传感器与检测技术题库
1、在检测系统中常用的测量方法有哪些？
答：从不同角度测量方法有不同的分类方法，按测量过程的特点分直接测量、间接测量和组合测量；按测量仪表的特点可分为接触测量法和非接触测量法；按测量对象的特点可分为静态测量法和动态测量法。
2、什么是直接测量、间接测量和组合测量？
答：直接测量法是指在使用仪表或传感器进行测量时，不需要经过任何运算就能直接从仪表或传感器上读出测量结果的方法。
间接测量法是指用直接测量法测得与被测量有确切函数关系的一些物理量，通过计算求得被测量的方法。
组合测量法是指被测量必须经过求解联立方程组，才能得到最后结果的方法。
3、什么是测量误差？研究测量误差的意义是什么？
答：测量既是一个变换、选择、放大、比较、显示诸功能综合作用的过程，又是一个对比、示差、平衡、读数的比较过程。如果这些过程是在理想的环境、条件下进行，即假设一切影响因素都不存在，则测量将是十分精确的。但是，这种理想的环境和条件在实际中是不存在的。无论是测量设备还是测量对象、方法，都不同程度地受到本身和周围各种因素的影响。当这些因素变化时，必然会影响到被测量、测量值的大小，使测量值与被测量的真值之间产生差异，这个差异就是测量误差。
4、在实际测量中相对误差有哪几种表示形式？
答：相对误差的表示形式：
1）实际相对误差。实际相对误差γA用绝对误差Δ与约定真值A0的百分比表示。2）标称相对误差。标称相对误差γx用绝对误差Δ与测量值Ax的百分比表示。3）满度相对误差。满度相对误差γm用绝对误差Δ与仪器满量程Am的百分比
表示。
5、被测电压的实际值为10V ，现有精度等级为0.5级，量程为150V 和精度等级为2.5级，量程为15V 的两种电压表，试问选择哪种电压表较好？
解：用精度等级为0.5级的仪表测量时，最大标称相对误差为
%5.7%100100
105.0150%10011=???=??±=X m X A γ 用精度等级为2.5级的仪表测量时，最大标称相对误差为
%75.3%100100
105.215%10011=???=??±=X m X A γ 由此可得x2x1γγ<，显然用精度等级为2.5级的仪表测量比用精度等级为0.5级的仪表测量更合适。因此，在选用传感器时应同时兼顾精度等级和量程。
6、什么是系统误差和随机误差？它们有何区别与联系？
答：系统误差：在相同条件下，多次重复测量同一被测量时，其测量误差的大小和符号保持不变，或在条件改变时，误差按某一确定的规律变化，这种测量误差称为系统误差。系统误差表明了测量值偏离实际值的程度。系统误差越小，测量值越准确，所以常常用精度来表示系统误差的大小。
随机误差：当多次重复测量同一被测量时，若测量误差的大小和符号均以不可预知的方式变化，则该误差称为随机误差。随机误差是对测量值影响微小且又互不相关的大量因素所引起的综合结果。随机误差就个体而言并无规律可循，但其总体却服从统计规律。
7、何谓传感器？一般传感器由哪几部分组成？
答：传感器是指能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的元件或装置。也就是说，传感器是一种按一定的精度把被测量转换为与之有确定关系的、便于应用的某种物理量的测量元件或装置，用于满足系统信息的传输、存储、显示、记录及控制等要求。
传感器组成：传感器一般由敏感元件、转换元件和测量转换电路三部分组成。
8、传感器的分类方法有哪些？
答：传感器按被测量可分为加速度传感器、速度传感器、位移传感器、压力传感器、负荷传感器、扭矩传感器和温度传感器等。传感器按工作原理可分为电阻应变式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、霍尔式传感器、光电式传感器和热敏式传感器等。传感器按能量的传递方式可分为有源传感器和无源传感器。传感器按输出信号的性质可分为模拟传感器与数字传感器。
9、什么是传感器的静态特性？
答：传感器的静态特性是指当被测量的值处于稳定状态时输入量与输出量的关系。只有传感器处于稳定状态时，输入量与输出量之间的关系式中才不含有时间变量。衡量静态特性的重要指标包括线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、漂移和可靠性等。
10、衡量传感器静态特性的主要性能参数有哪些？
答：衡量静态特性的重要指标包括线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、漂移和可靠性等。
11、什么叫应变效应? 电阻应变片的类型结构有哪些？
答：导体或半导体材料在外力作用下产生机械变形，其电阻发生变化的现象称为应变效应。
电阻应变片的类型结构：根据所使用的材料不同，电阻应变片可分为金属电阻应变片和半导体应变片。金属电阻应变片又可分为金属丝式应变片、金属箔式应变片和金属薄膜式应变片。半导体应变片是用半导体材料制成的，其工作原理是基于半导体材料的压阻效应。
12、简述电阻应变式传感器的工作原理。
答：电阻应变式传感器的工作原理：金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示：R=ρ*L/S当金属丝受外力作用时，其长度和截面积
都会发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化（通常是测量电阻两端的电压），即可获得应变金属丝的应变情况。
13、试述应变片温度误差的概念、产生原因及补偿办法。
答：电阻应变片的敏感栅是由金属或半导体材料制成的，在工作时能感受应变。又因为应变会引起电阻值变化；产生原因：其一是电阻应变片的电阻丝具有一定温度系数；其二是电阻丝材料与被测物体的线膨胀系数不同。
补偿方法：采用线路补偿法和电阻应变片的自补偿法。
14、制造热电阻的材料应具备哪些特点?常用的热电阻材料有哪几种?
