1、一弹性式压力传感器在加压过程和减压过程中，输入值相同，但传感器的输出却不一致，这种现象称为。
A.弹性元件的非线性B .弹性后效
C.弹性滞后 D .弹性元件的不稳定
2、差动式电感传感器和差动式电容传感器具有_C—的特点。
A.灵敏度提高了一倍，非线性度降低了一倍
B.灵敏度和非线性度都降低了
C.灵敏度提高了一倍，非线性度降低了若干
D.灵敏度提高了若干，非线性度降低了一倍
3、光电效应中，入射光的频率__A红限频率，才可能产生光电子
A.大于、等于 B .小于
C.任何情况
4、石英晶体有三根互相垂直的晶轴，其中Y-Y轴被称为A
A.机械轴 B .光轴
C.电轴
5、差动式电容传感器采用脉冲调宽电路作测量电路时，其输出电压
正比于 ____ B。
A.C1-C2 B . C1-C2/C1+C2
C. C1+C2/C1-C2 D . △ C1/C1-△ C2+C2 二、利用电涡流传感器测量物体位移时，如果被测物体由塑料制成, 位移测量是否可行为什么（10%
H.利用电涡濂倍舷器测呈物休的位移*试问：
CD如果被紳物体由規料制成.位移測帚是否可疔罕为什么？
C2）为丁能够刘谬物体进打也:移訓SL应采驱什么荷jfi?应考虑什么问题？答：肉汾41耦流传感器圧也感传感器的一种羽式.建利用金届导体在交变儘场中的橋流效战进行工作的.丽舉料不是导萍.不繼产生涡流效应?故不可讦.
三、光电效应可分为哪三种类型，简单说明其原理并分别列出以之为
基础的光电传感器。（10%
单光电数应?町分沟哪-种类型，简单悦明棲感器的原同井分别列出以之为早础的光电传展擀°
答「光电效应可分为g
汨外光屯效应二指在光的曬射下「材料屮的电子逸出农面的现孤光电管及光电倨増胃均属这一类°它们的光电发射极，即光明极就是用具冇这种特性
的材料制造的。
b）内光电效应二折在光的瓏射下，材料的电阻率发生改变的现氟.光敏电阴即属此类。
町光生伏待效应?制用光势垒效应「光峥垒效应指在光的照射下，物体内部产生一足方向的电动势白光电池是基于光生伏特效应制成的，是自发电式有
源器件。
四、用压电式传感器能测量静态或变化很缓慢的信号吗为什么（10%
L压电式件感器更适用于脳耐此现点迪吾正他仆析城因.卍讪：网咖哄切时"
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善不正耻ttxftKa&s于压电材郑的压电效馭具有便用煩罩舐灵故度离、笛瞅匕高、「构简单■，工作可靠5割豎36矿等扰点.0此在更力冲出刑就功寻动冻斟9剧试中是主要的传8SSHH比它可以把削速At疊移.EJh O.粮度尊舒多
非电量輕映为电量.
五、简述热电偶的工作原理。（10%
6.简述热电偶的測温原理.
