某些与汽车功能要求有关的问题，而被电子控制系统代替。传感器的作用就是根据规定的被测量的大小，定量提供有用的电输出信号的部件，亦即传感器把光、时间、电、温度、压力及气体等的物理、化学量转换成信号的变换器。传感器作为汽车电控系统的关键部件，它直接影响汽车的技术性能的发挥。 近年来，汽车保有量迅速增加，车辆安全性已成为人们最关心的问题。为了保障人民生命财产安全，政府部门制定了相关的道路交通安全法规，为了满足安全法规和消费者对车辆安全性的要求，厂商采取了多方面措施来改善车辆的安全性能，其中电子技术起了很大的作用。随着现代电子技术的发展，车辆电子化的程度越来越高，车辆传感器成为汽车电子控制系统的重要组成部件，也是车辆电子技术领域研究的核心技术之一。车辆内传感器的工作环境十分恶劣，因此对传感器的要求也十分严格。这些传感器必须要经受40℃～150℃的温度变化，而且要求精度高、可靠性好、反应快、抗干扰和抗振动能力强，才能准确地实时检测车辆运行的有关状态，速度传感器是列车安全行驶的重要设备，它能否稳定工作，将直接影响到车辆的正常运行。 作为现代信息技术三大支柱之一的传感器技术,已成为21世纪人们在高新技术发展方面争夺的一个制高点。在现代汽车电子控制中，传感器广泛用于发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和导航系统中，传感器的使用数量和技术水平决定了现代车辆控制系统的性能，为汽车性能的改善提供了有力保障。传感器是汽车电子控制系统的信息源，是促进汽车高档化、电子化、自动化的关键部件，也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。普通汽车上大约装有10-20只传感器，高级豪华轿车则更多。传感器能及时识别外界和系统本身的变化，对温度、压力、位置、转速、体积流量等信息进行实时、准确的测量，并将信息传递给电脑进行处理，从而实现汽车各系统的电子控制。现代社会对车辆性能的要求越来越高，促使汽车传感器技术不断发展，今后汽车传感器的发展趋势是实现微型化、智能化和多功能化，开发新材料、新工艺和新型传感器。
传感器与检测技术题库
《传感器与检测技术》题库 一、名词解释 二、单项选择题 3.某采购员分别在三家商店购买100 kg大米.10 kg苹果.1 kg巧克力，发现均缺少约0.5 kg，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是 B 。 A.绝对误差 B.示值相对误差 C.满度相对误差 D.精度等级 4.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 C 左右为宜。 A.3 倍 B.1.0 倍 C.1.5 倍 D.0.75 倍 5.用万用表交流电压档(频率上限仅为 5 kHz)测量频率高达500 kHz.10 V左右的高频电压，发现示值还不到 2 V，该误差属于B 。 A.系统误差 B.粗大误差 C.随机误差 D.动态误差 6.用万用表交流电压档(频率上限仅为5 kHz)测量5号干电池电压，发现每次示值均为1.8 V，该误差属于 A 。 A.系统误差 B.粗大误差 C.随机误差 D.动态误差 7.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 D 。
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 8.有一温度计，它的测量范围为0～200 ℃，精度为0. 5级，试求 该表可能出现的最大绝对误差为 A 。 A.1℃ B.0.5℃ C.10℃ D.200℃ 9.有一温度计，它的测量范围为0～200 ℃，精度为0.5 级，当示值 为20 ℃时的示值相对误差为 B A.1℃ B.5％ C.1％ D.10％ 10.有一温度计，它的测量范围为0～200 ℃，精度为0.5 级，当示 值为100 ℃时的示值相对误差为 C 。 A. 1℃ B.5％ C. 1％ D.10％ 11.欲测240 V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于 0.6%，若选用量程为 250 V电压表，其精度应选 B 级。 A. 0.25 B.0.5 C. 0.2 D.1.0 12.欲测240 V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于 0.6%，若选用量程为 300 V，其精度应选 C 级。 A.0.25 B. 0.5 C. 0.2 D.1.0 13.欲测240 V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于
《传感器与检测技术》实验实施方案1
自考“机电一体化”专业衔接考试《传感器与检测技术》课程 实验环节实施方案 一、实验要求 根据《传感器与检测技术》课程教学要求，实验环节应要求完成3个实验项目。考虑到自考课程教学实际情况，结合我院实验室的条件，经任课教师、实验指导教师、教研室主任和我院学术委员会认真讨论，确定开设3个实验项目。实验项目、内容及要求详见我院编制的《传感器》课程实验大纲。 二、实验环境 目前，我院根据编制的《传感器》课程实验大纲，实验环境基本能满足开设的实验项目。实验环境主要设备为： 1、486微机配置 2、ZY13Sens12BB型传感器技术实验仪 三、实验报告要求与成绩评定 学生每完成一个实验项目，要求独立认真的填写实验报告。实验指导教师将根据学生完成实验的态度和表现，结合填写的实验报告评定实验成绩。成绩的评定按百分制评分。 四、实验考试 学生在完成所有实验项目后，再进行一次综合性考试。教师可以根据学生完成的实验项目，综合出3套考试题，由学生任选一套独立完成。教师给出学生实验考试成绩作为最终实验成绩上报。 五、附件
