前言
本书是针对机电工程系机械设计制造及其自动化专业，与《传感器原理及工程应用》这门必修专业基础课相配套，所编写的一本实验指导书。
《传感器原理及工程应用》课程实验是为了使学生更深刻地理解书本上的原理与结论，亲自动手进行验证，提高感性认识和解决实际问题的能力，使学生能更好地掌握理论知识。所以《传感器原理及工程应用》课程实验指导书是紧密结合理论知识，根据教学大纲要求以实验报告形式所编写的一本实验指导书。
本实验指导书根据课时要求与课程的重点内容，一共编写了三个实验：金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥比较，霍尔传感器的直流激励特性，差动面积式电容传感器的静态及动态特性。实验内容包括实验目的、预习要点、基本原理、实验设备及仪器、实验说明及操作步骤、实验注意事项、思考题、实验报告等。
由于编者水平有限，加之时间仓促，书中错误在所难免，恳请读者批评指正。
编者
2013年3月
一、学生必须按照教学计划规定时间，或预定的时间上实验课，不得
迟到，早退或无故缺课。
二、必须遵守实验室的各项规章制度，服从实验教师指导，保持室内
清洁，卫生，安静，有序。实验室内不得吸烟，接打手机。
三、遵守操作规程，注意人身安全。未经教师允许不许动用与本实验
题目无关的仪器设备；凡因违反操作规程或擅自动用其他设备而造成损坏的，应按学校规定赔偿。
四、实验前必须认真阅读实验指导书，明确实验目的，理解实验原理，
掌握实验步骤，填写实验报告中的相应内容；实验中要正确操作，仔细观察，认真记录实验数据，经教师签字后方可结束实验；课后要独立完成实验报告，并按时交给实验教师批阅。
五、实验完毕后，应将实验仪器及用过的工具清理复原，搞好室内卫
生，关好水电门窗，经教师同意后方可离开实验室。
目录
实验一金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥比较 (5)
实验二差动面积式电容传感器的静态及动态特性 (8)
实验三霍尔传感器的直流激励特性 (10)
实验一 金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥比较
预习要点
1．什么是应变式传感器？它的工作原理是什么？
2．什么叫应变效应？
3．试述应变片温度误差的概念，产生原因和补偿办法。
4．什么是直流电桥？若按不同桥臂工作方式，可分为哪几种？
一、实验目的：验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间的关系。 二、基本原理：说明实际使用的应变电桥的性能和原理。
已知单臂、半桥和全桥电路的∑R 分别为：ΔR/R 、2ΔR/R 、4ΔR/R 。根据戴维南定理可以得出测试电桥的输出电压近似等于4
1
?E ?∑R ，电桥灵敏度K u =V/ΔR/R ，于是对应单臂、半桥和全桥的电压灵敏度分别为1/4E 、1/2E 和E 。由此可知，当E 和电阻相对变化一定时，电桥及电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关。
三、需用器件与单元：直流稳压电源、差动放大器、电桥、F/V 表、测微头、
四、旋钮初始位置：直流稳压电源打到±2V档，F/V表打到2V档，差动放大器增益打到最大。
五、实验步骤：
1、了解所需单元、部件在实验仪上的位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。上下两片梁的外表面各贴两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。
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F/V表的输入插口V
i
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F/V表显示为零，关闭主、副电源。
2、按图1接线，图中R
x =R
4
为工作片，r及W
1
为电桥平衡网络。
3、调整测微头，使双平行梁处于水平位置（目测），将直流稳压电源打到±4V档。选择适当的放大增益，然后调整电桥平衡电位器W
1
，使表头显示零（需预热几分钟表头才能稳定下来）。
4、旋转测微头，使梁移动，每隔0.5mm读一个数，将测得的数值填入下表，然后关闭主、副电源：
5、保持放大器增益不变，将R
3固定电阻换为与R
4
工作状态相反的另一应变
片即取两片受力方向不同的应变片，形成半桥，调节测微头，使梁到水平位置（目
测），调节电桥W
1使F/V表显示为零，重复（4）过程同样测得读数，填入下表：
差动放大器直流电压表
电桥平衡网络
-4V
图1
6、保持差动放大器增益不变，将R
1，R
2
两个固定电阻换成另两片受力应变
片（即R
1换成?，R
2
换成
↑
↓，）组桥时只要掌握对臂应变片的受力方向相同，邻臂
应变片的受力方向相反即可，否则相互抵消没有输出。接成一个直流全桥，调节测微头使梁到水平位置，调节电桥W
1
同样使F/V表显示零。重复（4）过程将读出数据填入下表：
7、在同一坐标纸上描出X-V曲线，比较三种接法的灵敏度。
注意事项：
1、在更换应变片时应将电源关闭。
2、在实验过程中如发现电压表发生过载，应将电压量扩大。
3、在本实验中只能将放大器接成差动形式，否则系统不能正常工作。
4、直流稳压电源±4V不能打的过大，以免损坏应变片或造成严重自热效应。
5、接全桥时请注意区别各片子的工作状态方向。
思考题
1、本实验电路对直流稳压电源和放大器有何要求？
