下载文档原格式
1、如何改善单组式变极距型电容传感器的非线性？答：对于变极距单组式电容器由于存在着原理上的非线性，所以在实际应用中必须要改善其非线性。
改善其非线性可以采用两种方法。
（1）使变极距电容传感器工作在一个较小的范围内（0.01μm至零点几毫米），而且最大△δ应小于极板间距δ的1/5—1/10。
（2）采用差动式，理论分析表明，差动式电容传感器的非线性得到很大改善，灵敏度也提高一倍。
2、单组式变面积型平板形线位移电容传感器，两极板相对覆盖部分的宽度为4mm，两极板的间隙为0.5mm，极板间介质为空气，试求其静态灵敏度？若两极板相对移动2mm，求其电容变化量。
已知：b=4mm，δ=0.5mm，ε0=8.85×10－12F/m 求：（1）k=?；(2)若△a=2mm时△C=?。
6、画出电容式加速度传感器的结构示意图，并说明其工作原理。
答：电容式加速度传感器的结构示意图为：其中：1、5为两个固定极板；2为壳体；3为支撑弹簧片；4质量块；A面和B面为固定在质量块上的电容器的极板。
当测量垂直方向上直线加速度时，传感器的壳体2固定在被测振动体上，振动体的振动使壳体相对质量块运动，因而与壳体固定在一起的两固定极板1、5相对质量块4运动，致使上固定极板5与质量块4的A面组成的电容器Cx1以及下固定极板与质量块4的B面组成的电容器Cx2随之改变，一个增大，一个减小，它们的差值正比于被测加速度，而实现测量加速度的目的。
1、某霍尔元件l 、b 、d 尺寸分别为1.0cm ×0.35cm ×0.1cm ，沿l 方向通以电流I =1.0mA ，在垂直于lb 面方向加有均匀磁场B=0.3T ，传感器的灵敏度系数为22V/A ·T ，试求其输出霍尔电动势及载流子浓度。
已知：l ×b ×d=1.0cm ×0.35cm ×0.1cm ；I =1.0mA ；B=0.3T ；k H =22V/A ·T ；求：U H =?；n=？解：如图IB IB V IB k U H H 33106.63.0100.122--⨯=⨯⨯⨯==2、试说明霍尔式位移传感器的输出U H 与位移x 成正比关系。
一、选择题1、回程误差表明的是在（）期间输出——输入特性曲线不重合的程度。
( D )A、多次测量B、同次测量C、不同测量D、正反行程2、传感器的下列指标全部属于静态特性的是（）( C )A、线性度、灵敏度、阻尼系数B、幅频特性、相频特性、稳态误差C、迟滞、重复性、漂移D、精度、时间常数、重复性3、（）是采用真空蒸发或真空沉积等方法，将电阻材料在基底上制成一层各种形式敏感栅而形成应变片。
这种应变片灵敏系数高，易实现工业化生产，是一种很有前途的新型应变片。
( D )A、箔式应变片B、半导体应变片C、沉积膜应变片D、薄膜应变片4、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（）。
( C )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5、金属丝的电阻随着它所受的机械变形（拉伸或压缩）的大小而发生相应的变化的现象称为金属的（）。
( B )A、电阻形变效应B、电阻应变效应C、压电效应D、压阻效应6、下列说法正确的是（）。
( D )A、差动整流电路可以消除零点残余电压，但不能判断衔铁的位置。
B、差动整流电路可以判断衔铁的位置，但不能判断运动的方向。
C、相敏检波电路可以判断位移的大小，但不能判断位移的方向。
D、相敏检波电路可以判断位移的大小，也可以判断位移的方向。
7、随着人们对各项产品技术含量的要求的不断提高，传感器也朝向智能化方面发展，其中，典型的传感器智能化结构模式是（）。
( B )A、传感器+通信技术B、传感器+微处理器C、传感器+多媒体技术D、传感器+计算机二、判断题线性测量系统的灵敏度是时间的线性函数。
( F )涡流传感器一般不能用来测量钢板厚度。
( F )电感式传感器根据结构形式可分为自感式和互感式两种。
( F )光生伏特效应属于内光电效应的一种。
( T )引用误差反映了一个检测装置的综合性能指标，用来作为检测仪表的分类标准。
《用传感器测磁感应强度》作业设计方案一、作业目标1、让学生了解磁感应强度的概念和物理意义。
2、掌握使用传感器测量磁感应强度的基本原理和方法。
3、培养学生的实验操作能力、数据分析能力和解决问题的能力。
4、激发学生对物理实验的兴趣，提高学生的科学素养。
二、作业内容1、理论知识预习（1）布置学生预习磁感应强度的相关知识，包括定义、单位、公式等。
（2）让学生了解常见的磁场产生方式，如永磁体、通电直导线、通电螺线管等。
2、实验准备（1）准备实验器材，如霍尔传感器、数据采集器、计算机、永磁体、通电螺线管、电源等。
（2）向学生介绍实验器材的使用方法和注意事项。
3、实验操作（1）测量永磁体周围的磁感应强度将霍尔传感器放置在永磁体周围的不同位置，记录数据采集器上显示的磁感应强度值。
改变传感器与永磁体的距离，观察磁感应强度的变化。
（2）测量通电直导线周围的磁感应强度连接好电路，使通电直导线通过一定大小的电流。
将霍尔传感器沿着直导线的垂直方向移动，测量不同位置的磁感应强度。
（3）测量通电螺线管内部的磁感应强度将霍尔传感器插入通电螺线管内部的不同位置，测量磁感应强度。
改变电流大小，观察磁感应强度的变化。
4、数据处理与分析（1）学生将实验中测量的数据记录在表格中。