答：用于测温的金属热电阻，其材料的电阻温度系数应尽可能大且稳定；电阻率高，有利于减小体积，减小热惯性；在测温范围内，物理、化学性质稳定；工艺性能好，易于提纯、加工和复制。
材料种类：根据对金属热电阻的要求及金属材料的特性，目前使用最广泛的金属热电阻材料是铜和铂，另外，随着低温和超阻测量技术的发展，已开始采用钢、锰和碳等作为金属热电阻材料。
15、热电式传感器有哪几种？各有何特点?
答：热电阻式传感器种类和特点：
1）铂热电阻。铂具有稳定的物理、化学性能，是目前制造金属热电阻的最好材料。它通常用作标准温度计，被广泛应用于作温度的基准、标准的传递。
2）铜热电阻。在测量精度不太高、测温范围不太大的情况下，可以用铜热电阻来代替铂热电阻，这样可以降低成本，同时也能达到精度的要求。用铜热电阻的主要缺点是电阻率小，因此，铜热电阻常用于介质温度不高、腐蚀性不强、测温元件体积不受限制的场合。
16、铜电阻Rt与温度t的关系可用
t0(1)
R R tα
=+表示。已知铜电阻
R为50 Ω，
求当温度为100 ℃时的铜电阻值。
解：100℃时阻值
Rt=R0（1+αt）=50(1+4.28×10-3×100）=71.43Ω
17、气敏电阻式传感器有哪几种类型?简述每种类型的工作原理。
答：气敏电阻式传感器按结构可分为烧结型气敏电阻式传感器、薄膜型气敏电阻式传感器和厚膜型气敏电阻式传感器；气敏电阻式传感器按加热方式可分为直热型气敏电阻式传感器和旁热型气敏电阻式传感器。
18、为什么多数气敏元件都附有加热器?
答：附加器作用是烧掉附着在探测部分的油雾和尘埃，同时加速气体的氧化还原反应，从而提高气敏电阻式传感器的灵敏度和响应速度。
19、什么是湿敏电阻式传感器?它有哪些类型？
答：湿敏电阻式传感器是由湿敏元件和转换电路等组成，能感受外界湿度(通常将空气或其他气体中的水分含量称为湿度)的变化，并通过湿敏电阻式传感器的物理或化学性质的变化，将环境湿度变换为电信号的装置。
特点：工作范围宽、响应速度快、环境适应能力强。
20、酒后驾车易出事故，但判定驾驶员是否喝酒过量带有较大的主观因素。请利用学过的知识，设计一台交通警使用的便携式酒后驾车测试仪。
（1）便携式酒后驾车测试仪外形如下图所示
（2）测量呼气含量的传感器简图
（3）测量酒精蒸汽含量的传感器。
答：参考可燃性气体传感器的图，画一下。（4）测试仪的电气原理框图
（5）简要说明几个环节之间的信号流程。
答：当流量传感器测量到的流量达到规定值以上时，可燃性气体传感器的输出电压与酒精蒸汽的浓度成一定比例关系。查表，就可得到酒精浓度值。
（6）酒后驾车测试仪说明书。
让被怀疑酒后驾车的驾驶员对准探头(内部装有多种传感器)呼三口气，用一排发光二极管指示呼气量的大小(呼气量越大，点亮的LED越多)。当呼气量达到允许值之后，LED亮，酒精蒸汽含量数码管指示出三次呼气的酒精蒸汽含量的平均百分比。如果呼气量不够，则提示重新呼气。当酒精含量超标时，LED 闪亮，蜂鸣器发出“嘀……嘀……”声。
21、电感式传感器的工作原理是什么？能够测量哪些物理量？
答：电感式传感器建立在电磁感应的基础上，把输入物理量，如位移、振幅、压力、流量、比重、力矩、应变等参数，转换为线圈的电感量和互感量的变化，再由测量转换电路转换为电流或电压的变化。
22、电感式传感器有哪些类型？
答：电感式传感器包含自感式传感器、差动变压器式传感器和电涡流式传感器。其中自感式传感器又包含：变隙式自感传感器、变截面式自感传感器和螺线管式自感传感器。
23、简述变隙式自感传感器的组成与工作原理。
答：变隙式自感传感器主要由线圈、铁芯、衔铁及测杆等组成。当自感式传感器的线圈匝数及铁芯和衔铁的材料及形状确定后，线圈电感量就是气隙厚度和气隙
的截面积的函数；如果气隙的截面积保持不变，线圈电感量则为气隙厚度的单值函数，从而构成了变隙式自感传感器。
24、简述差动式自感传感器的工作原理及特性。
答：两个完全相同、单个线圈的自感式传感器共用一个活动衔铁就构成了差动式自感传感器。
当衔铁随被测物体移动而偏离中间位置时，两个线圈的电感量一个增加，一个减小，形成差动形式。差动式自感传感器的线性度较好，输出曲线较陡。采用差动形式除了可以改善非线性度、提高灵敏度外，对电源电压与频率的波动及温度变化等外界影响也有补偿作用，从而提高了传感器的稳定性。
25、自感式传感器的测量转换电路有几种？各有何特点？
答：自感式传感器的测量转换电路包含变压器电桥电路和交流电桥电路。变压器电桥电路的特点是元件少，输出阻抗小，开路时电路呈线性；交流电桥电路特点结构不完全对称，初态时电桥不完全平衡，容易产生静态零偏压。