2、根据所给的差动放大器电路原理图（见附表一），分析其工作原理，说明它既能作差动放大，又可作同相或反相放大器。
实验二差动面积式电容传感器的静态及动态特性
预习要点：
根据工作原理可将电容式传感器分为哪几种类型？每种类型各有什么特
点？
一、实验目的：了解差动变面积式电容传感器的原理及特性。
二、基本原理：电容式传感器有多种形式，本仪器中为差动变面积式。传感器由两组定片和一组动片组成。当安装于振动台上的动片上、下改变位置，与两组静片之间的重叠面积发生变化，极间电容也发生相应的变化，成为差动电容。如将上层定片与动片形成的电容定为Cx1，下层定片与动片形成的电容定为Cx2，当将Cx1和Cx2接入桥路作为相邻两臂时，桥路的输出电压与电容量的变化有关，即与振动台的位移有关。
三、需用器件与单元：电容传感器、电压放大器、低通滤波器、F/V表、激振器、示波器。
四、旋钮初始位置：差动放大器增益旋钮置于中间，F/V表置于2V档。
五、实验步骤：
1、按图30接线。
2、F/V表打到20V，调节测微头，使输出为零。
低通滤波
差动放大
器
电压表图30
、转动测微头，每次0.1mm，及下此时测微头的读数及电压表的读数，直至电容动片与上（或下）静片覆盖面积最大为止。
退回测微头至初始位置，并开始以相反方向旋动，同上法，记下X(mm)及V(mV)值。
4、计算系统灵敏度S。S=ΔV/ΔX（式中ΔV为电压变化，ΔX为相应的梁端位移变化），并作出V-X关系曲线。
5、卸下测微头，断开电压表，接通激振器，用示波器观察输出波形。
思考题：
简述什么是传感器的边缘效应，它会对传感器的性能带来哪些不利影响。
电容式传感器和电感式传感器相比，有哪些优点？
实验三 霍尔传感器的直流激励特性
预习要点：
1. 什么是霍尔效应？霍尔电势与哪些因素有关？
2. 影响霍尔元件输出零点的因素有哪些？怎样补偿？
3. 温度变化对霍尔元件输出电势有什么影响？如何补偿？
一、实验目的：了解霍尔式传感器的原理与特性。
二、基本原理：霍尔式传感器是由两个环形磁钢组成梯度磁场和位于梯度磁场中的霍尔元件组成。当霍尔元件通过恒定电流时，霍尔元件在梯度磁场中上、下移动，输出的霍尔电势V 取决于其在磁场中的位移量X ，所以测得霍尔电势的大小便可获知霍尔元件的静位移。
三、旋钮初始位置：差动放大器增益旋钮打到最小，电压表置20V 档，直流稳压电源置2V 档，主、副电源关闭。
四、实验步骤：
1、了解霍尔式传感器的结构及实验仪上的安装位置，熟悉实验面板上霍尔片的符号。霍尔片安装在实验仪的振动圆盘上，两个半圆永久磁钢固定在实验仪的顶板上，二者组合成霍尔传感器。
?2V
电桥平衡网络
霍尔式传感器
差动放大器 电压表 环形磁铁
霍尔元件运动方向
2、开启主、副电源将差动放大器调零后，增益最小，关闭主电源，根据图23接线，W
、r为电桥单元的直流电桥平衡网络。
1
3、装好测微头，调节测微头与振动台吸合并使霍尔片置于半圆磁钢上下正中位置。
4、开启主、副电源，调整W
使电压表指示为零。
1
5、上下旋动测微头，记下电压表的读数，建议每0.5mm读一个数，将读数填入下表：
作出V-X曲线，指出线性范围，求出灵敏度，关闭主、副电源。
可见，本实验测出的实际上是磁场情况，磁场分布为梯度磁场，位移测量的线性度，灵敏度与磁场分布有很大关系。
6、实验完毕后关闭主、副电源，各旋钮置初始位置。
注意事项：
1、由于磁路系统的气隙较大，应使霍尔片尽量靠近极靴，以提高灵敏度。
2、一旦调整好后，测量过程中不能移动磁路系统。
3、激励电压不能超过2V，以免损坏霍尔片。
思考题
归纳总结霍尔元件的误差主要有哪几种，各自的产生原因是什么，应怎样进行补偿。
1． 属于传感器动态特性指标的是（D ） A 重复性 B 线性度 C 灵敏度 D 固有频率 2 误差分类，下列不属于的是（B ） A 系统误差 B 绝对误差 C 随机误差 D 粗大误差 3、非线性度是表示校准（B ）的程度。 A 、接近真值 B 、偏离拟合直线 C 、正反行程不重合 D 、重复性 4、传感器的组成成分中，直接感受被侧物理量的是（B ） A 、转换元件 B 、敏感元件 C 、转换电路 D 、放大电路 5、传感器的灵敏度高，表示该传感器（C ） A 工作频率宽 B 线性范围宽 C 单位输入量引起的输出量大 D 允许输入量大 6 下列不属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是（B ） A 应变式传感器 B 化学型传感器 C 压电式传感器 D 热电式传感器 7 传感器主要完成两个方面的功能：检测和（D ） A 测量 B 感知 C 信号调节 D 转换 8 回程误差表明的是在（C ）期间输出输入特性曲线不重合的程度 A 多次测量 B 同次测量 C 正反行程 D 不同测量 9、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 D 粗大误差 二、判断 1.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，或在改变条件时，按 一定规律变化的误差称为系统误差。（√） 2 系统误差可消除，那么随机误差也可消除。 （×） 3 对于具体的测量，精密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度不一定高，所以精确度 高的准确度不一定高 （×） 4 平均值就是真值。（×） 5 在n 次等精度测量中，算术平均值的标准差为单次测量的1/n 。（×） 6.线性度就是非线性误差.