（2）根据数据绘制磁感应强度与位置的关系曲线。
（3）分析实验数据，讨论磁感应强度的分布规律。
5、问题思考与讨论（1）比较不同实验条件下测量得到的磁感应强度，分析影响磁感应强度大小的因素。
（2）思考霍尔传感器测量磁感应强度的误差来源，并提出减小误差的方法。
（3）探讨如何利用所学知识，设计一个更精确的磁感应强度测量方案。
三、作业要求1、学生在实验过程中要认真操作，如实记录数据。
2、实验完成后，及时整理实验器材，保持实验室整洁。
3、独立完成实验报告，包括实验目的、实验步骤、实验数据、数据分析和结论等内容。
4、在讨论环节中，积极参与，发表自己的观点和看法。
四、作业评价1、实验操作评价（1）观察学生在实验中的操作是否规范、熟练。
《传感器的应用》作业设计方案一、设计背景：传感器是一种能够感知环境中各种物理量并将其转换为电信号的设备，广泛应用于工业、农业、医疗等领域。
本次作业旨在让学生了解传感器的基本原理和应用，并通过实际操作加深对传感器的理解。
二、设计目标：1. 了解传感器的基本原理和分类；2. 掌握传感器在不同领域的应用；3. 能够设计简单的传感器应用实验。
三、设计内容：1. 进修任务：（1）阅读相关教材或资料，了解传感器的基本原理和分类；（2）查阅资料，了解传感器在工业、农业、医疗等领域的应用。
2. 实践任务：（1）设计一个简单的传感器应用实验，如温度传感器检测环境温度；（2）记录实验过程和结果，撰写实验报告。
四、设计步骤：1. 进修任务：（1）预习阶段：学生自主阅读相关资料，了解传感器的基本原理和分类；（2）教室授课：教师讲解传感器的基本原理和应用，引导学生思考传感器在实际生活中的应用途景。
2. 实践任务：（1）实验准备：学生准备实验所需材料，如温度传感器、Arduino开发板等；（2）实验操作：学生根据设计的实验方案，进行实验操作并记录数据；（3）实验分析：学生分析实验结果，总结实验过程中的问题和经验教训；（4）实验报告：学生撰写实验报告，包括实验目标、方法、结果和结论。
五、评判方式：1. 进修任务评判：考察学生对传感器基本原理和分类的理解水平；2. 实践任务评判：考察学生设计实验的能力和实验操作的准确性；3. 实验报告评判：考察学生实验报告的完备性和逻辑性。
六、作业要求：1. 按时完成进修任务和实践任务；2. 实验报告格式规范，内容完备。
七、参考资料：1. 《传感器技术与应用》2. 《Arduino入门教程》以上为《传感器的应用》作业设计方案，希望学生能够通过本次作业深入了解传感器的应用，提高实践能力和动手能力。
祝学生们顺利完成作业！。
《认识传感器》作业设计方案一、课程背景传感器是一种能够感知并转化物理量或化学量为电信号的装置。
在摩登科技领域中，传感器扮演着至关重要的角色，广泛应用于各种领域，如工业控制、环境监测、医疗仪器等。
本课程旨在让学生了解传感器的基本原理、分类、工作原理以及应用领域，培养学生对传感器的认识和兴趣。
二、教学目标1. 了解传感器的定义、分类和工作原理；2. 掌握传感器的常见应用领域；3. 能够设计简单的传感器应用实验；4. 培养学生的创新能力和动手能力。
三、教学内容1. 传感器的定义和分类；2. 传感器的工作原理；3. 传感器的应用领域；4. 传感器实验设计。
四、教学方法1. 理论讲解结合实例分析；2. 实验操作演示；3. 小组讨论和展示。
五、作业设计方案1. 作业一：传感器调查报告要求学生选择一个特定的传感器（如温度传感器、湿度传感器等），调查其原理、工作方式、应用领域以及市场需求。
撰写一份调查报告，并进行口头汇报。
2. 作业二：传感器应用设计学生根据实际需求，设计一个简单的传感器应用方案，包括传感器类型选择、工作原理、数据采集和处理方法等。
制作应用方案的演示文稿，并进行小组展示。
3. 作业三：传感器实验设计学生根据所学知识，设计一个简单的传感器实验，包括实验材料准备、实验步骤、数据采集和分析等内容。
完成实验报告，并进行实验结果展示。
六、评判方式1. 作业一：传感器调查报告，分析深度、表达清晰、结构合理；2. 作业二：传感器应用设计，创新性、实用性、演示效果；3. 作业三：传感器实验设计，实验设计合理、数据准确、结论明晰。
七、参考资料1. 《传感器技术与应用》2. 《传感器原理与应用》3. 《传感器与检测技术》以上是《认识传感器》作业设计方案的详细内容，希望能够帮助学生更好地了解传感器的相关知识，培养学生的实践能力和创新思维。
愿学生在本课程中取得优异的成绩，为未来的发展打下坚实的基础。
传感器课程课外作业（1）第一章1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6、1-7第二章P3362-1、2-3、2-6、2-11课堂练习1、有一电阻应变片(题图1)，其灵敏度S=2，R=160 Ω，V=3v设工作时其应变为l 000με，ΔR为多少?设将此应变片接成如图所示的电路，试求：(1)无应变时电流表示值；(2)有应变时电流表示值；(3)电流表指示值相对变化量；(4)试分析这个变量能否从表中读出2、有一悬臂梁，在其中部上、下两面各贴两片应变片，组成全桥，如题图1所示。
(1)请给出由这四个电阻构成全桥电路的示意图。
(2)若该梁悬臂端受一向下力F=1 N，长L=0．25 m，宽b=0．06m，厚t=0．003 m，E=70×109Pa，x=0．5L，应变片灵敏度系数S=2，应变片空载电阻R。