26、比较差动式自感传感器和差动变压器式传感器在结构上及工作原理上的异同。答：差动式自感传感器的结构应满足以下要求：（1）两个自感式传感器导磁体的几何尺寸完全相同。（2）两个自感式传感器的材料和性能完全相同。（3）两个自感式传感器线圈的电气参数和几何尺寸完全相同。在差动式自感传感器中，当衔铁随被测物体移动而偏离中间位置时，两个线圈的电感量一个增加，一个减小，形成差动形式。
差动变压器式传感器主要由一个线圈绝缘框架和一个衔铁组成。在线圈绝缘框架上绕有一组初级线圈作为输入线路(或称为一次绕组)，在同一线圈绝缘框架上另外绕有两组次级线圈作为输出线圈(或称为二次绕组)。它们反相串联，组成差动形式。
27、什么是电涡流效应？简述电涡流式传感器的工作原理。
答：根据法拉第电磁感应定律，金属导体置于变化的磁场中时，导体表面就会有
感应电流产生。电流的流线在金属体内自行闭合，这种由电磁感应原理产生的旋涡状感应电流称为电涡流。电涡流的产生必然要消耗一部分能量，从而使产生磁场的线圈阻抗发生变化，这一物理现象称为电涡流效应。
电涡流传感器工作原理：当通有一定交变电流I（频率为ω）的电感线圈L 靠近金属导体时，在金属表面将产生电涡流I，而该电涡流将形成一个方向相反的磁场，造成交变磁场能量的损失，并力图改变线圈的电感量的大小由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变（线圈的有效阻抗），这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。
28、电涡流式传感器常用的测量转换电路有几种？其测量原理如何？各有什么特点？
答：电涡流式传感器的测量转换电路有两大类分别为：电涡流式传感器的电桥电路和电涡流式传感器的谐振电路。
电桥电路的测量原理是将传感器线圈的阻抗变化转化为电压或电流的变化。传感器线圈的阻抗作为电桥的桥臂，起始状态，使电桥平衡。在进行测量时，由于传感器线圈的阻抗发生变化，使电桥失去平衡，将电桥不平衡造成的输出信号进行放大并检波，就可得到与被测量成正比的输出。电桥法主要用于两个电涡流线圈组成的差动式传感器。谐振电路是将传感器线圈的等效电感的变化转换为电压或电流的变化。谐振法主要有调幅式电路和调频式电路两种基本形式。调幅式由于采用了石英晶体振荡器，因此稳定性较高，而调频式结构简单，便于遥测和数字显示。
29、如何利用电涡式传感器测量金属板厚度？
答：电涡流式传感器可以无接触地测量金属板厚度和非金属板的镀层厚度。当被测金属板1的厚度变化时，将使电涡流式传感器的探头2与被测金属板1间的距离改变，从而引起输出电压的变化。由于在工作过程中被测金属板1会上下波动，这将影响测量精度，因此，用电涡流式传感器进行厚度测量时常用如图3-29（b）所示的方法，在被测金属板l的上下方各装一个电涡流式传感器的探头2，两个
电涡流式传感器之间的距离为D ，且与被测金属板1的上下表面分别相距x1和x2，这样被测金属板的厚度为t ＝D －（x1＋x2），当两个传感器在工作时分别测得x1和x2，转换成电压值后相加，相加后的电压值与两传感器间距离D 对应的设定电压相减，就得到与板厚相对应的电压值。
30、怎样利用电涡流式传感器进行转速测量？
答：在旋转体上开一条或数条槽（或做成齿状），旁边安装一个电涡流式传感器，当转轴转动时，电涡流式传感器周期地改变着与转轴之间的距离，因此，电涡流式传感器的输出也周期性地发生变化。此输出信号经放大、变换后，可以用频率计测出其变化频率，从而测出转轴的转速。若转轴上开Z 个槽，频率计读数为f ，则转轴的转速n 的表达式为Z f n 60=
。
31、简述电容式传感器的工作原理及分类。 答：由两个金属平行板组成的电容为0r A
A
C d d εεε==，当被测量变化使得式中的
ε、A 或d 发生变化时，电容C 也随之变化。如果保持其中两个参数不变，而仅改变其中一个参数，就可把该参数的变化转换为电容C 的变化，通过测量转换电路就可转换为电量输出，这就是电容式传感器的基本工作原理。
电容式传感器可分为变面积式电容传感器、变极距式电容传感器和变介电常数式电容传感器。它们的电极形状又可分为平板形、圆柱形和球平面型。
32、已知变面积式电容传感器电容两极板间的距离为10 mm ，ε＝50 pF ／m ，电容两极板的几何尺寸均为30 mm×20 mm×5 mm ，在外力作用下，动极板在原位置上向外移动了10 mm ，试求△C 。 解：由x 00x C C C C a =-=-Δ及d ab d A C 0εε==可得 d bx C ε-
=?，代人数值可得△C=1 pF
33、为什么电容式传感器常常做成差动式的结构？
答：为了提高灵敏度和减小非线性，以及克服某些外界条件，如电源电压、环境
温度变化的影响，常采用差动式电容传感器。
34、电容式传感器的测量转换电路中采用运算放大器时，其输出特性是否为线性的？为什么?