（×） 7.传感器由被测量，敏感元件，转换元件，信号调理转换电路，输出电源组成.（√） 8.传感器的被测量一定就是非电量（×） 9.测量不确定度是随机误差与系统误差的综合。（√） 10传感器（或测试仪表）在第一次使用前和长时间使用后需要进行标定工作，是为了确定 传感器静态特性指标和动态特性参数（√） 二、简答题：（50分） 1、什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么频域条件下只研究静态特性就能够满足 通常的需要，而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性？ 答：传感器的动态特性是指当输入量随时间变化时传感器的输入—输出特性。静态特性是指 当输入量为常量或变化极慢时传感器输入—输出特性。在时域条件下只研究静态特性就能够 满足通常的需要，而在频域条件下一般要研究传感器的动态特性。 2、绘图并说明在使用传感器进行测量时，相对真值、测量值、测量误差、传感器输入、输 出特性的概念以及它们之间的关系。 答：框图如下： 测量值是通过直接或间接通过仪表测量出来的数值。 测量误差是指测量结果的测量值与被测量的真实值之间的差值。 当测量误差很小时，可以忽略，此时测量值可称为相对真值。 输入 输出 相对真值 测量误差 测量值
传感器与检测技术试卷及答案精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
1．属于传感器动态特性指标的是（D ） A 重复性 B 线性度 C 灵敏度 D 固有频率 2 误差分类，下列不属于的是（B ） A 系统误差 B 绝对误差 C 随机误差 D粗大误差 3、非线性度是表示校准（B ）的程度。 A、接近真值 B、偏离拟合直线 C、正反行程不重合 D、重复性 4、传感器的组成成分中，直接感受被侧物理量的是（B ） A、转换元件 B、敏感元件 C、转换电路 D、放大电路 5、传感器的灵敏度高，表示该传感器（C） A 工作频率宽 B 线性范围宽 C 单位输入量引起的输出量大 D 允许输入量大 6 下列不属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是（B） A 应变式传感器 B 化学型传感器 C 压电式传感器 D热电式传感器 7 传感器主要完成两个方面的功能：检测和（D） A 测量 B感知 C 信号调节 D 转换 8 回程误差表明的是在（C）期间输出输入特性曲线不重合的程度 A 多次测量 B 同次测量 C 正反行程 D 不同测量 9、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 D粗大误差 二、判断 1.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，或在改变条件时，按一定规律变化的误差称为系统误差。（√） 2 系统误差可消除，那么随机误差也可消除。（×） 3 对于具体的测量，精密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度不一定高，所以精确度高的准确度不一定高（×） 4 平均值就是真值。（×）
实验一 直流激励时霍尔传感器位移特性实验 一、 实验目的： 了解霍尔式传感器原理与应用。 二、基本原理： 金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于磁场和电流的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。具有这种效应的元件成为霍尔元件，根据霍尔效应，霍尔电势U H ＝K H IB ，当保持霍尔元件的控制电流恒定，而使霍尔元件在一个均匀梯度的磁场中沿水平方向移动，则输出的霍尔电动势为kx U H ，式中k —位移传感器的灵敏度。这样它就可以用来测量位移。霍尔电动势的极性表示了元件的方向。磁场梯度越大，灵敏度越高；磁场梯度越均匀，输出线性度就越好。 三、需用器件与单元： 霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、±15V 直流电源、测微头、数显单元。 四、实验步骤： 1、将霍尔传感器安装在霍尔传感器实验模块上，将传感器引线插头插入实验模板的插座中，实验板的连接线按图9-1进行。1、3为电源±5V ， 2、4为输出。 2、开启电源，调节测微头使霍尔片大致在磁铁中间位置，再调节Rw1使数显表指示为零。 图9-1 直流激励时霍尔传感器位移实验接线图 3、测微头往轴向方向推进，每转动0.2mm 记下一个读数，直到读数近似不变，将读数填入表9-1。 表9－1 X （mm ） V(mv)
作出V-X曲线，计算不同线性范围时的灵敏度和非线性误差。 五、实验注意事项： 1、对传感器要轻拿轻放，绝不可掉到地上。 2、不要将霍尔传感器的激励电压错接成±15V，否则将可能烧毁霍尔元件。 六、思考题： 本实验中霍尔元件位移的线性度实际上反映的时什么量的变化？ 七、实验报告要求： 1、整理实验数据，根据所得得实验数据做出传感器的特性曲线。 2、归纳总结霍尔元件的误差主要有哪几种，各自的产生原因是什么，应怎样进行补偿。