=160 Ω；试求此时这四个应变片的电阻值。
(注：εx=6（L-X）F/bEt2)。
第三章1．电容式传感器是将被测量的变化转换成[]变化一种传感器A.电容量B.电感量C.介电常数D.距离2.差动式电容传感器，不仅使灵敏度提高，而且非线性误差可以减小一个数量级。
第四章p3524-1、4-2、4-5、4-12第五章P3575-11、感器是将各种非电量（包括物理量、化学量、生物量等按转换成便于和的另一种物理量（一般为电量）的装置。
(见P1课文）。
2、传感器一般由、和，有时还需要加辅助电源。
第六章P3606-2、6-3、6-5第七章P3637-2、7-9、7-10第8章P3678-1、8-71、磁敏传感器有、、、、。
2、常用的光电器件有、、、、。
3、光敏电阻的性能好、灵敏度高，是指定给工作电压下（）。
Ａ．暗电阻大Ｂ．亮电阻大Ｃ．暗电阻与亮电阻的差值大Ｄ．暗电阻与亮电阻的差值小4、CCD图像传感器是利用CCD的光学转移和电荷转移的双重功能，从而将照射在CCD上的光学图像转移成了电信号“图像”。
《简易机器人常用传感器》作业设计方案第一课时一、设计背景：随着科技的不息进步，机器人技术已经逐渐走进人们的平时生活。
而机器人的核心功能之一就是能够感知四周环境，并依据环境的变化做出相应的反应。
因此，传感器作为机器人的“感觉器官”，在机器人设计中起着至关重要的作用。
本次作业旨在让同砚了解并精通常用的机器人传感器，并利用这些传感器设计一个简易机器人。
二、设计目标：1. 了解机器人传感器的种类和作用；2. 精通传感器与控制系统之间的协作原理；3. 进行实际操作，设计一个具有基本感知能力的简易机器人。
三、设计内容：1. 机器人传感器介绍：本次设计将涉及到以下常用机器人传感器：- 光敏传感器：用于检测光线强度，实现机器人对光线的感知；- 超声波传感器：用于测量距离，实现机器人对四周环境的距离感知；- 红外传感器：用于检测物体的距离和避障，实现机器人在前进过程中的避障功能；- 陀螺仪传感器：用于检测机器人的角度和方向变化，实现机器人的姿态控制。
2. 传感器与控制系统协作原理：传感器卖力感知四周环境，并将感知到的数据传递给控制系统，控制系统依据接收到的数据做出相应的决策和控制机器人的挪动。
这种协作原理是实现机器人智能感知和自主运动的关键。
3. 简易机器人设计：基于上述传感器和控制系统的协作原理，设计一个简易机器人，要求具有以下功能：- 能够感知光线强度，并依据光线强度的变化调整自身运动方向；- 能够测量前方距离并避障；- 能够保持水平姿态并依据陀螺仪传感器调整角度。
四、设计步骤：1. 硬件部分：- 搭建机器人底盘，安装电机和轮子；- 毗连光敏传感器、超声波传感器、红外传感器和陀螺仪传感器；- 搭建控制系统，包括单片机和电机驱动模块。
2. 软件部分：- 编写传感器数据得到程序，并将数据传递给控制系统；- 编写控制系统程序，依据传感器数据调整机器人的运动和姿态。
3. 测试部分：- 对机器人进行光线强度、距离、避障和姿态稳定性的测试；- 调整程序，优化机器人的运动和姿态控制。
第一次作业：1、什么叫传感器？它由哪几部分组成？它们的相互作用及相互关系如何？答：传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律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（如图1 所示）。
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适于传输或测量的电信号部分。
敏感元件的输入是被测的非电量，如温度、压力、位移、加速度等，敏感元件的输出就是转换元件的输入，转换元件的输出是电量，如电压、电流、电容、电阻等，输出信号的形式由传感器的原理确定。
比如在金属电阻应变式传感器中，应变片是敏感元件，电阻丝是转换元件。
由于传感器输出信号一般都很微弱，需要有信号调理与转换电路，进行放大、运算调制等， 信号调理转换电路以及传感器的工作必须有辅助的电源， 因此信号调理转换电路以及所需的电源都应作为传感器组成的一部分。
2、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？如何标定？答：传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时输出与输入的关系。
如果被测量是一个不随时间变化，或随时间变化缓慢的量，可以只考虑其静态特性， 这时传感器的输入量与输出量之间在数值上一般具有一定的对应关系，关系式中不含有时间变量。
对静态特性而言，传感器的输入量x 与输出量y 之间的关系通常可用一个如下的多项式表示： y =a 0+a 1x +a 2x 2+…+a n x n 式中：a 0——输入量x 为零时的输出量；a 1，a 2，…，a n —— 非线性项系数。
各项系数决定了静态特性曲线的具体形式。
传感器的静态特性一般用下述5个性能指标来描述，如灵敏度、 迟滞、线性度、重复性和漂移等。
1、灵敏度：传感器的灵敏度是输出量增量Δy 与引起输出量增量Δy 的相应输入量增量Δx 之比。
用S 表示灵敏度，它表示单位输入量的变化所引起传感器输出量的变化，很显然， 灵敏度S 值越大， 表示传感器越灵敏。