答：采用运算放大器后其输出特性为线性。采用运算放大器后，放大倍数A 非常大，而且输出阻抗Z 很高，可以使输出电压与位移的关系转换为线性关系。由运算放大器电路的工作原理可得o i x C U U C ??=-
，对于平行板电容器可得o i C U d U A
ε??=-。由式可知输出电压与动极板的板间距离成正比。
35、由电容式传感器组成的二极管双T 形电桥电路如图题4-5所示。已知R1＝R2=R ＝40 kΩ，RL=20 kΩ，U=45 V(频率为1 MHz 的方波)，C0=10 pF ，C1=10 pF ，△C1=1 pF 。求Uo 的表达式和对应上述参数的Uo 的值。 解：由L L 2
L (2)()R R R R K R R +=+得 K=160/9 kΩ 由o 12()U KUf C C =-得 Uo=0.8V
36、简述电容式传感器的应用。
答：电容式传感器广泛地应用在厚度、位移、压力、速度、浓度、液位等物理量的测量中。例如电容测厚仪、电容式压力传感器等。
37、简述电容测厚仪的工作原理。
答：电容测厚仪可以用来测量金属带材在轧制过程中的厚度，其工作原理：在被测金属带材的上下两侧各放置一块面积相等且与带材距离相等的定极板，这样定极板与被测金属带材之间就形成了两个电容C1和C2。把两块定极板用导线连接起来，就相当于C1与C2并联，总电容为C1+C2。如果被测金属带材1的厚度发生变化，则会引起电容的变化，用测量转换电路将电容的变化测出来，经过放大即可由电表指示测量结果。
38、试设计电容式压差测量方案，并简述其工作原理
答：电容式压差设计时采用电容式差压传感器，当被测介质的两种压力通入高、低两压力室，作用在敏感元件的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。
当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节，转换成与压力成正比的信号。接着进行信号调制得到调制电流，A/D转换器将解调器的电流转换成数字信号，其值被微处理器用来判定输入压力值。
39、油料液位监测系统的电路设计如下图所示：整个电路可以分成两部分①测量与转换电路。②控制电路、监测系统和振铃。
40、粮食部门在收购、存储谷物、菜籽等时，需测定这些粮食、种子的干燥程度，以防霉变。请根据已学过的知识，设计一台粮食含水量测试仪，要求：
（1）能显示在标准质量(100 g)条件下粮食的含水量(一般在10％～20％之间)。（2）能进行粮食品种的选择(能输入不同的纠正系数)。
（3）粮食易于倒入及倒出(内柱应为圆锥顶)。
（4）画出电容式传感器的结构简图，并说明其工作原理及优缺点。
答：电容式传感器的结构简图如下图所示：
粮食的水分不同，其导电率也不同，本测量仪的传感器是由两根金属探头组成的，将探头插入粮食内，测量两探头间粮食的电阻。由于粮食是高阻物质，因此，两探头不能相距太远，以相距2mm左右为宜。要保证相距2mm，又不能相碰，要用绝缘材料相隔离。因此，探头要安装在一起，用截面2x2mm的不锈钢即可。长度在300~500mm为宜。探头要安装绝缘手柄，插入粮食的深度在200~400mm左右。
由于电容量C为放入介质介电常数的函数，而介电常数又随介质的水分含量而变化，因此只要能测出传感器输出电容的变化，也就可以得到介质的水分合量。为保证水分测量的精度，在将被测介质放入传感器内时应注意装料的一致性，为此，介质要从专门的整流器内以自由落体的方式，有规律的流入传感器内。
41、什么是正压电效应？什么是逆压电效应？
答：正压电效应又称为顺压电效应，是指某些电介质，当沿着一定方向对其施加压力而使其变形时，它的内部就会产生极化的现象，同时在它的两个表面上会产生极性相反的电荷。当施加的压力去掉后，它又重新恢复不带电的状态；当压力的作用方向改变时，它内部的极性也随着改变。
逆压电效应又称为电致伸缩效应，是指当在电介质的极化方向施加电场，这
些电介质就会在一定方向上产生机械变形或机械压力，当施加的电场撤去时，这些机械变形或机械压力也随之消失的现象。
42、压电材料分哪几类？
答：压电材料就是具有压电效应的晶体材料。它可分为压电晶体(单晶体)材料、压电陶瓷(多晶半导体)和高分子压电材料。
43、将机械振动波转换成电信号是利用压电材料的什么效应？
答：将机械振动波转换成电信号是利用压电材料的压电效应。
44、为了增大输出电荷量，两片压电元件多采用什么接法？为了增大输出电压量，多片压电元件应采用什么接法？
答：为了增大输出电荷量，两片压电元件多采用并联连接；为了增大输出电压量，多片压电元件应采用串联连接。
45、压电元件的串联和并联有什么区别？
答：当压电元件采用串联形式连接时，其输出电压大，本生电容小，适于用在需要大电压输出的场合；当压电元件采用并联形式连接时，其输出电荷量大，本生电容大，适于用在需要大电荷输出的场合。
46、压电式传感器有哪几种常用的测量转换电路？
答：测量转换电路有两种形式：一是用电阻反馈的电压放大器，其输出电压与输入电压(即传感器的输出)成正比；另一种是用带电容板反馈的电荷放大器，其输出电压与输入电荷成正比。由于电荷放大器电路的电缆长度变化的影响不大，几乎可以忽略不计，故而电荷放大器应用日益广泛。
47、电荷放大器和电压放大器相比有什么优缺点？
答：电压放大器与电荷放大器相比，具有电路简单、元件少、价格便宜、工作可靠等优点，但是电压放大器的灵敏度受电缆长度的影响较大，所以在一定程度上
限制了压电式传感器在某些场合的应用。
48、在某电荷前置放大电路中，已知Q=100PC,Ca=100pF ，Ra 无穷大，Cf=10 pF ，不考虑Cc 的影响，当A=1 000时，输出电压是多少？ 解：由于V C Q U f 1010
1000==≈
49、用压电式传感器测量一个按正弦变化的力，压电元件用两片压电陶瓷并联，压电系数d=200×1210- C/N ，电荷放大器的反馈电容Cf=2000 pF ，输出电压uo=5 sin ωt V 。求用在压电式传感器上的正弦力为多少？