附件1 《传感器与检测技术》课程实验大纲 附件2 实验报告册样式 以上对《传感器与检测技术》课程实验的实施方案，妥否，请贵校批示。 重庆信息工程专修学院 2009年4月14日
附件1 《传感器与检测技术》课程实验教学大纲 实验课程负责人：段莉开课学期：本学期 实验类别：专业课程实验类型：应用性实验 实验要求：必修适用专业：机电一体化 课程总学时：15 学时课程总学分： 1分 《传感器与检测技术》课程实验项目及学时分配
实验一 金属箔式应变片性能—单臂电桥 一、 实验目的 1、观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式。 2、测试应变梁变形的应变输出。 3、比较各桥路间的输出关系。 二、 实验内容 了解金属箔式应变片，单臂电桥的工作原理和工作情况。（用测微头实现） 三、 实验仪器 直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁测微头、一片应变片、电压表、主、副电源。 四、 实验原理 电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为： R Ku R ?=式中 R R ?为电阻丝电阻相对变化，K 为应变灵敏系数, l u l ?=为电阻丝长度相对变化，金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换 被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。对单臂电桥输出电压 14 O EKu U = 。 五、 实验注意事项 1、直流稳压电源打到±2V 档，电压表打到2V 档，差动放大增益最大。 2、电桥上端虚线所示的四个电阻实际上并不存在，仅作为一标记，让学生组桥容易。 3、做此实验时应将低频振荡器的幅度旋至最小，以减小其对直流电桥的影响。 六、 实验步骤 1、了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。上下二片梁的外表面各贴二片受力应变片和一片补偿应变片，测微头在双平行梁前面的支座上，可以上、下、前、后、左、右调节。 2、将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（＋）、负（－）、地短接。将差动放大器的输出端与电压表的输入插口Vi 相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使电压表显示为零，关闭主、副电源，拆去实验连线。 3、根据图１接线。R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻。R X =R4为应变片；将稳压电源的切换开关置±4V 档，电压表置20V 档。调节测微头脱离双平行梁，开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1，使电压表显示为零，然后将电压表置2V 档，再调电桥W1（慢慢地调），使电压表显示为零。
传感器与自动检测技术课后习题答案余成波主编
读书破万卷下笔如有神 一、1.1什么是传感器？传感器特性在检测技术系统中起什么作用？ 答：（1）能感受（或响应）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，通常由敏感元件和转换元件组成。（2）传感器是检测系统的第一个环节，其主要作用是将感知的被测非电量按一定的规律转化为某一种量值输出，通常是电信号。 1.2画出传感器系统的组成框图，说明各环节的作用。 答：（1）被测信息→敏感元件→转换元件→信号调理电路→输出信息 其中转换元件、信号调理电路都需要再接辅助电源电路；（2）敏感元件：感受被测量并输出与被测量成确定关系的其他量的元件；转换元件：可以直接感受被测量而输出与被测量成确定关系的电量；信号调理电路与转换电路：能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录和控制的有用电路。 1.3什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？如何用公式表征这些性能指标？ 答：（1）指检测系统的输入、输出信号不随时间变化或变化缓慢时系统所表现出得响应特性。（2）性能指标有：测量范围、灵敏度、非线性度、回程误差、稳定度和漂移、重复性、分辨率和精确度。（3）灵敏度：s=&y/&x；非线性度=B/A*100%；回程误差=Hmax/A*100%；不重复性 Ex=+-&max/Yfs*100%；精度：A=&A/ Yfs*100%； 1.4什么是传感器的灵敏度？灵敏度误差如何表示？ 答：（1）指传感器在稳定工作情况下输出量变化&y对输入量变化&x的比值；（2）灵敏度越高，测量精度就越大，但灵敏度越高测量范围就越小，稳定性往往就越差。 