《传感器的应用》作业设计方案一、作业目标1、让学生了解传感器的基本原理和类型。
2、帮助学生认识传感器在日常生活、工业生产、科学研究等领域的广泛应用。
3、培养学生观察和分析实际问题中传感器应用的能力。
4、激发学生对传感器技术的兴趣，鼓励学生探索创新应用。
二、作业内容（一）知识回顾1、要求学生回顾传感器的定义、工作原理和常见类型，如温度传感器、压力传感器、光电传感器等。
2、让学生简述传感器将物理量转换为电信号的过程。
（二）实际应用案例分析1、家庭生活中的传感器分析智能电饭煲中温度传感器的作用，如何实现精确控温，保证米饭的口感。
探讨烟雾报警器中烟雾传感器的工作原理，以及如何及时发出警报保障家庭安全。
2、工业生产中的传感器研究汽车生产线上压力传感器在零部件检测中的应用，如何确保产品质量。
了解自动化工厂中光电传感器在物料传输和设备控制中的作用。
3、医疗领域的传感器探究血糖仪中生物传感器的工作机制，如何快速准确测量血糖水平。
分析心电图机中电极传感器如何捕捉心脏电活动，辅助诊断心脏疾病。
4、环境监测中的传感器研究空气质量监测站中气体传感器对有害气体的检测，如何为环境保护提供数据支持。
了解水质监测设备中传感器如何测量水质参数，如 pH 值、溶解氧等。
（三）创新应用设想1、鼓励学生思考传感器在未来智能家居中的创新应用，如智能窗户根据光照自动调节透明度。
2、让学生设想传感器在智能交通领域的新应用，如道路状况实时监测系统。
（四）数据收集与分析1、学生选择一个感兴趣的传感器应用场景，收集相关数据，如传感器的性能参数、应用效果等。
2、对收集的数据进行分析，总结传感器在该场景中的优势和不足。
三、作业形式1、书面报告学生以书面形式完成案例分析和创新应用设想，要求逻辑清晰、表述准确。
2、小组讨论组织学生进行小组讨论，分享各自收集的数据和分析结果，互相交流和学习。
3、实物展示（可选）有条件的情况下，鼓励学生制作简单的传感器应用模型或实物，进行展示和讲解。
一、选择题1、回程误差表明的是在（）期间输出——输入特性曲线不重合的程度。
( D )A、多次测量B、同次测量C、不同测量D、正反行程2、传感器的下列指标全部属于静态特性的是（） ( C )A、线性度、灵敏度、阻尼系数B、幅频特性、相频特性、稳态误差C、迟滞、重复性、漂移D、精度、时间常数、重复性3、（）是采用真空蒸发或真空沉积等方法，将电阻材料在基底上制成一层各种形式敏感栅而形成应变片。
这种应变片灵敏系数高，易实现工业化生产，是一种很有前途的新型应变片。
( D )A、箔式应变片B、半导体应变片C、沉积膜应变片D、薄膜应变片4、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（）。
( C )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5、金属丝的电阻随着它所受的机械变形（拉伸或压缩）的大小而发生相应的变化的现象称为金属的（）。
( B )A、电阻形变效应B、电阻应变效应C、压电效应D、压阻效应6、下列说法正确的是（）。
( D )A、差动整流电路可以消除零点残余电压，但不能判断衔铁的位置。
B、差动整流电路可以判断衔铁的位置，但不能判断运动的方向。
C、相敏检波电路可以判断位移的大小，但不能判断位移的方向。
D、相敏检波电路可以判断位移的大小，也可以判断位移的方向。
7、随着人们对各项产品技术含量的要求的不断提高，传感器也朝向智能化方面发展，其中，典型的传感器智能化结构模式是（）。
( B )A、传感器+通信技术B、传感器+微处理器C、传感器+多媒体技术D、传感器+计算机二、判断题线性测量系统的灵敏度是时间的线性函数。
( F )涡流传感器一般不能用来测量钢板厚度。
( F )电感式传感器根据结构形式可分为自感式和互感式两种。
( F )光生伏特效应属于内光电效应的一种。
第一章1-1 什么是测量值的绝对误差、相对误差、引用误差答：绝对误差是指测量值与真值的差，绝对误差是有正、负并有量纲的，即x L ∆=-相对误差分为：实际相对误差和标称相对误差：实际相对误差是指：绝对误差在真值中所占的百分比，即100%Lδ∆=⨯， 由于真值L 往往无法知道，相对误差常用标称相对误差。
标称相对误差是指：绝对误差在实际测量值中所占的百分比，即100%xδ∆=⨯。
引用误差是指：绝对误差在仪表满量程中所占的百分比，即100%γ∆=⨯-测量范围上限测量范围下线Δ——绝对误差；x ——测量值； L ——真值。
1-2 用测量范围为-50~150kPa 的压力传感器测量140kPa 压力时，传感器测得示值为142kPa ，求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。
解：绝对误差 ：x L ∆=-()1421402kPa =-= 实际相对误差：2100%100% 1.43%140L δ∆=⨯=⨯≈ 标称相对误差：2100%100% 1.41%142x δ∆=⨯=⨯≈引用误差：2100%100%1%15050γ∆=⨯=⨯=-+测量范围上限测量范围下线1-3 什么是系统误差系统误差可分为哪几类系统误差有哪些检验方法如何减小和消除系统误差答：在同一测量条件下，多次测量被测量时，绝对值和符号保持不变，或在条件改变时，按一定规律（如线性、多项式、周期性等函数规律）变化的误差称为系统误差。