菩：热电偶由两种不同导体俎含井将ifl度转换我妁电动势=煤电动势由两种不同导体的抚備电势和单一导林的湖?电势细戚，
六、请分析如图所示电路的工作原理。（10% Array
应变式加速度计结构与工作原理
1质量块2 悬臂梁3阻尼液4螺钉5应变8片 6 壳体
1、传感器的定义 英文名称：transducer / sensor 传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。 国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 2、传感器的分类 可以用不同的观点对传感器进行分类：它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应)；它们的用途；它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。 根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类：传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。 化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。
有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用将会有巨大增长。 按照其用途，传感器可分类为： 压力敏和力敏传感器 液面传感器 速度传感器 加速度传感器 湿敏传感器 气敏传感器 真 以其输出信号为标准可将传感器分为： 模拟传感器—— 数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换) 膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期 信号的输出(包括直接或间接转换) 开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传 感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
传感器技术期末考试简 答题 标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]
四、简答题（4题，共18分） 301、试述传感器的定义、共性及组成。 答：①传感器的定义：能感受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传感器的共性：利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性，将非电量(如位移、速度、加速度、力等)转换为电量(电压、电流、电容、电阻等)；③传感器的组成：传感器主要由敏感元件和转换元件组成。 302、什么是传感器动态特性和静态特性简述在什么条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要。 答：传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性，即其输出对随时间变化的输入量的响应特性。 传感器的静态特性是指它在稳态(静态或准静态)信号作用下的输入－输出关系。静态特性所描述的传感器的输入、输出关系式中不含有时间变量。 当输入量为常量或变化极慢时只研究静态特性就能够满足通常的需要。 304、什么叫应变效应？利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。 答：材料的电阻变化是由尺寸变化引起的，称为应变效应。 应变式传感器的基本工作原理：当被测物理量作用在弹性元件上，弹性元件在力、力矩或压力等作用下发生形变，变换成相应的应变或位移，然后传递给与之相连的应变片，将引起应变敏感元件的电阻值发生变化，通过转换电路变成电量输出。输出的电量大小反映了被测物理量的大小。 306、在传感器测量电路中，直流电桥与交流电桥有什么不同，如何考虑应用场合用电阻应变片组成的半桥、全桥电路与单桥相比有哪些改善答：直流电桥适合供电电源是直流电的场合，交流电桥适合供电电源是交流的场合。半桥电路比单桥电路灵敏度提高一倍，全桥电路比单桥电路灵敏度提高4倍，且二者均无非线性误差。 311、根据电容式传感器工作原理，可将其分为几种类型每种类型各有什么特点各适用于什么场合 答：根据电容式传感器的工作原理，可将其分为3种：变极板间距的变极距型、变极板覆盖面积的变面积型和变介质介电常数的变介质型。 变极板间距型电容式传感器的特点是电容量与极板间距成反比，适合测量位移量。 变极板覆盖面积型电容传感器的特点是电容量与面积改变量成正比，适合测量线位移和角位移。 变介质型电容传感器的特点是利用不同介质的介电常数各不相同，通过改变介质的介电常数实现对被测量的检测，并通过电容式传感器的电容量的变化反映出来。适合于介质的介电常数发生改变的场合。 