树立信心落实细节成就理想 ——高三年级联考质量分析报告同学们、老师们： 今天我们在这里隆重举行联考质量分析大会，再次奏响迎战高考的军歌，旨在动员全体高三师生和衷共济，拼搏进取，扬起自信的风帆，再铸辉煌。各位老师、同学们，2009年高考已进入一百天倒计时状态，一轮复习也已全面展开。可以说，这个阶段复习的成败将关系到每一位同学的进步、关系到我们的高考成绩。希望大家高度重视起来，立即行动起来，全身心投入到后期复习中去。 一、联考数据分析 成绩的取得是同学们咬住目标、坚定信心、勤奋刻苦、顽强拼搏的结果；是老师们为了每位同学的发展而辛勤耕耘、敬业爱生、无私奉献的结果；是每个班级狠抓常规管理，强化学风建设的结果；是年级部开拓创新、排难奋进的结果。我们在充分肯定成绩的同时，更要直面存在的问题。 二、各科情况通报 语文：经过前面一个阶段复习，同学们在客观题解答上有了明显提高。现就第本次次联考出现的较突出的、有共性的问题作简要分析： 1．文言文的翻译的问题主要有以下两个方面：第一，答题时“意译”为主，只译出了大概的意思。比如“君孰与不足”中“不足”这是一个的分点，有的学生前面一句“百姓既足”中的“足”翻译出了
是“富足”，在这一句中却没翻译直接译为“贫困”，甚至有同学直接写“不足”。翻译题一定要以直译为主，意译为辅，所谓“直译”就是要字字落实，这一点非常重要，因为阅卷的时候是在字字落实上按点给分。 第二，翻译时，没有统观语言环境、没有结合整个文言文语段，而是把要求翻译的句子独立于文本之外进行翻译。比如“诚使人君不归”中“诚使”都是表示假设的词语，这在课本中也出现过很多次，但有些同学把“诚”译为“确实”，还有一部分同学把“使”译为“使”“让”等。造成此处失分的原因就是没有认真揣摩此句的说话对象。文言文翻译一定要结合整个语言环境，认真揣摩推敲。 2．作文分析：这次考的是材料作文，同学们出现的最大问题是审题不准，所以偏题跑题的同学比较多。就其错误类型来说，主要是以下几个方面。首先，不能整体把握材料，断章取义。有的同学只注意材料的前半部分，写成“超越自我”“追求梦想”“丢掉束缚”等，这样审题的同学占的比例不小。还有的只注意下半部分，将主题确定为“不要向生活屈服”“积极丢掉束缚”等，这反映出同学们在身审题上还差些功夫，今后要注意。其次，同学们选择的文体主要是记叙与议论。记叙文的最大问题没有波澜，没有矛盾冲突，甚至没有情节，太平淡，形象不丰满，不鲜活。议论文高二一年都在练习，写作方法基本都掌握了。大部分同学的问题在于段落与段落之间，尤其是论据与论据之间缺少必要的过渡，一个论据写完直接进行下一个。从而使文章读起来衔接不自然，没有作者的思想流程，没有整体感，只像是
福建工程学院软件学院“2011”级2012—2013学年第一学期 《传感器技术》期中试卷____卷 考核形式：闭卷 任课教师：王婷婷 出卷教师：王婷婷 试卷适用年级专业：物联网1101 层次：专科 草稿纸：不需 年级：___专业：_____________班级：____姓名：________学号：________________座号：____ 2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。 一、选择题(每小题2分，共20 1、下列图中，哪一个是不正确的（ A ） A B C D 2、石英晶体在沿电轴X 方向的力作用下会( D )。 A 、不产生压电效应 B 、产生逆向压电效应 C 、产生横向压电效应 D 、产生纵向压电效应 3、光敏二极管在光照射时产生的电流称为（ C ） A ．暗电流 B ．截止电流 C ．光电流 D ．放大电流 4、能否发生光电效应，取决于（ C ） A.光通量大小 B. 电子逸出速度
C.光子能量是否大于电子逸出功 D.光子具有初始动能 5、利用外光电效应原理制成的光电元件是（ B ） A ．光敏电阻 B ．光电管 C ．光电池 D ．光敏晶体管 6、SnO 2和ZnO 半导体材料常用于（ A ） A ．气敏传感器 B ．电感式传感器 C ．光电传感器 D ．电阻式传感器 7、半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率( B ) A.上升 B.迅速下降 C.保持不变 D.归零 8、下图为N 型半导体吸附气体时器件阻止变化图，其中图中A 、B 处应为（ C ）型气体。 A.还原型、氧化型 B.还原型、还原型 C ．氧化型、还原型 D.氧化型、氧化型 9、当超声波在一种介质中传播到界面或遇到另一种介质，其方向不垂直于界面时，将产生声波的反射、折射及 现象。（ D ） A.表面波 B.兰姆波 C.驻波 D.波型转换 10、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的（ C ） A 、应变效应 B.电涡流效应 C.压电效应 D.逆压电效应 二、填空题(每空2分，共30分) 1、传感器由 敏感元件 、 转换元件 、 辅助元件 三部分组成。其中核心组成部分是转换元件。 2、压电效应是指某些晶体在外力作用下产生变形后，会在一定的表面产生符号相反的电荷，外力去掉后，电荷 消失 ，力的方向改变时，电荷的符号 改变 (改变/不变)。 3、压磁效应定义：由于 应力 作用使磁铁材料发生 磁化强度变化 的现象。
《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
机 械 工 程 测 试 实 验 报 告 学 院： 机电工程学院 系 专业班级： 机制122 学生姓名： 黄余林 龙杰 李刚 孙龙宇 朱国帅 实验日期： 备，