分两种：前者为恒值系统误差，后者为变值系统误差。
系统误差的检验方法：1.实验对比法2.残余误差观察法3.准则检测法系统误差的减小和消除：1.在测量结果中进行修正2.消除系统误差的根源3.在测量系统中采用补偿措施4.实时反馈修正第二章2-1 什么叫传感器它有哪几部分组成它们的作用及相互关系如何1、传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。
2、传感器由敏感元件、转换元件和辅助部件组成。
1．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。
2．已知某压力传感器的测定范围为0～10000Pa，输入特性表示为：y= (x—0.00007x2+2000)请问这种传感器能使用吗？3．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。
4．一台精度等级为0。
5级、量程范围为600-1200℃的温度传感器，它最大允许的绝对误差为多少?检验时某点最大绝对误差是4℃，问此表是否合格？5．图为一直流应变电桥，E = 4V，R1=R2=R3=R4=350Ω，求：①R1为应变片其余为外接电阻，R1增量为△R1=3.5Ω时，输出U0=?。
②R1、R2是应变片，感受应变极性大小相同，其余为固定电阻，电压输出U0=？。
③R1、R2感受应变极性相反，输出U0=?。
④R1、R2、R3、R4都是应变片，对臂同性，邻臂异性，电压输出U0=？。
6． 如果将100Ω电阻应变片贴在弹性试件上，若试件受力横截面积40.510S -=⨯m 2,弹性模量11210E =⨯N/m 2， 若有4510F =⨯N 的拉力引起应变电阻变化为1Ω。
求该应变片的灵敏度系数为多少？7． 一台用等强度梁作为弹性元件的电子秤，在梁的上下两面各贴两片相同的电阻应变片(K=2），如图a ）所示.已知l=100mm ，b=11 mm ，h=3mm ，4210E =⨯N/ mm 2。
现将四个应变片接入 图b ）所示直流桥路中,电桥电源电压U=6V 。
当F=0.5Kg 时，求电桥输出电压U 0=？。
8． 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圆柱上。
如图所示a ）所示,力F=1000Kg 。
圆柱断面半径r=1cm ，弹性模量7210E =⨯N/ cm 2,泊松比μ=0.3。
求:（1）画出应变片在圆柱上粘贴位置及相应测量桥路原理图；（2) 各应变片的应变?ε=,电阻相对变化量?R R∆= （3) 若供桥电压U=6V,求桥路输出电压U 0=？（4） 此种测量方式能否补偿环境温度对测量的影响？说明原因。
《传感器的应用》作业设计方案第一课时一、主题简介本作业设计旨在援助同砚深度理解传感器的基本原理和应用途景，提高他们的动手能力和解决问题的能力。
通过本次作业设计，同砚将学会如何利用传感器得到各种环境参数，并将其应用于实际问题中，从而培育他们的实践能力和创新思维。
二、作业设计内容1. 同砚将分为小组进行合作，每个小组由3-4人组成。
2. 每个小组将选择一个传感器进行探究，包括但不限于温度传感器、湿度传感器、光照传感器等，并探究其应用领域和性能特点。
3. 同砚将设计一个实践项目，结合所选传感器，解决一个实际问题。
例如，利用温度传感器监测室内温度，设计一个智能温控系统。
4. 同砚需要编写详尽的试验规划书，包括试验目标、试验步骤、数据采集方法、数据处理及分析等内容。
5. 同砚需要撰写试验报告，总结试验过程中遇到的问题及解决方法，以及试验结果的分析和结论。
三、作业设计步骤1. 分组确定课题：每个小组选择一个传感器和相应的应用途景。
2. 调研传感器知识：小组成员分工合作，收集关于所选传感器的资料，并进行整理和总结。
3. 设计试验方案：依据所选传感器的特点和应用途景，设计一个切实可行的试验方案，并列出所需材料和技术支持。
4. 实施试验：按照试验规划书的步骤进行试验，并记录试验数据。
5. 数据处理和分析：对试验数据进行处理和分析，得出结论并撰写试验报告。
6. 展示效果：每个小组向全班进行试验效果展示，分享试验过程中的心得体会和解决问题的阅历。
四、评分标准1. 试验设计合理性：20分2. 试验过程规范性：20分3. 数据处理和分析能力：30分4. 试验报告质量：20分5. 效果展示及团队合作：10分五、作业总结通过本次作业设计，同砚不仅能够深度了解传感器的原理和应用，还能够提高他们的实践能力和团队合作精神。
期望通过这样的实践活动，激发同砚对科学技术的爱好，培育他们解决实际问题的能力，为将来的科研和创新打下坚实基础。
传感器的作业题第⼀⼆三章1.传感器的定义：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：传感器是感知各种化学和物理的⾮电量并按照⼀定规律将其转换为可⽤电信号输出的装置或器件。
2.变送器的定义当传感器的输出为标准信号（DC 4-20mA）时，则称作变送器。
3线性度（⾮线性误差）：输出-输⼊校准曲线与某⼀选定拟合直线不吻合的程度称为传感器的“⾮线性误差”，或称为“线性度”。
4迟滞：迟滞表⽰传感器在正（输⼊量最⼤）、反（输⼊量减⼩）⾏程期间，输出-输⼊曲线不重合的程度。