316、何谓电涡流效应怎样利用电涡流效应进行位移测量 答：:电涡流效应指的是这样一种现象：根据法拉第电磁感应定律，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，通过导体的磁通将发生变化，产生感应电动势，该电动势在导体内产生电流，并形成闭合曲线，状似水中的涡流，通常称为电涡流。 利用电涡流效应测量位移时，可使被测物的电阻率、磁导率、线圈与被测物的尺寸因子、线圈中激磁电流的频率保持不变，而只改变线圈与导体间的距离，这样测出的传感器线圈的阻抗变化，可以反应被测物位移的变化。 317、试比较自感式传感器与差动变压器式传感器的异同。 答： (1)不同点： 1 )自感式传感器把被测非电量的变化转换成自感系数的变化； 2)差动变压器式传感器把被测非电量的变化转换成互感系数的变化。 (2)相同点：两者都属于电感式传感器，都可以分为气隙型、气隙截面型和螺管型。 323、什么是正压电效应什么是逆压电效应什么是纵向压电效应什么是横向压电效应 答：正压电效应就是对某些电介质沿一定方向施以外力使其变形时，其内部将产生极化现象而使其出现电荷集聚的现象。 当在片状压电材料的两个电极面上加上交流电压，那么压电片将产生机械振动，即压电片在电极方向上产生伸缩变形，压电材料的这种现象称为电致伸缩效应，也称为逆压电效应。 沿石英晶体的x轴(电轴)方向受力产生的压电效应称为"纵向压电效应"。沿石英晶体的y轴(机械轴)方向受力产生的压电效应称为"横向压电效应"。 331、简述热电偶的几个重要定律，并分别说明其实用价值。 答：1、中间导体定律；2、标准电极定律；3、连接导体定律与中间温度定律 实用价值：略。
检测是利用各种物理、化学效应，选择合适的方法与装置，将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性或定量结果的过程。 测量是借助专门的技术和仪表设备，采用一定的方法取得某一客观事物定量数据资料的实践过程。 所谓“定量”，就是使用一定准确度等级的测量仪器、仪表，比较准确地测得被测量的数值。 在测量过程中，被测量与仪表内部的标准量相比较，当测量系统达到平衡时，用已知标准量的值决定被测量的值，这种测量方式称为零位式测量。 在测量过程中，被测量作用于仪表内部的比较装置，使该比较装置产生偏移量，直接以仪表的偏移量表示被测量的测量方式称为偏位式测量。 微差式测量法是综合了偏位式测量法速度快和零位式测量法准确度高的优点的一种测量方法。这种方法预先使被测量与测量装置内部的标准量取得平衡。当被测量有微小变化时，测量装置失去平衡。用上述偏位式仪表表示出其变化部分的数值。 相对误差用百分比的形式来表示，一般多取正值。相对误差可分为示值相对误差和引用相对误差等。。 一个被测量值x A 与真值0A 之间总是存在着一个差值，这种差值称为绝对误差。 测量不确定度的含义是指：由于测量误差的存在，对被测量值的不能肯定的程度，也表明该结果的可信赖程度。它是测量结果质量的指标。不确定度愈小，所述结果与被测量的真值愈接近。 大气的水气含量通常用3 m 1湿空气中所含水气的克数来表示，也就是空气的水气密度，单位为3m /kg 绝对湿度。 相对湿度是空气的绝对湿度与同温度下的饱和状态空气绝对湿度的比值，它能较好地说明空气的干、湿现象。 ??→???→???→??????→?电量电参量非电量非电量（被测量）测量转换电路传感元件敏感元件 温度较高的空气所含水蒸气较多，将此空气冷却，其所含水蒸气的量没有变化，而相对温度增加。当降低到一定温度，RH 达到100%时，称为水气饱和。若将该空气继续冷却，其中一部分水蒸气将凝聚成露水。此时的温度称为露点温度。 电阻应变传感器主要由电阻应变片及测量转换电路等组成。电阻应变片是一种将被测量元件上的应变变化转换成电阻变化的传感元件，测量电路进一步将该电阻阻值的变化再转换成电流或电压的变化，以便显示或记录被测的非电量的大小。 半导体材料二氧化钛（TiO2）属于N 型半导体，对氧气十分敏感。其电阻值的大小取决于周围环境的氧气浓度。当周围氧气浓度较大时，氧原子进入二氧化钛晶格，改变了半导体的电阻率，使其电阻值增大。当氧气浓度下降时，氧原子析出，使晶格结构出现空缺，导致电阻值降低。 安全栅又称安全保持器、本安回路的安全接口等。它能在安全区和危险区之间双向传递电信号，并限制安全区的危险能量进入危险区，限制送往危险区的电压和电流。 电感传感器是利用绕组自感量或互感量的变化来实现非电量电测的一种装置。电感传感器种类很多，可分为自感式和互感式两大类。人们习惯上讲电感传感器通常是指自感传感器；而互感传感器是利用变压器原理，做成差动式，故常称为差动变压式传感器。 在绕组匝数N 确定后，若保持气隙厚度0δ为常数，则电感L 是气隙有效投影截面积 A 的函数。故称 这种传感器为变截面式电感传感器。 单绕组螺线管式电感传感器结构简单，主要元器件是一只螺线管和一根圆柱形衔铁。衔铁插入绕组后，将引起螺线管内部的磁阻的减小，电感量随插入的深度而增大。