目录 实验一箔式应变片性能—单臂电桥??????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1 .1 实验目的????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1. 2 实验原理????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1. 3 实验原理????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1. 4 实验步骤????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1. 5 注意事项????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 1. 6试验数据?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3
1、简答题 1．传感器有几部分组成，各部分的功能是什么? 答：传感器由以下三部分组成: 传感器组成框图 （1）敏感元件：是传感器中能直接感受被测量的部分，即直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量。 （2）转换元件：是传感器中将敏感元件输出量转换为适于传输和测量的电信号部分。 （3）转换电路：将电路参数转换成便于测量的电压、电流、频率等电量信号。 2．为什么说变间隙型电容传感器特性是非线性的?采取什么措施可改善其非线性特征? 答： 下图为变间隙式电容传感器的原理图。图中1为固定极板，2为与被测对象相连的活动极板。当活动极板因被测参数的改变而引起移动时，两极板间的距离d 发生变化，从而改变了两极板之间的电容量C 。 设极板面积为A ，其静态电容量为 ，当活动极板移动x 后，其电容量为 2 011x d x C x d A C -+ =-=ε （1） 当x<
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传感器测速实验报告 院系： 班级： 、 小组： 组员： 日期：2013年4月20日
实验二十霍尔转速传感器测速实验 一、实验目的 了解霍尔转速传感器的应用。 二、基本原理 利用霍尔效应表达式：U H=K H IB，当被测圆盘上装有N只磁性体时，圆盘每转一周磁场就变化N次。每转一周霍尔电势就同频率相应变化，输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转物的转速。 本实验采用3144E开关型霍尔传感器，当转盘上的磁钢转到传感器正下方时，传感器输出低电平，反之输出高电平 三、需用器件与单元 霍尔转速传感器、直流电源+5V，转动源2~24V、转动源电源、转速测量部分。 四、实验步骤 1、根据下图所示，将霍尔转速传感器装于转动源的传感器调节支架上，调节探头对准转盘内的磁钢。 图 9-1 霍尔转速传感器安装示意图 2、将+15V直流电源加于霍尔转速器的电源输入端，红（+）、黑（ ），不能接错。 3、将霍尔传感器的输出端插入数显单元F，用来测它的转速。 4、将转速调解中的转速电源引到转动源的电源插孔。 5、将数显表上的转速/频率表波段开关拨到转速档，此时数显表指示电机的转速。 6、调节电压使转速变化，观察数显表转速显示的变化，并记录此刻的转速值。
五、实验结果分析与处理 1、记录频率计输出频率数值如下表所示： 电压（V) 4 5 8 10 15 20 转速（转/分）0 544 930 1245 1810 2264 由以上数据可得：电压的值越大，电机的转速就越快。 六、思考题 1、利用霍尔元件测转速，在测量上是否有所限制？ 答：有，测量速度不能过慢，因为磁感应强度发生变化的周期过长，大于读取脉冲信号的电路的工作周期，就会导致计数错误。 2、本实验装置上用了十二只磁钢，能否只用一只磁钢？ 答：如果霍尔是单极的，可以只用一只磁钢，但可靠性和精度会差一些；如果霍尔是双极的，那么必须要有一组分别为n/s极的磁钢去开启关断它，那么至少要两只磁钢。
高考质量分析报告 天津市蓟县杨家楼中学 二〇一四年十月
凝心聚力，勇夺2014高考新胜利 蓟县高中业务校长会议交流材料 （杨家楼中学2014年高考情况分析报告） 尊敬的各位领导：大家好！我今天发言的题目是“凝心聚力，勇夺2014高考新胜利”。 根据县教育局的统计数据，我校2014年高考应届生485人报名参加考试，其中，蓝印考生全县最少，只有2人。理科461人报考，一本上线104人，上线率22.56%，位居全县第三，较2013年增加3.53%；理科二本上线345人，二本上线率为74.84%，居全县第三，较2013年增加1.61%。文科24人报考，一本上线3人，上线率12.5%，位居全县第三，较2013年增加6.94%；文科二本上线14人，二本上线率为58.33%，居全县第二，较2013年增加11.11%。数据表明，2014年我校高考文理科一本率、二本率较2013年均有一定幅度的提高。回顾2014年我校的高中毕业班工作，我们从加强教学管理入手，确立了“以人为本，在发展学生的同时，发展教师、发展学校”的教学管理思路，坚持开展校本教研、教师培养和高效课堂教学改革，扎实推进教学目标管理，基本实现了教学质量目标管理的科学化、高效化、合理化、人性化和可操作性。具体做法如下： 1、加强组织领导，进一步构建大力提高学校教学质量的组织网络，不断提高全校干部教师的目标意识和责任意识。2013——2014学年度第一学期开学初，学校就成立了以校长为组长，分管副校长为副组长，年级组长和教研组长为成员的“提高教学质量工作”领导小组。及时组建了学校（年级组）、教学班和任课教师三级教学质量目标管理网络体系，及时将学校的教学质量目标和包保边缘生分解到各年级各班、各学科各位教师。年级组认真组织每一位教师为达成教学质量目标和边缘生包保目标，分别制定具体可行的计划措施，并且狠抓落实，坚持不懈。通过每一天的各个教学环节，狠抓各类边缘生的过关提升；通