1.5什么是传感器的线性度？常用的拟合方法有哪几种？ 答：(1)通常情况下，传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线，在实际工作中，为使仪器（仪表）具有均匀刻度的读数，常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线，线性度就是这个近似程度的一个性能指标。（2）方法有：将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为一条拟合直线；将与特性曲线上个点偏差的平方和为最小理论直线作为拟合直线，此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。 二、2.1什么是测量误差？测量误差有几种表示方法？各有什么用途？ 答：（1）由于测量过程的不完善或测量条件的不理想，从而使测量结果偏离其真值产生测量误差。（2）有绝对误差、相对误差、引用误差、分贝误差。（3）绝对误差用来评价相同被测量精度的高低；相对误差可用于评价不同被测量测量精度的高低；为了减少仪器表引用误差，一般应在满量程2/3范围以上进行测量。 2.2按测量手段分类有哪些测量方法？按测量方式分类有哪些测量方法？ 答：（1）按测量手段分类：a、绝对测量和相对测量；b、接触测量和非接触测量；c、单项测量和综合测量；d、自动测量和非自动测量；e、静态测量和动态测量；f、主动测量和被动测量。（2）按测量方式分类：直接测量、间接测量和组合测量。 2.3产生系统误差的常见原因有哪些？常见减少系统误差的方法有哪些？ 答:原因有：a、被检测物理模型的前提条件属于理想条件，与实际检测条件有出入；b、检测线路接头之间存在接触电动势或接触电阻；c、检测环境的影响；d、不同采样所得测量值的差异造成的误差；e、人为造成的误读等等。 2.4什么是准确度、精密度、精确度？并阐述其与系统误差和随机误差的关系？ 答：测量的准确度是指在一定的实验条件下多次测定的平均值与真值相符合的程度，以误差来表示；它表示系统误差的大小。精密度是指在相同条件下，对被测量进行多次反复测量，测得值之间的一致程度。反映的是测得值的随机误差。精密度高，不一定正确度高。精确度是指被测量的测得值之间的一致程度以及与其真值的接近程度，即精密度与正确度的综合概念。从测量误差的
《传感器与检测技术》全套教案
!知识目标：掌握接近开关的基本工作原理，了解各种接近开关的环境特性及使用方法，掌握应用接近开 T丨关进行工业 技术检测的方法 教学■ 口h I能力目标：对不同接近开关进行敏感性检测，使用霍尔接近开关完成转动次数的测量。 目标！ i素质目标： ■ ■ ■ W ■?Fr??T??* 教学 重点 .■该学…t 难点i接近开关的基本工作原理 I ---一一 ^—--十一- ——一一-一-一一--- —一-- . - — - - _-一- --- 教学］理实一体千 輕丨实物讲解手段!小组讨论、协作 接近开关的应用 教学! 学时丨10 教学内容与教学过程设计 1理论学习〗 项目一开关量检测 任务一认识接近开关 一、霍尔效应型接近开关 1.霍尔效应 霍尔效应的产生是由于运动电荷在磁场作用下受到洛仑兹力作用的结果。把N型半导体薄片放在磁场中，通以固定方向的电流i图1-2霍尔效应 么半导体中的载流子（电子）将沿着与电流方向相反的方向运动。 如图1-2所示，i || （从a点至b点），那\ I讲解霍尔效应基i本原 理，及霍尔电 I动势。 2.霍尔元件 霍尔元件的结构简单，由霍尔片、四根引线和壳体组成，如图1-3 所示。 图1-3 霍尔元件
—H ■ ——= H H H —H ■ ■ H H H H — H I 3.霍尔原件的性能参数 1）额定激励电流 2）灵敏度KH 3）输入电阻和输出电阻 4）不等位电动势和不等位电阻 5）寄生直流电动势 6）霍尔电动势温度系数 4.霍尔开关 霍尔开关是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，可把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。 图1-6霍尔开关 5.霍尔传感器的应用 1）霍尔式位移传感器 霍尔元件具有结构简单、体积小、动态特性好和寿命长的优点，有功功率及电能 参数的测量，也在位移测量中得到广泛应用。 1-7 霍尔式位移传感器的工作原理图 2）霍尔式转速传感器 图1-8所示的是几种不同结构的霍尔式转速传感器。 图1-8 几种霍尔式转速传感器的结构 3）霍尔计数装置 图1-9所示的是对钢球进行计数的工作示意图和电路图。当钢球通过霍尔开关传感器 时，传感器可输出峰值20 mV的脉冲电压，该电压经运算放大器（卩A741）放大后，驱动半导 蒞H尤 ｛牛 吐n惑坳强屢曲同的传黑 器 霜晦疋件 \ -Av 骷］罰腋的怖楞传想 器 雷耳朮件 At 畑铀构柑同的拉牌传感盟 1 了解霍尔传感器 I i的应用。 它不仅用于磁感应强度、 U) 2
无线传感器检测系统