上海开放大学《传感器与测试基础》复习 1. 课程教材：《自动检测技术及应用》 梁森 （第2版），机械工业出版社 2. 网上课堂：视频资料，课程ppt 资料，李斌教授主讲 3. 主持教师联系方式： 25653399（周二、五）；xudanli@https://www.doczj.com/doc/c917366148.html, 4. 期末考试比例（大约）：单项选择20分；填空20分；多项选择12分；简答题26分；分析设计题22分。 5. 复习样题 一、填空题 1. 传感器的特性一般指输入、输出特性，有动、静之分。静态特性指标的 有 、 、 、 等。（灵敏度、分辨力、线性度、迟滞 误差、稳定性） 2. 对于测量方法，从不同的角度有不同的分类，按照测量结果的显示方式，可以分为 模拟式测量 和 数字式测量 。 3. 对于测量方法，从不同的角度有不同的分类，按照是否在工位上测量可以分为 在线测量 和 离线式测量 。 4. 对于测量方法，从不同的角度有不同的分类，按照测量的具体手段，可以分为 偏位式测量 、 微差式测量 和 零位式测量 。 5.某0.1级电流表满度值100m x mA ，测量60mA 的绝对误差为 ±0.1mA 。 6、服从正态分布的随机误差具有如下性质 集中性 、 对称性 、 有界性 。 7. 硅光电池的光电特性中，当负载短路时，光电流在很大范围内与照度与呈线性关系。 8. 把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据 变压器 的基本原理制成的，其次级绕组都用 差动 形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。 9、霍尔传感器的霍尔电势U H 为 K H IB 若改变 I 或 B 就能得到变化的霍尔电势。 10、电容式传感器中，变极距式一般用来测量 微小 的位移。 11. 压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，但不适宜测量 频率太低 的被测量，特别是不能测量 静态值 。 12、差动电感式传感器与单线圈电感式传感器相比,线性 好 灵感度提高 一 倍、测
《传感器本》试题整理(附参考答案)
上海开放大学《传感器与测试基础》复习 1. 课程教材：《自动检测技术及应用》梁森（第2版），机械工业出版社 2. 网上课堂：视频资料，课程ppt资料，李斌 教授主讲 3. 主持教师联系方式： 25653399（周二、五）；xudanli@https://www.doczj.com/doc/c917366148.html, 4. 期末考试比例（大约）：单项选择20分；填 空20分；多项选择12分；简答题26分；分析 设计题22分。 5. 复习样题 一、填空题 1. 传感器的特性一般指输入、输出特性，有 动、静之分。静态特性指标的 有、、、 等。（灵敏度、分辨力、线性度、迟滞误差、 稳定性） 2. 对于测量方法，从不同的角度有不同的分类， 按照测量结果的显示方式，可以分为模拟式测量和数字式测量。 3. 对于测量方法，从不同的角度有不同的分类， 按照是否在工位上测量可以分为在线测量和离线式测量。 4. 对于测量方法，从不同的角度有不同的分类，
按照测量的具体手段，可以分为 偏位式测 量 、 微差式测量 和 零位式测量 。 5.某0.1级电流表满度值100m x mA ，测量60mA 的绝 对误差为 ±0.1mA 。 6、服从正态分布的随机误差具有如下性质 集 中性 、 对称性 、 有界性 。 7. 硅光电池的光电特性中，当负载短路时，光 电流在很大范围内与照度与呈线性关系。 8. 把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的 互感式传感器是根据 变压器 的基本 原理制成的，其次级绕组都用 差动 形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。 9、霍尔传感器的霍尔电势U H 为 K H IB 若改变 I 或 B 就能得到变化的霍尔电势。 10、电容式传感器中，变极距式一般用来测量 微 小 的位移。 11. 压电式传感器具有体积小、结构简单等优 点，但不适宜测量 频率太低 的被测量， 特别是不能测量 静态值 。 12、差动电感式传感器与单线圈电感式传感器相 比,线性 好 灵感度提高 一 倍、 测量精度高。 13、热电偶冷端温度有如下补偿方法： 冷端恒温法（冰浴法）、计算修正法、电桥补偿法和仪表
传感器 绪论 概念： 1.传感器的定义： ①：能够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。 ②：狭义的定义：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。 2.传感器组成: 传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。 第一章 概念： 1.传感器的一般特性：描述此种变换的输入与输出关系。 静特性：输入量为常量或变化极慢时（慢变或稳定信号）。 1) 线性度：传感器的输出与输入关系呈线性，实际上这往往是不可能的。 假设传感器没有迟滞和蠕变效应,其静态特性可用下列多项式来描述： x ——输入量； y ——输出量；a 0——零点输出；a 1——传感器的灵敏度,常用k 表示；a 2,a 3,…,a n ——非线性项系数。 ∑=+=++++=n i i i n n x a a x a x a x a a y 102210...