5重复性：重复性表⽰传感器在同⼀⼯作条件下，被测输⼊量按同⼀⽅向作全程连续多次重复测量时，所得输出值（或校准曲线）的⼀致程度。
6精度：精度是反映系统误差和随机误差的综合误差指标。
⼀般⽤重复性、线性度、迟滞三项的⽅和根或简单代数和表⽰。
7灵敏度：灵敏度是传感器输出量增量与输⼊量增量之⽐。
8阈值：⼀个传感器的输⼊从零开始缓慢地增加时，只有在达到某⼀最⼩值后才测得出输出变化，这个最⼩值就称为传感器的阈值。
9分辨率（⼒）：是指当⼀个传感器的输⼊从⾮零的任意值缓慢地增加时，只有在超过某⼀输⼊增量后输出才显⽰有变化，这个输⼊增量称为传感器的分辨⼒。
有时⽤该值相对满量程输⼊值之百分⽐表⽰，则称为分辨率。
10时漂：时间漂移通常是指传感器零位随时间变化⽽变化的现象。
11零点温漂：通常是指传感器零位随温度变化⽽变化的现象。
12灵敏度温漂：是指传感器灵敏度随温度变化⽽变化的现象。
13最⼩⼆乘法原理的核⼼思想是：校准数据与拟合直线上相应值之间的残差平⽅和最⼩。
13最⼩⼆乘法原理可简述为“估计应满⾜残差（剩余）平⽅和为最⼩”。
14通常在阶跃函数作⽤下测定传感器动态性能的时域指标。
通常在正弦函数作⽤下测定传感器动态性能的频域指标。
15通常⽤哪四个指标来表⽰传感器动态性能的时域指标？答：(1) 时间常数Ｔ：输出值上升到稳态值y(∞)的63％所需的时间。
《认识常见的传感器》作业设计方案一、设计目标：本作业旨在帮助学生了解常见的传感器的类型、原理和应用，并通过实际操作和实验，加深对传感器的理解和应用能力。
二、设计内容：1. 介绍常见的传感器种类及其原理：包括光敏传感器、温度传感器、压力传感器、声音传感器等常见传感器的种类和工作原理。
2. 探讨传感器在不同领域的应用：通过案例分析和实例展示，让学生了解传感器在工业自动化、智能家居、医疗健康等领域的应用情况。
3. 实验操作：设计实验环节，让学生亲自动手操作常见传感器，进修传感器的毗连方法、数据采集和处理过程。
4. 思考讨论：引导学生思考传感器的发展趋势和未来应用方向，增进学生的创新思维和探索精神。
三、设计步骤：1. 进修传感器基础知识：学生起首通过教室讲解和自主进修，了解传感器的定义、分类、工作原理等基础知识。
2. 实验操作准备：老师准备实验所需的传感器设备、毗连线、计算机等工具，并制定详细的实验操作步骤。
3. 实验操作过程：学生按照实验步骤，依次毗连传感器设备，进行数据采集和处理，并记录实验结果。
4. 实验结果分析：学生根据实验结果，分析传感器的工作特性、数据变化规律，并撰写实验报告。
5. 思考讨论环节：老师组织学生展开讨论，探讨传感器在未来的发展方向和应用前景，鼓励学生提出自己的见解和想法。
四、评判方式：1. 实验报告评分：评估学生对传感器实验操作的掌握水平和分析能力，对实验报告的内容和结论进行评分。
2. 讨论表现评判：评估学生在讨论环节中的表现和思考深度，鼓励学生积极参与讨论，提出有价值的见解。
3. 教室表现评判：评估学生在进修过程中的表现和态度，包括教室积极性、合作精神等方面。
五、预期效果：通过本作业设计，学生将能够全面了解常见传感器的类型、原理和应用，掌握传感器的实际操作技能，培养学生的实践能力和创新思维。
同时，通过讨论和思考，激发学生对传感器技术的兴趣，为学生未来的科学钻研和工程实践打下良好基础。
《传感器及其应用》作业设计方案第一课时一、设计背景传感器是一种能够感知外部环境信号并将信号转化为电信号输出的器件。
在摩登科技进步中，传感器的应用越来越广泛，涉及到工业控制、医学诊断、环境监测等多个领域。
因此，了解传感器的原理、种类以及应用是分外重要的。
本作业旨在援助同砚深度了解传感器及其应用，提高他们的应用能力。
二、设计内容1. 进修目标-了解传感器的基本原理-熟识不同类型的传感器及其特点-精通传感器在实际应用中的各种情景2. 作业要求（1）基础理论部分：通过教室讲解和阅读相关资料，了解传感器的工作原理，种类、特点及其应用范围。
（2）实践部分：设计一个传感器应用途景，并实际操作传感器进行数据采集和处理。
（3）报告撰写：同砚需撰写一份包括理论知识、实践操作及数据分析的详尽报告。
三、设计步骤1. 阅读资料：同砚需要在教室上听取相关知识的讲解，并阅读相关资料，深度了解传感器的基本原理和应用范围。
2. 选题设计：同砚依据自己的爱好和实际状况，选择一个传感器应用途景进行设计，如温度传感器在恒温箱控制中的应用。
3. 试验操作：同砚在试验室中进行试验操作，搭建相应的试验装置，进行数据采集和分析。
4. 数据处理：同砚需要对试验中得到的数据进行处理和分析，得出结论。
5. 报告撰写：同砚需要撰写一份详尽的报告，包括选题背景、试验设计、数据分析及结论等内容。
四、评分标准1. 理论精通状况：10分2. 试验操作能力：10分3. 数据处理及分析能力：10分4. 报告撰写质量：10分五、参考资料1. 《传感器技术及应用》2. 《摩登传感器原理与应用》3. 网络相关资料六、注意事项1. 同砚需尊重试验室规定，保确认验安全。
2. 同砚需勤勉对待试验过程及数据处理，严禁造假。
3. 同砚需按时完成作业，报告提交时间不得延迟。
4. 同砚需尊重他人效果，抄袭行为将被严肃处理。
七、结语通过本次作业设计，期望同砚能够深度了解传感器的原理及其在各个领域的应用状况，提高他们的实践操作能力和数据处理能力，为将来的科研和工程实践打下坚实的基础。