边坡监测传感器系统的硬件设计 尧春燕余清华林兴立 （暨南大学土木工程系广州510632） 摘要：本文从系统组成、工作原理及硬件设计三个方面详细介绍本创新成果——边坡监测传感器系统。 无线传感器网络WSN是随着微电子技术、计算机技术和无线通信技术的进步而兴起的一项新技术，它由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织网络系统，其目的是协作地感知、采集、和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。本课题将无线传感器网络应用于边坡稳定的长期监测，可以实现一天二十四小时自动监测，从而实时获取精确的监测数据，具有自动化、智能化程度高和效率高等特点。 1、边坡监测传感器系统组成 本边坡监测传感器系统基于无线传感器网络,其主要由硬件部分和软件部分组成，硬件部分包括监测区域内的节点模块、基站模块（中继）、GPRS模块和监测中心计算机；软件部分包括单片 机控制程序和监测中心计算机中的应用程序。系统中每一部分都是模块化的，具有结构紧凑、易于维护等优点。 传感器系统组成简图
2、系统的工作原理 本监测系统主要有数据采集、数据传输、数据转换并加入数据库、数据处理五项功能。数据采集由监测区域内各节点完成，监测区域内的节点组成数据采集网络，单个节点可以是加速度传感器、土压力传感器、孔隙水压力传感器、温度传感器等及其组合，用于测量该节点各层土体中的土压力、土体位移、孔隙水压力、土体温度等数据，并将数据通过传感器内置的单片机进行初步处理，再通过埋设的电缆把数据传递给埋设在表层的无线发射装置。各节点的无线发射装置将数据汇集到监测区域的基站中，数据采集过程完成。数据传输过程则由基站将数据通过GPRS发射装置发送到无线GSM网络，经由国际互联网，传递到数据接收终端（这里采用个人计算机）。终端接收到数据后，数据采集装换软件将数据纳入数据库。数据库处理软件便可以通过长期监测建立起来的数据库调用数据，列出供人查询，更进一步，软件可以根据数据绘制出边坡位移、压力、温度等曲线，直观的将边坡的变化呈现出来，通过设定位移等参数的阀值，并设置数据自动更新，可以动态地监测边坡的变化并在数据达到阀值时发出报警。 3、传感器系统硬件设计： 3、1、传感器模块（原理参照中期成果） 加速度传感器、电阻应变式土压力传感器以及温度传感器。由于本系统主要用来监测边坡位移，因此节点设计的重点放在加速度传感器上。 本设计采用MMA7260Q高集成度三轴加速度传感器。MMA7260Q是一种低成本单芯片三轴向高灵敏度加速度传感器，基于表面微机械结构，集成信号调理电路、单极点低通滤波器和温度补偿部分，并且具有4种不同的灵敏度选择模式。滤波器截止频率已在出厂前设定，不需要外部调整。同时它包含一种睡眠模式，使其成为小型电池供电便携式设备的理想之选。MMA7260Q能在XYZ三个轴向上以极高的灵敏度读取低重力水平的坠落、倾斜、移动、放置、震动和摇摆，它是同类产品中的第一个单芯片三轴向加速器。主要具有以下特点：①XYZ：在一个设备中提供三轴向检测灵敏度。②可选灵敏度：1．5、2、4和6 g。③低功耗：500uA 。 ④睡眠模式：3uA ，是电池供电的手持电子产品的理想之选。⑤低压运行：2．2—3．6 V。⑥快速启动：lms。⑦低噪音：达到更高的分辨率、更高的精确度。 ⑧封装：16引脚6 mm×6 mm×1．45 mm方体扁平封装(QFN)。
传感器与检测技术题库
一、选择题 1.传感器的线性范围愈宽，表明传感器工作在线性区域内且传感器的（A） A.工作量程愈大C.精确度愈高 B.工作量程愈小D.精确度愈低 2.属于传感器动态特性指标的是（B） A.固有频率C.阻尼比 B.灵敏度D.临界频率 3.封装在光电隔离耦合器内部的是（D） A两个光敏二极管 C一个光敏二极管和一个光敏三极管B两个发光二极管 D一个发光二极管和一个光电三极管 4.适合在爆炸等极其恶劣的条件下工作的压力传感器是（B） A.霍尔式C.电感式 B.涡流式D.电容式 5.当某晶体沿一定方向受外力作用而变形时，其相应的两个相对表面产生极性相反的电荷，去掉外力时电荷消失，这种现象称为（D） A压阻效应B应变效应C霍尔效应D压电效应 6.热电偶式温度传感器的工作原理是基于（B） A.压电效应C.应变效应 B.热电效应D.光电效应 7.矿灯瓦斯报警器的瓦斯探头属于（A） A.气敏传感器C.湿度传感器 B.水份传感器D.温度传感器 8.高分子膜湿度传感器用于检测（D） A.温度C.绝对湿度 B.温度差D.相对湿度 9.下列线位移传感器中，测量范围最大的类型是（B） A自感式B差动变压器式C电涡流式D变极距电容式10. ADC0804是八位逐次逼近型的（B） A.数/模转换器C.调制解调器 B.模/数转换器D.低通滤波器 11.热电偶的热电动势包括（A） A接触电势和温差电势B接触电势和非接触电势
C非接触电势和温差电势D温差电势和汤姆逊电势 12. 为了进行图像处理，应当先消除图像中的噪声和不必要的像素，这一过程称为（C） A 编码 B 压缩 C 前处理 D 后处理 13热敏电阻式湿敏元件能够直接检测（B） A相对湿度B绝对湿度C温度D温度差 14衡量在同一工作条件下，对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的不一致程度的指标是（A） A.重复性C.线性度 B.稳定性D.灵敏度 15热电偶传感器通常利用电桥不平衡原理进行补偿，其作用是（C） A扩大量程B提高灵敏度C确保测量精度D提高测量速度 16.便于集成化的有源带通滤波器由运算放大器和（A） A RC网络组成 B LC网络组成 C RL网络组成 D RLC网络组成 17.在下列传感器中，将被测物理量的变换量直接转换为电荷变化量的是（A）A压电传感器B电容传感器C电阻传感器D电感传感器 18.灵敏度高，适合测量微压，频响好，抗干扰能力较强的压力传感器是（A） A.电容式C.电感式 B.霍尔式D.涡流式 19.适合于使用红外传感器进行测量的被测物理量是（D） A厚度B加速度C转速 D 温度 20.欲检测金属表面裂纹采用的传感器是（B） A压磁式B电涡流式C气敏式D光纤式 21.相邻信号在导线上产生的噪声干扰称为（B） A电火花干扰B串扰C共模噪声干扰D差模噪声干扰