. 上海中华职业技术学院20 10 ～20 11学年第 二 学期 2009 级 电气自动化 专业 编号＿＿＿ 传感器原理及应用 课程 期末 考试试卷 [A 卷]答案 考试形式说明：笔试开卷，允许带教材及笔记 考试时间：90分钟 一、 填空题：（每空1分，共计20分） 1、热电偶用于感温的一端称为 热 (热,冷)端,自由端是指 冷 端。 2、光敏电阻受光照时的电阻变 小(大,小),其响应较 慢 (快,慢)。 3、金属热电阻的电阻值随着温度的升高而 增大 ，一般表征为 正 （正、负）温度特性。 4、电容式传感器主要分为三类，分别为： 变介电常数型 、 变面积型
和 变间距型 。 5、检测方法按照被测量是否随时间变化分类分为： 静态测量 和 动态测量 。 6、超声波的发生基于 逆压电 效应，超声波的接收基于 正压电 效应。 7、一般传感器由三部分组成，分别为 敏感元件 、 转换元件 、 基本转换电路 。 8、目前国际上常用的温标有 摄氏温标 、 华氏温标 、 热力学温标、 国际实用温标 。 二、选择题（每题2分，共计30分） 1、 湿敏电阻的输出电阻值随着湿度的增加而 B 。 A 、增大 B 、减少 C 、不变 D 、不定 2、测得某检测仪表的输入信号中,有用信号为20毫伏,干扰电压也为20毫伏, 则此时的信噪比为 C 。 A 、20dB B 、1 dB C 、0 dB 3、下列传感器不能用来测位移的是 C 。 A 、电阻式传感器 B 、电容式传感器 C 、压电式传感器 D 、电感式传感器
4、如图所示，R1为固定电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，L为小灯泡，当温度降低时： C A、R1两端的电压增大 B、电流表的示数增大 C、小灯泡的亮度变强 D、小灯泡的亮度变弱 5、用摇控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转换成电信号的过程．下列属于这类传感器的是 A A、红外报警装置 B、走廊照明灯的声控开关 C、自动洗衣机中的压力传感装置 D、电饭煲中控制加热和保温的温控器 6、传感器的输出量通常为 B A 非电量信号 B 电量信号 C 位移信号 D 光信号 7、人造卫星的光电池板利用了A 。 A光电效应B光化学效应C光热效应D感光效应 8、下列物理量中可以用气敏传感器来测量的是 D A 位移量 B 湿度 C 速度 D 烟雾浓度
传感器与测试技术习题及答案 1．什么是传感器？它由哪几个部分组成？分别起到什么作用？ 2．传感器技术的发展动向表现在哪几个方面？ 3．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？动态参数有那些？应如何选择？ 4．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。 5. 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。 6．什么是应变效应？什么是压阻效应？什么是横向效应？ 7、试说明金属应变片与半导体应变片的相同和不同之处。 8、 应变片产生温度误差的原因及减小或补偿温度误差的方法是什么？ 9、钢材上粘贴的应变片的电阻变化率为0.1%，钢材的应力为10kg/mm 2。试求 10、如图所示为等强度梁测力系统，1R 为电阻应变片，应变片灵敏度系数 05.2=k ，未受应变时Ω=1201R ，当试件受力F 时，应变片承受平均应变4108-?=ε，求 （1）应变片电阻变化量1R ?和电阻相对变化量11/R R ?。 （2）将电阻应变片置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流3V ，求电桥 输出电压是多少。 （a ） （b ） 图等强度梁测力系统
11、单臂电桥存在非线性误差，试说明解决方法。 12、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。 13. 交流电桥的平衡条件是什么？ 14．涡流的形成围和渗透深度与哪些因素有关?被测体对涡流传感器的灵敏度有何影 响? 15．涡流式传感器的主要优点是什么? 16．电涡流传感器除了能测量位移外，还能测量哪些非电量？ 17．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？ 18．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。 19．简述电容式传感器的优缺点。 20．电容式传感器测量电路的作用是什么？ 21．简述正、逆压电效应。 22．压电材料的主要特性参数有哪些？ 23．简述电压放大器和电荷放大器的优缺点。 24．能否用压电传感器测量静态压力？为什么？ 25．说明霍尔效应的原理？ 26．磁电式传感器与电感式传感器有何不同？ 27．霍尔元件在一定电流的控制下，其霍尔电势与哪些因素有关？ 28．说明热电偶测温的原理及热电偶的基本定律。 29．将一只灵敏度为0.08mv/℃ 的热电偶与毫伏表相连,已知接线端温度为50℃,毫伏表的输出为60 mv, 求热电偶热端的温度为多少? 30．试比较热电阻与热敏电阻的异同。