解：由dF Q =及f o C Q U -=可得 d
C U F f o =，代人数值可得 F=50 sin ωt （N ）
50、使用压电式传感器制作的压电式测力传感器可测量动态力还是静态力？ 答：可用于测试动态力。
51、什么是霍尔效应？
答：在半导体上通以电流并把它放在磁场中，如果磁场与电流的方向相垂直，则在磁场的作用下，载流子（电子或空穴）的运动方向发生偏转。这样，在垂直于电流和磁场的方向上就会形成电荷积累，出现电势差。这一现象称为霍耳效应。
52、当磁场方向垂直于霍尔元件，磁感应强度为B 时，霍尔电动势将如何变化？ 答：流入霍尔元件激励电流端的输入电流I 越大，作用在霍尔元件上的磁感应强度B 就越强，霍尔电动势EH 也就越高。
53、霍尔材料选择什么最合适？
答：ρ和μ都大的材料才适合于制作霍尔元件，才能获得较大的霍尔常数和霍尔电动势，半导体最适合制作霍尔元件。
54、什么是霍尔元件的输入电阻和输出电阻？
答：输入电阻Ri是指霍尔元件两个激励电流端的电阻。输出电阻Ro是两个霍尔电动势输出端之间的电阻。
55、线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器有什么区别？
答：线性型霍尔传感器的集成电路的内部电路是将霍尔元件、恒流源、线性差动放大器制作在同一个芯片上，输出电压的单位为V，比直接使用霍尔元件要方便很多。
开关型霍尔传感器的集成电路的内部电路是将霍尔元件、稳压电路、放大器、施密特触发器、OC门电路等制作在同一个芯片上。
56、公式EH=kHIBcos θ中的角θ表示什么含义？
答：磁感应强度B与其法线成的一角度。
57、什么是不等位电动势？如何消除不等位电动势？
答：不等位电动势是指当霍尔元件在额定激励电流下，当外加磁场为零时，霍尔元件输出端之间的开路电压，用符号UM表示。消除方法见教材P98-6.2.3。
58、产生温度误差的原因有哪些？
答：温度误差产生的原因主要包括以下两种：
（1）由于霍尔元件是由半导体材料组成的，因此，它对温度的变化非常敏感。其中，载流子的浓度、迁移率、电阻率等参数都是温度的函数。
（2）当温度发生变化时，霍尔元件的一些特性参数，如霍尔电动势、输入电阻和输出电阻等都会发生变化，从而使霍尔传感器产生温度误差。
59、克服温度误差有什么方法？
答：可以采用恒温措施补偿和恒流源温度补偿的方法来减小霍尔元件的温度误差。
60、为什么霍尔元件要采用恒流源温度补偿？
答：霍尔元件的灵敏度也是与温度有关的函数，它会随温度的变化而引起霍尔电动势的变化。因此采用恒流源温度补偿。
61、什么是热电效应？
答：两种不同的金属导体组成闭合回路，用酒精灯加热其中的一个接触点（称为结点），发现放在回路中的指南针发生了偏转。如果用两个酒精灯对两个结点同时进行加热，指南针偏转的角度反而减小，由此可知闭合回路中存在电动势并且有电流产生。电流的强弱与两个结点的温差有关，这种现象称为热电效应。
62、热电势主要由哪两部分组成？
答：热电势主要由温差电势和接触电势组成。
63、热电偶的基本定律包括哪几种？
答：热电偶的基本定律包含均质导体定律、中间导体定律、中间温度定律和标准电极定律。
64、热电偶常见的种类有哪几个？
答：热电偶的种类有装配式热电偶、铠装式热电偶和快速反应薄膜热电偶。
65、热电偶冷端补偿的方法有哪几种？
答：冷端补偿方法有：补偿导线法、冷端恒温法、计算修正法和电桥补偿法。
66、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要目的是什么？
答：主要目的：延长热电偶的冷端，使之远离高温区。
67、热电偶冷端恒温法可在哪三种情况下使用？
答：冷端恒温法常用在以下三种情况中：
1、将热电偶的冷端置于放有冰水混合物的冰瓶中，使冷端温度保持0 ℃不变的方法称为冰浴法。采用这种方法可以消除冷端温度t0不等于0 ℃而引起的误差。由于冰融化比较快，因而一般只适合在实验室中使用。
2、将热电偶的冷端置于电热恒温器中，恒温器的温度要略高于环境温度的上限。
3、将热电偶的冷端置于恒温的空调房间中，使冷端温度保持恒定。
68、在炼钢厂中，有时直接将廉价的热电极（如镍铬-镍硅热电极，时间稍长即熔化）插入钢水中测量钢水温度，如图题7-8所示。试说明：
（1）为什么不必将热端焊在一起？
（2）要满足哪些条件才不影响测量精度？采用上述方法是利用了热电偶的什么定律？
（3）如果被测物体不是钢水，而是熔化的塑料行吗？为什么？
答：1、钢水是导体。
2、钢水温度均匀；中间导体定律。
3、不行，塑料不导电。
69、一点接地常见的方式有哪些？说明其优缺点。
答：一点接地方式有串联一点接地和并联一点接地两种工作方式。
串联一点接地电路利用了一段公用地线，在这段公用地线上存在着A、B、C三点不同的对地电位差，这样，各点之间有可能产生共阻抗干扰，这样的接地方式只有在数字电路或放大倍数不大的模拟电路中使用。
并联一点接地在低频时是最适用的，因为各电路的接地电位只与本电路的接地电流和接地线的电阻有关，不会因接地电流而引起各电路间的耦合。这种方式的缺点是需要连很多根地线，使用起来比较麻烦。
70、用镍铬-镍硅热电偶测温度，已知冷端温度t0=50 ℃，用高精度的测温毫伏表测得这时的热电势为29.186 mV，求热端温度。
解：查表7-3得EAB（50 ℃，0 ℃）=2.023 mV。根据式（7-4）可得
EAB（t，0 ℃）=EAB（t，50 ℃）+EAB（50 ℃，0 ℃）
=（29.186+2.023）mV=31.209 mV
反查表，得到t=750℃。
71、什么是外光电效应?常用的基于外光电效应的光电元件有哪些？
答：外光电效应是指在光线的作用下使电子逸出物体表面的光电效应。常见的基于外光电效应的光电元件有光电管、光电倍增管和光电摄像管等。
72、什么是内光电效应?常用的基于内光电效应光电元件有哪些？