传感器与检测技术实验报告
“传感器与检测技术”实验报告 学号： 913110200229 姓名：杨薛磊 序号： 83
实验一电阻应变式传感器实验 （一）应变片单臂电桥性能实验 一、实验目的：了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。 二、基本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。 三、需用器件与单元：主机箱中的±2V～±10V（步进可调）直流稳压电源、±15V直流 1位数显万用表（自备）。 稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码； 4 2 四、实验步骤： 应变传感器实验模板说明：应变传感器实验模板由应变式双孔悬臂梁载荷传感器（称重传感器）、加热器+5V电源输入口、多芯插头、应变片测量电路、差动放大器组成。实验模板中的R1(传感器的左下)、R2(传感器的右下)、R3(传感器的右上)、R4(传感器的左上)为称重传感器上的应变片输出口；没有文字标记的5个电阻符号是空的无实体，其中4个电阻符号组成电桥模型是为电路初学者组成电桥接线方便而设；R5、R6、R7是350Ω固定电阻，是为应变片组成单臂电桥、双臂电桥（半桥）而设的其它桥臂电阻。加热器+5V是传感器上的加热器的电源输入口，做应变片温度影响实验时用。多芯插头是振动源的振动梁上的应变片输入口，做应变片测量振动实验时用。
传感器与检测技术期末考试试卷及答案
传感器与自动检测技术 一、填空题（每题3分） 1、传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。 2、金属材料的应变效应是指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。 3、半导体材料的压阻效应是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。 4、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。 5、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。 6、金属应变片的灵敏度系数是指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。 7、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。 8、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。 9、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。 10、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 11、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 12、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 13、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用
传感器与检测技术试卷及答案
传感器与检测技术试卷及答案 （（（（试卷一试卷一试卷一试卷一）））） 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Yn应选为（） A．0.301 B．0.303 C．0.308 D．0.315 10．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．4.88mV 11．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（）
《传感器与检测技术》试题及答案