1. 在信息科学领域，生物体“五官”的工程模拟物是（B ）A．计算机Ｂ．传感器Ｃ．遥感技术Ｄ．敏感元件2. 广义上讲，传感器为测量装置和控制系统输入部分中起（A ）A．信号检测作用Ｂ．信号传输作用Ｃ．数据处理作用Ｄ．数据传输作用3. 在传感器的分类中，按输入量的分类，免疫传感器属于（）A．物理传感器Ｂ．化学传感器Ｃ．生物传感器Ｄ．数字传感器4. 传感器是一种能把特定的被测信号按一定规律转换成可用信号输出的器件或装置，以满足信息的传输、处理、记录、显示和控制等要求。
这里“可用信号”指的是（）A．电压Ｂ．电流Ｃ．频率Ｄ．便于处理、传输的信号5. 从广义上讲，传感器能在测量装置和控制系统输入部分中所起的作用是（A）A．信号检测Ｂ．信号传输Ｃ．数据处理Ｄ．数据传输6. 传感器中能够完成预变换的器件称为（）A．敏感元件Ｂ．转换元件Ｃ．光电元件Ｄ．热电元件7. 传感器按输出量可分为模拟式传感器和（）A．电容式传感器Ｂ．数字式传感器Ｃ．物理量传感器Ｄ．化学量传感器8. 在传感器的中，能够完成预变换的器件称为（）A．敏感元件Ｂ．转换元件Ｃ．热敏电阻Ｄ．光电器件9. 以下传感器具有能量放大作用的是（）A．发电型Ｂ．有源型Ｃ．无源型Ｄ．光电池10. 对传感器输出-输入特性线性化的以下方法中，拟合精度最高的是（）A．过零旋转法Ｂ．最小二乘法Ｃ．端点连线法Ｄ．端点平移法11. 在传感器的特性中，输出信号从0升高到稳定值的90%所需要的时间称为（）A．上升时间Ｂ．延时时间Ｃ．超调量Ｄ．时间常数12. 按传感器技术所蕴含的基本效应，气敏传感器属于（B ）A．物理型Ｂ．化学型Ｃ．生物型Ｄ．数字型13. 能量变换型传感器又称为（C ）A．无源型Ｂ．参量型Ｃ．发电型Ｄ．放大型14. 温度变化时传感器输出值的偏离程度称为（A ）A．温漂Ｂ．分辨力Ｃ．线性度Ｄ．重复性15. 传感器一般包括敏感元件和（）A．弹性元件Ｂ．霍尔元件Ｃ．光电元件Ｄ．转换元件16. 如果按被测对象分类，温度传感器和压力传感器属于（）A．物理型传感器Ｂ．生物量传感器Ｃ．物理量传感器Ｄ．化学量传感器17. 以下传感器中具有能量放大作用的是（）A．热电偶Ｂ．电感式传感器Ｃ．光电池Ｄ．压电传感器18. 以下特性属于传感器动态特性的是（）A．瞬态响应Ｂ．线性度Ｃ．灵敏度Ｄ．稳定性19. 传感器在零点附近的分辨力称为（）A．阈值Ｂ．分辨力Ｃ．迟滞Ｄ．重复性20. 以下不属于传感器主要发展方向的是（）A．开发新材料Ｂ．简单化Ｃ．集成化Ｄ．智能化21. 人体的“五官”能感受外界的各种刺激，常称其为（）A．计算机Ｂ．天然传感器Ｃ．敏感元件Ｄ．转换元件22. 传感器所测量的物理量通常为静态和（）A．动态Ｂ．稳态Ｃ．准静态Ｄ．常态23. 按能量变换关系分类，光电池属于（B ）A．参量型Ｂ．有源型Ｃ．能量控制型Ｄ．无源型24. 传感器在正反行程中输出与输入曲线不重合的现象称为（C ）A．线性度Ｂ．灵敏度Ｃ．迟滞Ｄ．重复性25. 传感器的时间常数越小，响应速度越快，频带（D ）A．越窄Ｂ．不变Ｃ．不能确定Ｄ．越宽26. 传感器主要包括敏感元件和（）A．触发元件Ｂ．转换元件Ｃ．接收元件Ｄ．发射元件27. 分析传感器的线性度时，拟合精度最高的方法是（）A．端点连线法Ｂ．最小二乘法Ｃ．过零旋转法Ｄ．端点平移法28. 对于线性传感器，其灵敏度为其静态特性的（）A．斜率Ｂ．截距Ｃ．零点输出Ｄ．零点输入29. 一个动态性能好的传感器，其输出与输入应该具有相同的（）A．相同线性度Ｂ．数值Ｃ．能量Ｄ．时间函数30. 传感器按输出量可分为模拟式传感器和（）A．数字传感器Ｂ．温度传感器Ｃ．生物量传感器Ｄ．化学量传感器31. 能将感觉到的被测非电量参数转换成电量的器件称为（）A．光电元件Ｂ．敏感元件Ｃ．转换元件Ｄ．力敏元件32. 传感器的静态特性描述的输出和输入的关系是指被测量的值处于（）A．不稳定态Ｂ．稳定状态Ｃ．转换状态Ｄ．亚稳态33. 数字式传感器的输出的数字指示值最后一位一般指的是（）A．分辨力Ｂ．重复性Ｃ．稳定性Ｄ．灵敏度判断改错题:34.在传感器的基本特性中，分辨力是其动态特性之一。
（）35.线性度是传感器的静态特性之一。
（）36.时间响应特性为传感器的静态特性之一。
（）37.在传感器的基本特性中，瞬态响应特性是其动态特性之一。
（）38.传感器的稳态响应指的是输入信号为正弦信号的频率响应。
（）39.线性度描述的是传感器的动态特性之一。
（）40.传感器按输入量分为模拟式和数字式传感器。
（）填空题:41.传感器的基本特性通常指的是传感器的输入和之间的关系特性。
42.传感器的动态特性包括瞬态响应特性和响应特性。
43.传感器是由与转换元件组成的。
44.传感器根据基本效应分为物理型、与生物型。
45.是影响一阶传感器动态性能的主要因素。
46.根据输出量分类，传感器分为传感器和数字式传感器。
47. 被认为是生物体“五官”的工程模拟物。
48.传感器的基本特性包括特性和动态特性。
49. 传感器的频率响应特性通常由和相频特性组成。
50. 传感器按能量变换关系分为源型和无源型。
51.传感器是指在测量装置和控制系统输入部分中起信号检测作用的器件。
52.传感器的核心部分是；53.传感器在正反行程中输出与输入曲线不重合的现象称为。
名词解释:54.传感器55.化学型传感器56.线性度57.传感器技术按基本效应可分为哪些类型？58.简述传感器的基本组成。
传感器一般由敏感元件和转换元件组成。