传感器综合实验报告( 2012-2013年度第二学期) 名称：传感器综合实验报告 题目: 利用传感器测量重物质量院系：自动化系 班级：测控1201 班 小组成员：加桑扎西，黄承德 学生：加桑扎西 指导教师：仝卫国 实验周数：1周 成绩：
日期：2015 年7 月12日
传感器综合实验报告 一、实验目的 1、了解各种传感器的工作原理与工作特性。 2、掌握多种传感器应用于电子称的原理。 3、根据不同传感器的特性，选择不同的传感器测给定物体的重量。 4、能根据原理特性分析结果，加深对传感器的认识与应用。 5、测量精度要求达到1%。 二、实验设备、器材 1、金属箔式应变片传感器用到的设备： 直流稳压电源、双平行梁、测微器、金属箔式应变片、标准电阻、差动放大器、直流数字电压表。 2、电容式传感器用到的设备： 电容传感器、电容变换器、差动放大器、低通滤波器、电压表、示波器。 3、电涡流式传感器用到的设备： 电涡流式传感器、测微器、铝测片、铁测片、铜测片、电压表、示波器。 三、传感器工作原理 1、电容式传感器的工作原理： 电容器的电容量C是的函数，当被测量变化使S、d或 任意一个参数发生变化时，电容量也随之而变，从而可实现由被测量到电容量的转换。电容式传感器的工作原理就是建立在上述关系上的，若保持两个参数不变，仅改变另一参数，
就可以把该参数的变化转换为电容量的变化，通过测量电路再转换为电量输出。 差动平行变面积式传感器是由两组定片和一组动片组成。当安装于振动台上的动片上、下改变位置，与两组静片之间的相对面积发生变化，极间电容也发生相应变化，成为差动电容。如将上层定片与动片形成的电容定为C X1，下层定片与动片形成的电容定为C X2，当将C X1和C X2接入双T型桥路作为相邻两臂时，桥路的输出电压与电容量的变化有关，即与振动台的位移有关。依据该原理，在振动台上加上砝码可测定重量与桥路输出电压的对应关系，称未知重量物体时只要测得桥路的输出电压即可得出该重物的重量。 2、电涡流式传感器的工作原理： 电涡流式传感器由平面线圈和金属涡流片组成，当线圈中通以高频交变电流后，与其平行的金属片上感应产生电涡流，电涡流的大小影响线圈的阻抗Z，而涡流的大小与金属涡流片的电阻率、导磁率、厚度、温度以及与线圈的距离X有关。当平面线圈、被测体（涡流片）、激励源已确定，并保持环境温度不变，阻抗Z只与X距离有关。将阻抗变化经涡流变换器变换成电压V输出，则输出电压是距离X的单值函数。依据该原理可制成电涡流式传感器电子称。3、金属箔式应变片传感器工作原理： 应变片应用于测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，当测件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发生相应的变化。通过测量电路，转换成电信号输出显示。 实验中，通过旋转测微器可使双平梁的自由端上、下移动，从而使应变片的受力情况不同，将应变片接于电桥中即可使双平衡的位移转换为电压输出。电桥的四个桥臂电阻R1、R2、R3、R4，电阻的相对变化率分别为△R1／R1、△
二〇一七年学校高考质量分析报告 一．学校基本情况 学校自年创办以来，备受社会的瞩目，尤其是市区教育部门的关心和支持。发展的十五年历程中，虽有艰难坎坷，但学校始终秉承“”的校训，积极大胆地推进“”的特色立校方略，力建“文化校园、书香校园、和谐校园”，走出了属于自己的品牌化的康庄大道。目前，学校有34个教学班，在校学生2100多名，其中住宿生1800多名。 近几年来，学校在“提质强校快速崛起，打造甘肃民办教育品牌”发展目标的指引下，遵循“以质量求生存、以特色促发展”的理念，不断深化课堂教学改革，实行精细化管理，教学质量呈现稳步上升态势，2017年高考超额完成教体局下达的任务指标。 二．高考成绩亮点（表1、2） 2014—2017届高一招生情况统计表（表1） 2014—2017年高考情况统计表（不含外县区考生和复读生）（表2）
亮点一：低进高出 从表1可以反映出我校学生的文化课基础比较差，实际上，我校招录的学生均为未考进公办高中的学生，生源质量在同级同类学校中位居末流，学生存在习惯不良、思想不正、缺乏目标、不求上进、消极懈怠等诸多弊病，在初中甚至在小学都被冠以后进生、双差生等称谓。 亮点二：上线人数显著增多 从表2可以看出，2014—2017年我校高考上线总人数却呈现稳定的增长态势，2015年，文化课3人上线，打破了连续三年0增长的尴尬局面，体育艺术类提前批次双上线88人，总上线率较2014年增长6.3个百分点，2016年又在2015年基础上增长9.8个百分点，上线率达到29.16%。2017年，我校文化课本科上线大幅提升，其中一本2人，二本14人，三本138人。二本上线率达到12.21%，创历史新高。 亮点三：艺术生培养持续进步 我校多年来坚持办适合学生的教育，努力帮助每个学生找到适合自己的发展方向，使每个学生都有进步。为此，我们针对学生的实际，
考试过程中不得将试卷拆开 第 页（共 6 页） 1 XX 大学课程考试试卷 （ 2012～ 2013 学年度 第 二 学期 ） 课程名称：传感器与检测技术 试卷类型：（A 、B ） 命题教师签名：命题小组 教研室主任签名： 主管院长签名： 一、填空题（每小题2分，共12分） 1．传感器采用差动结构，不仅能够减小 误差，还能够提高 测量灵敏度和减小 的影响。 2．已知某系统误差的表达式为ε(t ）＝3+2t ，则该误差属于 性系统误差，可在测量中采用 法予以消除或减少。 3. 压电材料所具有的将机械能变为电能的现象称为 压电效应， 将电能变为机械能的现象称为 压电效应。 4. 超声波倒车雷达中的超声波发射探头，是利用压电材料的 向压 电效应工作的，而接收探头是利用 向压电效应原理工作的。 5.如图1所示的红外热释电测温仪结构框图中，调制盘的作用是通过“斩光”将恒定的红外辐射变成 的辐射，而前置放大器的作用是进行 和阻抗变化。 6. 若标尺光栅移动1个栅距W ，则莫尔条纹上、下移动 个条纹间 距。为了辨别位移的方向，光栅传感器至少需要安装 个光电元件。 装订线（答题不得超过此线） 图1 指示 器