《传感器与检测技术》试题 一、填空：（20分） 1，测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。（2分） 2.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小。 3、光电传感器的理论基础是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为 三类。第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、 光电倍增管；第二类是利用在光线作用下使材料部电阻率改变的光电 效应，这类元件有光 敏电阻；第三类是利用在光线作用下使物体部产生一定方向电动势的光生伏特效应，这类元 件有光电池、光电仪表。 4.热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的，其表达式为 Eab （T ，To ）=T B A T T B A 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ?+-。在热电偶温度补偿中补偿导线法（即冷端延长线法）是在连接导线和热电偶之间，接入延长线，它的作用是将热电偶的参考端移 至离热源较远并且环境温度较稳定的地方，以减小冷端温度变化的影响。 5.压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下，其部产生机械压力，从 而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产 生机械变形，这种现象称为负压电效应。（2分） 6. 变气隙式自感传感器，当街铁移动靠近铁芯时，铁芯上的线圈电感量（①增加②减小③ 不变）（2分） 7. 仪表的精度等级是用仪表的（① 相对误差 ② 绝对误差 ③ 引用误差）来表示的（2分） 8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（① 变面积型 ② 变极距型 ③ 变 介电常数型）外是线性的。（2分） 9. 电位器传器的（线性），假定电位器全长为Xmax, 其总电阻为Rmax ，它的滑臂间的阻值 可以用Rx = （① Xmax/x Rmax,②x/Xmax Rmax ,③ Xmax/XRmax ④X/XmaxRmax ）来计算， 其中电阻灵敏度Rr=（① 2p(b+h)/At , ② 2pAt/b+h, ③ 2A(b+b)/pt, ④ 2Atp(b+h)） 1、变面积式自感传感器，当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时，铁心上线圈 的电感量（①增大，②减小，③不变）。 2、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中，（①变面积型， ②变极距型，③变介电常数型）是线性的关系。 3、在变压器式传感器中，原方和副方互感M 的大小与原方线圈的匝数成（①正比， ②反比，③不成比例），与副方线圈的匝数成（①正比，②反比，③不成比例），与回路中磁 阻成（①正比，②反比，③不成比例）。 4、传感器是能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， 传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件 和产生可用信号输出的转换元件以及相应的信 号调节转换电路组成。 5、热电偶所产生的热电热是由两种导体的接触电热和单一导体的温差电热组成。 2、电阻应变片式传感器按制造材料可分为① _金属_ 材料和②____半导体__体材 料。它们在受到外力作用时电阻发生变化，其中①的电阻变化主要是由 _电阻应变效应 形 成的，而②的电阻变化主要是由 温度效应造成的。 半导体 材料传感器的灵敏度较大。 3、在变压器式传感器中，原方和副方互感M 的大小与 绕组匝数 成正比，与 穿过 线圈的磁通_成正比，与磁回路中 磁阻成反比，而单个空气隙磁阻的大小可用公式 __ 表示。 1.热电偶所产生的热电势是由两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的，其表达式 为E ab （T,T o ）=T B A T T B A 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ?+-。在热电偶温度补偿中，补偿导线法（即冷端延长线法）是在连接导线 和热电偶之间，接入延长线它的作用是将热电偶的参 考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方，以减小冷端温度变化的影响。（7分） 3.电位器或电阻传感器按特性不同，可分为线性电位器和非线性电位器。线性电位器的
传感器与检测技术实验的报告.doc
精品资料 “传感器与检测技术”实验报告 序号实验名称 1 电阻应变式传感器实验 2 电感式传感器实验 学号： 3 电容传感器实验913110200229 姓名：杨薛磊 序号：83