答：内光电效应是指在光线的作用下使物体的电阻率发生改变的光电效应。常见的基于内光电效应的光电元件有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管和光敏晶闸管等。
73、晒太阳取暖利用了什么效应？人造卫星的光电池板利用了什么效应？植物的生长利用了什么效应？
答：晒太阳取暖利用了光热效应；人造卫星的光电池板利用了光电效应；植物的生长利用了光化学效应。
74、光电管分为哪两类？
答：光电管可分为真空光电管和充气光电管。
75、光电倍增管与光电管相比有什么优点？
答：光电倍增管具有很高的灵敏度。
76、简述光敏电阻的工作原理。
答：当光敏电阻没有受到光照时，它的暗电阻很大，暗电流很小；当光敏电阻受到一定波长范围内的光照时，它的亮电阻会急剧减小，亮电流将迅速增大。
77、温度上升，光敏电阻的暗电流发生什么变化？
答：由于温度对光敏电阻的影响较大，温度升高，暗电阻减小，暗电流增加。
78、简述光敏二极管的工作原理。
答：光敏二极管的工作原理是当光照射在PN结上时，PN结附近将会产生光生电子和光生空穴对，从而使P区和N区的少数载流子的浓度增加，因此，在外加反向的电压和内电场的作用下，P区的少数载流子渡过阻挡层进入N区，N区的少数载流子渡过阻挡层进入P区，使通过PN结的反向电流大大增加，从而形成光电流。这时光敏二极管处于导通的状态，光的照射强度越大，光电流也就越大。
79、简述光敏三极管的工作原理。
答：光敏三极管的工作原理是当基极开路时，集电极与发射极之间加正电压。当光照射在集电结上时，就会在集电结附近产生电子—空穴对, 电子在结电场的作用下，将会由P区向N区运动，从而形成基极电流，经放大β倍后形成集电极电流（光电流）。
80、简述光电池的工作原理
在一块N形硅片表面，用扩散的方法掺入一些P型杂质，形成PN结，光这就是一块硅光电池。当照射在PN上时，如光子能量hv大于硅的禁带宽度E时，则价带中的电子跃迁到导带，产生电子空穴对。因为PN结阻挡层的电场方向指向P区，所以，任阻挡层电场的作用下，被光激发的电子移向N区外侧，被光激发的空穴移向P区外侧，从而在硅光电池与PN结平行的两外表而形成电势差，P 区带正电，为光电池的正极，N区带负电，为光电池的负极。照在PN结上的光强增加，就有更多的空穴流向P区，更多的电子流向N区，从而硅光电池两外侧的电势差增加。
81、光敏二极管在测光电路中应处于什么状态？光敏三极管在测光电路中应处于什么状态？
答：光敏二极管在测光电路中应处于反向偏置状态；光敏三极管在测光电路中应
压电式传感器 一、选择填空题： 1、压电式加速度传感器是（D ）传感器。 A、结构型 B、适于测量直流信号 C、适于测量缓变信号 D、适于测量动态信号 2、沿石英晶体的光轴z的方向施加作用力时，（A ）。 A、晶体不产生压电效应 B、在晶体的电轴x方向产生电荷 C、在晶体的机械轴y方向产生电荷 D、在晶体的光轴z方向产生电荷 3、在电介质极化方向施加电场，电介质产生变形的现象称为（B ）。 A、正压电效应 B、逆压电效应 C、横向压电效应 D、纵向压电效应 4、天然石英晶体与压电陶瓷比，石英晶体压电常数（C），压电陶瓷的稳定性（C ）。 A、高，差 B、高，好 C、低，差 D、低，好 5、沿石英晶体的电轴x的方向施加作用力产生电荷的压电效应称为（D）。 A、正压电效应 B、逆压电效应 C、横向压电效应 D、纵向压电效应 6、压电式传感器可等效为一个电荷源和一个电容并联，也可等效为一个与电容相串联的电压源。 7、压电式传感器的输出须先经过前置放大器处理，此放大电路有电压放大器和电荷放大器两种形式。 二、简答题 1、什么是压电效应？纵向压电效应与横向压电效应有什么区别？ 答：某些电介质，当沿着一定方向对其施加外力而使它变形时，内部就产生极化现象，相应地会在它的两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，又重新恢复到不带电状态，这种现象称压电效应。通常把沿电轴X－X方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向压电效应”；而把沿机械轴Y－Y方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“横向压电效应”；所以纵向压电效应与横向压电效应的主要区别在于施力方向不同，电荷产生方向也不同。 2、压电式传感器为何不能测量静态信号？ 答：因为压电传感元件是力敏感元件，压电式传感器是利用所测的物体的运动产生的相应的电信号，而静态的不能产生相应的电信号。所以压电式传感器不能测量静态信号。
《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
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。
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