二、单项选择题（每小题2分，10小题共20分） 1. 某步枪经校验，发现其准星存在较小的系统误差，而标准偏差较大，若使用 该步枪向靶子射击10发子弹，则最有可能的弹着点分布为图2中的 A. 图(a) ； B. 图（b）； C. 图(c); D. 图(d)。 图2 图3 2．如图3所示防雷保护示意图，当雷电击中电缆时，若希望热敏电阻Rt的阻值急剧增大以防止设备被大电流损坏，则Rt应选择 A. PTC型热敏电阻； B. NTC型； C. CTR型； D. 以上三者均可。 3．半导体应变片与金属电阻应变片相比较，具有的特点是 A．灵敏度低，非线性误差大；B．灵敏度高，非线性误差大； C．灵敏度低，非线性误差小；D．灵敏度高，非线性误差小。 4．以下属于线绕式电位器式传感器特点的是 A.不存在阶梯特性； B.可通过增大电阻丝的直径提高电压分辨率； C.存在电刷磨损问题，寿命比光电式电位器短； D.输出信号需要放大。 图4 图5 5．以下关于图4所示的压电式加速度传感器的说法中错误的是 A. 适合于测量动态信号； B.其输出信号不需要进行放大； C.为提高测量灵敏度应采用压电系数较大的压电晶片； D.把多片压电晶片进行组合可提高测量灵敏度。 6．如图5所示电容式测厚仪，上电容极板固定不动，当被测带材的厚度发生变化时，传感器的电容值发生变化，通过测量电容的大小可知板材的厚度，此电容式传感器属于 A．变极距型；B．变介电常数型；C．变面积型；变介质截面积型。 7．某光电式绝对编码器的角度分辨率为22.5°，则其码道数至少为 A. 4码道； B. 5码道； C. 16码道； D. 32码道。 8．以下最适宜于在工业现场进行较高温度（1000°C左右）测量的是。 A．NTC型热敏电阻；B．铜热电阻；C．S型热电偶；D. DS18B20芯片。 2 考试过程中不得将试卷拆开第页（共6 页）
班级： 姓名： 学号： 密封线 重庆铁路运输技师学院期末试卷 考题书写要求：上下不得超过黑线两端点 课程： 传感器与检测技术 分数： 一、填空（每题2分，共20分） 1、传感器的动态数学模型一般采用 和 描述。 2、半导体应变片的工作原理基于半导体材料的 效应。 3、直流电桥的平衡条件 ；桥臂比为 时，电压灵敏度最大。 4、电感式传感器是利用线圈 的变化来实现测量的一种装置。 5、金属导体置于变化着的磁场中会产生感应电流的现象称为 。 6、电容式传感器根据其工作原理的不同可分为 电容传感器 电容传感器和变介电常数型电容传感器。 7、某些电介质当沿一定的方向对其施力时内部产生极化现象，同时在它的表面形成符号相反的电荷，当外力去掉后又恢复不带电的状态，这种现象称为 效应。 8、不同的金属两端分别连在一起构成闭合回路，如果两端温度不同，电路中会产生感应电动势，这种现象称为 效应； 9、目前应用最广泛的热电阻材料是 和 。 10、工业上通常采用 法进行传感器的标定，俗称背靠背法。 二、判断题（每题2分，共20分） （ ）1、传感器的敏感元件通常情况下直接感受被测量； （ ）2、压电传感器能测量恒定不变的信号； （ ）3、电容式传感器采用差动结构可以提高灵敏度和减小非线性； （ ）4、涡流式电感传感器属于互感型的电感传感器； （ ）5、半导体应变片的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数小。 （ ）6、电阻式传感器中，差动电桥由环境温度变化引起的误差为零。 （ ）7、光栅式传感器的工作原理是用光栅的莫尔条纹现象进行测量。 （ ）8、压电传感器是一种典型的有源传感器。 ( ）9、热电阻温度计在一定范围内温度越高电阻越小。 （ ）10、霍尔元件不等位电势产生的原因是极间电阻分布不均匀。 三、选择题（每题2分，共20分） 1.计算机技术、通信技术和（ ），被列为现代信息技术的三大支柱。 A.汽车制造 B.数据采集 C.测量技术 D.传感技术 2.传感器主要完成两方面的功能：检测和（ ）。 A.测量 B.感知 C.信号调节 D.转换 3.仪表的精度等级是用仪表的（ ）来表示的。 A.相对误差 B.绝对误差 C.引用误差 D.粗大误差 4.电阻式传感器是将被测量变化转换成（ ）变化的传感器。 A.电子 B.电压 C.电感 D.电阻 5.差动变压器属于（ ）。 A.物性式传感器 B.结构式传感器 C.电阻式传感器 D.电感式传感器 6.涡流式传感器利用涡流效应将压力变化转换为线圈的（ ）。 A.电阻变化 B.电容变化 C.涡流变化 D.阻抗变化 7.电容式传感器是将被测量的变化转换为（ ）变化的传感器。 A.电容量 B.电感量 C.介电常数 D.距离 8.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。 A.多次测量 B.同次测量 C.正反行程 D.不同测量 9.半导体热敏电阻随温度的上升，电阻率（ ）。 A.上升 B.迅速下降 C.保持不变 D.归零 10.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 共 2页 第 1页