实验一电阻应变式传感器实验 （一）应变片单臂电桥性能实验 一、实验目的：了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。 二、基本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。 一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。此类传感 器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将弹性元 件的变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。 它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在 机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。 三、需用器件与单元：主机箱中的± 2V ～± 10V （步进可调）直流稳压电源、±15V 直 流稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码； 4 12位数显万用表（自备）。 四、实验步骤： 应变传感器实验模板说明：应变传感器实验模板由应变式双孔悬臂梁载荷传感器（称重传感器）、加热器 +5V 电源输入口、多芯插头、应变片测量电路、差动放大器组成。实验模 板中的 R1( 传感器的左下 )、R2( 传感器的右下 )、R3( 传感器的右上 )、R4( 传感器的左上)为称重传感器上的应变片输出口；没有文字标记的 5 个电阻符号是空的无实体，其中 4 个电阻 符号组成电桥模型是为电路初学者组成电桥接线方便而设；R5、R 6、R7是 350 Ω固定电阻， 是为应变片组成单臂电桥、双臂电桥（半桥）而设的其它桥臂电阻。加热器+5V是传感器 上的加热器的电源输入口，做应变片温度影响实验时用。多芯插头是振动源的振动梁上的应 变片输入口，做应变片测量振动实验时用。 1、将托盘安装到传感器上，如图 1 —4 所示。
传感器与检测技术期末考试试题与答案
第一章传感器基础 l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。 答：一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。下图给出了检测系统的组成框图。 检测系统的组成框图 传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。 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电压或电流信号。通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。 显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。 2.传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义? 依次为主称（传感器）被测量—转换原理—序号 主称——传感器，代号C； 被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表2； 转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表3； 序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等，（其中I、Q不用）。 例：应变式位移传感器：C WY-YB-20；光纤压力传感器：C Y-GQ-2。 3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法? 如何进行? 答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量。此时输出电压认可表示为U0，U0=U+△U，其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U来讲为一小量。如果采用偏差法测量，仪表必须有较大量程以满足U0的要求，因此对△U，这个小量造成的U0的变化就很难测准。测量原理如下图所示： 图中使用了高灵敏度电压表——毫伏表和电位差计，R r和E分别表示稳压电源的内阻和电动势，凡表示稳压电源的负载，E1、R1和R w表示电位差计的参数。在测量前调整R1使电位差计工作电流I1为标准值。然后，使稳压电源负载电阻R1为额定值。调整RP的活动触点，使毫伏表指示为零，这相当于事先用零位式测量出额定输出电压U。正式测量开始后，只需增加或减小负载电阻R L的值，负载变动所引起的稳压电源输出电压U0的微小波动值ΔU，即可由毫伏表指示出来。根据U0=U+ΔU，稳压电源输出电压在各种负载下的值都可以准确地测量出来。微差式测量法的优点是反应速度快，测量精度高，特别适合于在线控制参数的测量。
传感器与自动检测技术实验指导书.
传感器与自动检测技术验 指导书 张毅李学勤编著 重庆邮电学院自动化学院 2004年9月
目录 C S Y-2000型传感器系统实验仪介绍 (1) 实验一金属箔式应变片测力实验（单臂单桥） (3) 实验二金属箔式应变片测力实验（交流全桥） (6) 实验三差动式电容传感器实验 (9) 实验四热敏电阻测温实验 (12) 实验五差动变压器性能测试 (14) 实验六霍尔传感器的特性研究 (17) 实验七光纤位移传感器实验 (21)