敏感元件是能够完成预变换作用的器件；转换元件是能将感觉到的被测非电量参数转换为电量的器件；转换元件是传感器的核心部分。
并不是所有的传感器都包括敏感元件与转换元件。
59.简述能量变换型传感器的特点。
能量变换型传感器又称为发电型或有源型传感器，其输出端的能量是由被测对象取出的能量转换而来的。
它无须外加电源就能将被测的非电量转换成电能量输出；它无能量放大作用，且要求从被测对象获取的能量越小越好。
60.传感器的定义是什么？国家标准《传感器通用术语》中规定：传感器是指能感受（或响应）规定的被测量并按一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
广义上讲，传感器是指在测量装置和控制系统输入部分中起信号检测作用的器件。
狭义上把传感器定义为能把外界非电信息转换成电信号输出的器件或装置。
61.简述能量控制性传感器的特点。
62.传感器特性在检测系统中起到什么作用？传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即检测与控制之首。
(传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取，并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作用与地位特别重要.计算题:63.已知国外某公司生产的线性传感器静态测试结果为：当x1=2时，y1=4；当x2=10时，y2=16，试求该线性传感器的灵敏度。
64.已知某传感器的参数为：正反行程输出值间的最大差值ΔHmax=3cm，量程范围为0-50cm，试求该传感器的迟滞值。
65.已知某传感器的参数为：最大非线性绝对误差ΔLmax=20mm，量程范围为0-200mm，试求该传感器的线性度。
66.已知某传感器的重复性曲线如下图所示。
图中：正向行程最大偏差△Rmax2=3mm，反向行程最大偏差△Rmax1=3.5 mm，其满量程输出值为50cm，试求该传感器的重复性误差。
课堂练习1. 按能量变换关系划分，电感式传感器属于（）A．发电型Ｂ．有源型Ｃ．能量变换型Ｄ．能量控制型2. 对于电容式传感器，按能量变换关系，它属于（）A．发电型Ｂ．有源型Ｃ．能量变换型Ｄ．能量控制型3. 以下属于无源型传感器是（）A．发电型Ｂ．热电偶Ｃ．气敏传感器Ｄ．电阻式传感器4. 下列不能实现非接触测量的是（）A．电阻传感器Ｂ．电感传感器Ｃ．电容传感器Ｄ．色彩传感器5. 自感式位移传感器主要分为变间隙型、螺管插铁型和（）A．变面积型Ｂ．变长度型Ｃ．变组成型Ｄ．变温度型6. 差动变压器的零点残余电压太大时会使其灵敏度（）A．较大增加Ｂ．不变Ｃ．下降Ｄ．略有增加7. 按传感器的能量变换关系分类，电感式传感器属于（）A．发电型Ｂ．有源型Ｃ．能量变换型Ｄ．能量控制型8. 以下不属于电容式传感器测量电路的是（）A．调频电路Ｂ．放大器Ｃ．交流电桥Ｄ．脉冲电路9. 在以下类型的传感器中，存在零点残余电压的是（）A．电阻式Ｂ．差动变压器Ｃ．磁电式Ｄ．电容式10. 电涡流传感器常用的材料为（）A．玻璃Ｂ．陶瓷Ｃ．高分子Ｄ．金属11. 电阻式传感器是一种基本电量传感器，其非电量与电量转换是通过测量（）A．电流值Ｂ．电压值Ｃ．电感值Ｄ．电阻值12. 互感式电感传感器又称为（）A．压电式Ｂ．力敏式Ｃ．变压器式Ｄ．磁敏式13. 在三种基本电量传感器中，不能实现非接触测量的是（）A．电阻式Ｂ．电感式Ｃ．电容式Ｄ．电压式14. 线绕电位器式传感器的核心是（）A．触点结构Ｂ．电刷Ｃ．线绕电位器Ｄ．骨架15. 将被测非电量的变化转换为电容量变化的传感器称为（）A．电容式Ｂ．差动式Ｃ．智能式Ｄ．电感式16. 互感式电感传感器又称为（）A．电流式传感器Ｂ．变压器式传感器Ｃ．差动传感器Ｄ．涡流传感器17. 电位器式电阻传感器和应变片式电阻传感器相比，后者的灵敏度（）A．低Ｂ．与前者相等Ｃ．高Ｄ．无法确定18. 下列参量一般情况下不能用电感式传感器转换为电量的是（）A．光学量Ｂ．位移量Ｃ．流量Ｄ．速度19.电涡流式传感器可以进行无接触测量和探伤。
）20.变压器式传感器可以进行无接触测量。
21.电涡流式传感器不可以进行无接触测量。
22.电容式传感器可以对位移、加速度、压力等进行测量。
23.电容式传感器不可实现非接触测量。
24. 电涡流式传感器可以进行无接触测量位移、振幅、板材厚度等参量。
25.电涡流式传感器属于电容式传感器，可以用于无损探伤。
26.在传感器领域，应用比较广泛的基本电量传感器有电阻式传感器、式传感器、电感式传感器和电涡流式传感器。
27.电感式传感器以电和磁为媒介，利用磁场变换引起线圈的或者互感量的变化，把非电量转换为电量的装置。
28.基本电量传感器需要经将非电量转换成电量。
29.涡流传感器可以测量金属板厚度和非金属板的镀层厚度。
30. 常用的基本电量传感器包括、电感式和电容式传感器。
31.差动变压器属于互感式电感传感器，它分为、变面积式和螺线管式等。
32.零点残余电压的存在限制着差动变压器传感器的提高。
33.差动变压器灵敏度34.电位器式位移传感器的基本原理是什么？电位器式位移传感器主要由（触点结构）和（电阻器）两部分组成。
当电位器两端的电压确定后，由于电刷沿着电阻器移动x，输出电压Uo就产生相应变化，并有Uo=f(x)，这样电位器就将输入的位移量x转换成相应的电压Uo输出。