第一章检测技术的基本概念 一、填空题： 1、传感器有、、组成 2、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出与输入的比值。 3、从输出曲线看，曲线越陡，灵敏度。 4、下面公式是计算传感器的。 5、某位移传感器的输入变化量为5mm，输出变化量为800mv，其灵敏度为。 二、选择题： 1、标准表的指示值100KPa，甲乙两表的读书各为 KPa和 KPa。它们的绝对误差为。 A 和 B 和 C 和 2、下列哪种误差不属于按误差数值表示。 A绝对误差 B相对误差 C随机误差 D引用误差 3、有一台测量仪表，其标尺范围0—500 KPa，已知绝对误差最大值 P max=4 KPa，则该仪表的精度等级。 A 级 B 级 C 1级 D 级 4、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。应选购的仪表量程为测量值的 倍。 A3倍 B10倍 C 倍 D 倍 5、电工实验中，常用平衡电桥测量电阻的阻值，是属于测量， 而用水银温度计测量水温的微小变化，是属于测量。 A偏位式 B零位式 C 微差式 6、因精神不集中写错数据属于。 系统误差 B随机误差 C粗大误差 7、有一台精度级，测量范围0—100 KPa，则仪表的最小分格。 A45 B40 C30 D 20 8、重要场合使用的元件或仪表，购入后进行高、低温循环老化试验，目的是为了。 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 9、传感器能感知的输入量越小，说明越高。 A线性度好 B迟滞小 C重复性好 D 分辨率高 三、判断题 1、回差在数值上等于不灵敏度 ( ) 2、灵敏度越大，仪表越灵敏（） 3、同一台仪表，不同的输入输出段灵敏度不同（） 4、灵敏度其实就是放大倍数（） 5、测量值小数点后位数越多，说明数据越准确（） 6、测量数据中所有的非零数字都是有效数字（） 7、测量结果中小数点后最末位的零数字为无效数字（） 四、问答题 1、什么是传感器的静态特性，有哪些指标。 答：指传感器的静态输入、输出特性。有灵敏度、分辨力、线性度、迟滞、稳定性、电磁兼容性、可靠性。
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 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
一、填空题(20分) 1.传感器由（敏感元件，转换元件，基本转换电路）三部分组成。 2.在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的（1.5 ） 倍左右为宜。 3.灵敏度的物理意义是（达到稳定工作状态时输出变化量与引起此变化的输入变化量之比。） 4. 精确度是指（测量结果中各种误差的综合，表示测量结果与被测量的真值之间的一致程度。） 5．为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要采用（细分）技术。 6.热电阻主要是利用电阻随温度升高而（增大）这一特性来测量温度的。 7.传感器静态特性主要有（线性度，迟滞，重复性，灵敏度）性能指标来描述。 8.电容传感器有三种基本类型，即(变极距型电容传感器、变面积型电容传感器, 变介电常数型电容传感器) 型。 9.压电材料在使用中一般是两片以上在,以电荷作为输出的地方一般是把压电元件（并联）起来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件（串联)起来 10.压电式传感器的工作原理是：某些物质在外界机械力作用下，其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为（顺压电效应）。相反，某些物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象称为（逆压电效应）。 11. 压力传感器有三种基本类型，即（电容式，电感式，霍尔式）型. 12.抑制干扰的基本原则有（消除干扰源，远离干扰源，防止干扰窜入）. 二、选择题（30分,每题3分）1、下列( )不能用做加速度检测传感器。D.热电偶 2、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的( ).C．压电效应 3、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（）. C．温度 4、属于传感器动态特性指标的是（）.D．固有频率 5、对压电式加速度传感器，希望其固有频率( ).C.尽量高些 6、信号传输过程中，产生干扰的原因是( )C.干扰的耦合通道 7、在以下几种传感器当中( )属于自发电型传感器.C、热电偶 8、莫尔条纹光栅传感器的输出是( ).A.数字脉冲式 9、半导体应变片具有( )等优点.A.灵敏度高 10、将电阻应变片贴在( )上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器. C.弹性元件 11、半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率( ).B.迅速下降 12、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是( ). C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 13、在以下几种传感器当中( ABD 随便选一个)不属于自发电型传感器. A、电容式 B、电阻式 C、热电偶 D、电感式 14、( )的数值越大,热电偶的输出热电势就越大.D、热端和冷端的温差 15、热电阻测量转换电路采用三线制是为了( B、减小引线电阻的影响). 16、下列( )不能用做加速度检测传感器.B.压电式 三、简答题（30分） 1.传感器的定义和组成框图？画出自动控制系统原理框图并指明传感器在系统中的位置和
《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
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。