CSY-2000型传感器系统实验仪介绍 本仪器是专为《传感器与自动检测技术》课程的实验而设计的，系统包括差动变压器、电涡流位移传感器、霍尔式传感器、热电偶、电容式传感器、热敏电阻、光纤传感器、压阻式压力传感器、压电加速度计、压变式传感器、PN结温度传感器、磁电式传感器等传感器件，以及低频振荡器、音频震荡器、差动放大器、相敏检波器、移相器、低通滤波器、涡流变换器等信号和变换器件，可根据需要自行组织大量的相关实验。 为了更好地使用本仪器，必须对实验中使用涉及到的传感器、处理电路、激励源有一定了解，并对仪器本身结构、功能有明确认识，做到心中有数。 在仪器使用过程中有以下注意事项： 1、必须在确保接线正确无误后才能开启电源。 2、迭插式插头使用中应注意避免拉扯，防止插头折断。 3、对从各电源、振荡器引出的线应特别注意，防止它们通过机壳造成短路，并 禁止将这些引出线到处乱插，否则很可能引起一起损坏。 4、使用激振器时注意低频振荡器的激励信号不要开得太大，尤其是在梁的自振 频率附近，以免梁振幅过大或发生共振，引起损坏。 5、尽管各电路单元都有保护措施，但也应避免长时间的短路。 6、仪器使用完毕后，应将双平行梁用附件支撑好，并将实验台上不用的附件撤 去。 7、本仪器如作为稳压电源使用时，±15V和0~±10V两组电源的输出电流之和 不能超过1.5A，否则内部保护电路将起作用，电源将不再稳定。 8、音频振荡器接小于100Ω的低阻负载时，应从LV插口输出，不能从另外两个 电压输出插口输出。
《传感器与自动检测技术》课后习题答案(余成波_主编)
一、1.1什么是传感器？传感器特性在检测技术系统中起什么作用？ 答：（1）能感受（或响应）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，通常由敏感元件和转换元件组成。（2）传感器是检测系统的第一个环节，其主要作用是将感知的被测非电量按一定的规律转化为某一种量值输出，通常是电信号。 1.2画出传感器系统的组成框图，说明各环节的作用。 答：（1）被测信息→敏感元件→转换元件→信号调理电路→输出信息 其中转换元件、信号调理电路都需要再接辅助电源电路； （2）敏感元件：感受被测量并输出与被测量成确定关系的其他量的元件；转换元件：可以直接感受被测量而输出与被测量成确定关系的电量；信号调理电路与转换电路：能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录和控制的有用电路。 1.3什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？如何用公式表征这些性能指标？答：（1）指检测系统的输入、输出信号不随时间变化或变化缓慢时系统所表现出得响应特性。（2）性能指标有：测量范围、灵敏度、非线性度、回程误差、稳定度和漂移、重复性、分辨率和精确度。（3）灵敏度：s=&y/&x；非线性度=B/A*100%；回程误差=Hmax/A*100%；不重复性Ex=+-&max/Yfs*100%；精度：A=&A/ Yfs*100%； 1.4什么是传感器的灵敏度？灵敏度误差如何表示？ 答：（1）指传感器在稳定工作情况下输出量变化&y对输入量变化&x的比值；（2）灵敏度越高，测量精度就越大，但灵敏度越高测量范围就越小，稳定性往往就越差。 1.5什么是传感器的线性度？常用的拟合方法有哪几种？ 答：(1)通常情况下，传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线，在实际工作中，为使仪器（仪表）具有均匀刻度的读数，常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线，线性度就是这个近似程度的一个性能指标。（2）方法有：将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为一条拟合直线；将与特性曲线上个点偏差的平方和为最小理论直线作为拟合直线，此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。 二、2.1什么是测量误差？测量误差有几种表示方法？各有什么用途？ 答：（1）由于测量过程的不完善或测量条件的不理想，从而使测量结果偏离其真值产生测量误差。（2）有绝对误差、相对误差、引用误差、分贝误差。（3）绝对误差用来评价相同被测量精度的高低；相对误差可用于评价不同被测量测量精度的高低；为了减少仪器表引用误差，一般应在满量程2/3范围以上进行测量。 2.2按测量手段分类有哪些测量方法？按测量方式分类有哪些测量方法？ 答：（1）按测量手段分类：a、绝对测量和相对测量；b、接触测量和非接触测量；c、单项测量和综合测量；d、自动测量和非自动测量；e、静态测量和动态测量；f、主动测量和被动测量。（2）按测量方式分类：直接测量、间接测量和组合测量。 2.3产生系统误差的常见原因有哪些？常见减少系统误差的方法有哪些？ 答:原因有：a、被检测物理模型的前提条件属于理想条件，与实际检测条件有出入；b、检测线路接头之间存在接触电动势或接触电阻；c、检测环境的影响；d、不同采样所得测量值的差异造成的误差；e、人为造成的误读等等。 2.4什么是准确度、精密度、精确度？并阐述其与系统误差和随机误差的关系？ 答：测量的准确度是指在一定的实验条件下多次测定的平均值与真值相符合的程度，以误差来表示；它表示系统误差的大小。精密度是指在相同条件下，对被测量进行多次反复测量，测得值之间的一致程度。反映的是测得值的随机误差。精密度高，不一定正确度高。精确度是指被测量的测得值之间的一致程度以及与其真值的接近程度，即精密度与正确度的综合概念。从测量误差的角度来说，精确度（准确度）是测得值的随机误差和系统误差的综合反映。正确度是指被测量的测得值与其真值的接近程度。反映的是测得的系统误差。