第一章 检测技术的基本概念 一、填空题： 1、 传感器有 ____________ 、 、 __________ 组成 2、 传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出 _______________ 与输入 _________ 的比值。 3、 从输出曲线看，曲线越陡，灵敏度 ______________ 。 4、 下面公式是计算传感器的 ____________ 。 y max y min 5、某位移传感器的输入变化量为 5mm ，输出变化量为800mv ,其灵敏度为 _________________ 。 、 选择题: 1、 标准表的指示值 100KPa ，甲乙两表的读书各为 101.0 KPa 和99.5 KPa 。它们的绝对误差 为 ______________ 。 A 1.0KPa 禾口 -0.5KPa B 1.0KPa 禾口 0.5KPa C 1.00KPa 禾口 0.5KPa 2、 下列哪种误差不属于按误差数值表示 _____________________ 。 A 绝对误差 B 相对误差 C 随机误差 D 引用误差 3、 有一台测量仪表，其标尺范围 0— 500 KPa ，已知绝对误差最大值 Pmax=4 KPa ，则该仪表的精度等级 __________________ 。 A 0.5 级 B 0.8 级 C 1 级 D 1.5 级 4、 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。应选购的仪表量程为测量 值的 _______________ 倍。 A3 倍 B10 倍 C 1.5 倍 D 0.75 倍 5、 电工实验中，常用平衡电桥测量电阻的阻值，是属于 ___________________ 测量， 而用水银温度计测量水温的微小变化，是属于 ___________________ 测量。 A 偏位式 B 零位式 C 微差式 6、 因精神不集中写错数据属于 。 系统误差 B 随机误差 C 粗大误差 7、 有一台精度2.5级，测量范围0—100 KPa ,则仪表的最小分 _______________ 格。 A45 B40 C30 D 20 8、重要场合使用的元件或仪表，购入后进行高、低温循环老化试验，目的是为 了 。 9、传感器能感知的输入量越小，说明 _________________ 越高。 三、判断题 1、 回差在数值上等于不灵敏度 （ ） 2、 灵敏度越大，仪表越灵敏 （ 3、 同一台仪表，不同的输入输出段灵敏度不同 （ ） 4、 灵敏度其实就是放大倍数 （ ） 5、 测量值小数点后位数越多，说明数据越准确 （ ） A max 100% (1-9) 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 A 线性度好 B 迟滞小 C 重复性好 D 分辨率高
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。
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。
传感器原理及其应用习题 第1章传感器的一般特性 一、选择、填空题 1、衡量传感器静态特性的重要指标是_灵敏度______、__线性度_____、____迟滞___、___重复性_____ 等。 2、通常传感器由＿＿敏感元件＿＿、＿＿转换元件＿＿＿＿、＿转换电路＿＿＿＿三部分组成，是能把外界＿非电量＿转换成＿＿＿电量＿＿＿的器件和装置。 3、传感器的＿＿标定＿＿＿是通过实验建立传感器起输入量与输出量之间的关系，并确定不同使用条件下的误差关系。 4、测量过程中存在着测量误差，按性质可被分为粗大、系统和随机误差三类，其中随机误差可以通过对多次测量结果求平均的方法来减小它对测量结果的影响。 5、一阶传感器的时间常数τ越__________, 其响应速度越慢;二阶传感器的固有频率ω0越_________, 其工作频带越宽。 6、按所依据的基准直线的不同，传感器的线性度可分为、、、。 7、非线性电位器包括和两种。 8、通常意义上的传感器包含了敏感元件和（ C ）两个组成部分。 A. 放大电路 B. 数据采集电路 C. 转换元件 D. 滤波元件 9、若将计算机比喻成人的大脑，那么传感器则可以比喻为(B )。 A．眼睛 B. 感觉器官 C. 手 D. 皮肤 10、属于传感器静态特性指标的是（D ） A.固有频率 B.临界频率 C.阻尼比 D.重复性 11、衡量传感器静态特性的指标不包括（ C ）。 A. 线性度 B. 灵敏度 C. 频域响应 D. 重复性 12、下列对传感器动态特性的描述正确的是（） A 一阶传感器的时间常数τ越大, 其响应速度越快 B 二阶传感器的固有频率ω0越小, 其工作频带越宽 C 一阶传感器的时间常数τ越小, 其响应速度越快。 D 二阶传感器的固有频率ω0越小, 其响应速度越快。 二、计算分析题 1、什么是传感器？由几部分组成？试画出传感器组成方块图。 2、传感器的静态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义。 作业3、传感器的动态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义 第2章电阻应变式传感器 一、填空题 1、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；半导体或固体受到作用力后_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，圆弧部分使灵敏度下降了，这种现象称为____横向___效应。 2、产生应变片温度误差的主要因素有＿电阻温度系数的影响、＿试验材料和电阻丝材料的线性膨胀系数的影响＿。 3、应变片温度补偿的措施有＿＿＿电桥补偿法＿、＿应变片的自补偿法、＿、。 4. 在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出电压的灵敏度也不同，_全桥__接法可以得到最大灵敏度输出。 5. 半导体应变片工作原理是基于压阻效应，它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数大十倍