非线性误差（线性度）定义：输出输入的实际测量曲线与某一选定拟合直线之间的最大偏差，用相对误差γL表示其大小。即传感器的正、反行程平均测量曲线与拟合直线之间的最大偏差对满量程（F.S.）输出之比（%）： γL——非线性误差（线性度）；Δ ——输出平均值与拟合直线间的最 Lmax 大非线性误差；y F.S.——满量程输出。满量程输出用测量上限标称值y H与测量下限标称值y L之差的绝对值表示,即y F.S.=|y H-y L|。 大多数传感器的输出曲线是通过零点的，或者使用“零点调节”使它通过零点。某些量程下限不为零的传感器，也可以将量程下限作为零点处理。目前常用的拟合方法有：①理论拟合；②过零旋转拟合；③端点连线拟合； ④端点连线平移拟合；⑤最小二乘拟合；⑥最小包容拟合等。
第一节传感器及其工作原理1课时新授课 教学目标 1．知识与技能 了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义； 认识一些制作传感器的元器件，知道这些传感器的工作原理。 2．过程与方法 通过对实验的观察、思考和探究，让学生在了解传感器、熟悉传感器工作原理的同时，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的观察能力、实践能力和创新思维能力。 3．情感、态度与价值观 体会传感器在生活、生产、科技领域的种种益处，激发学生的学习兴趣，拓展学生的知识视野，并加强物理与STS的联系。通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度、团队合作精神和创新意识。 教学重点 认识各种常见的传感器；了解光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件的工作原理。 教学难点 光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件的工作原理。 教学方法 实验法、观察法、归纳法。 教学手段 磁铁、干簧管、各种常见传感器、光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件、多用电表、热水、冷水、台灯、投影仪等 教学过程 一、引入新课 教师：今天我们生活中常用的电视、空调的遥控器是如何实现远距离操纵的？楼梯上的电灯如何能人来就开，人走就熄的？工业生产中所用的自动报警器、恒温烘箱是如何工作的？“非典”病毒肆虐华夏大地时，机场、车站、港口又是如何实现快速而准确的体温检测的？所有这些，都离不开一个核心，那就是本堂课将要学习的传感器。 二、新课教学 1．什么是传感器 演示实验1：如图1所示，小盒子的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，当把磁铁放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移开，灯泡熄灭。
教师提问：盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？ 学生猜测：盒子里有弹性铁质开关。 师生探究：打开盒子，用实物投影仪展示盒内的电路图（图2），了解元件“干簧管”的结构。探明原因：当磁体靠近干簧管时，两个由软磁性材料制成的簧片因磁化而相互吸引，电路导通，干簧管起到了开关的作用。 教师点拨：这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发光情况，感知干簧管周围是否存在着磁场。 演示实验2：教师出示一只音乐茶杯，茶杯平放桌上时，无声无息，提起茶杯，茶杯边播放悦耳的音乐，边闪烁着五彩的光芒。 教师提问：音乐茶杯的工作开关又在哪里？开启的条件是什么？ 学生猜测：在茶杯底部，所受压力发生改变。 实验探究：提起茶杯，用手压杯的底部，音乐并没有停止。 学生猜测：是由于光照强度的改变。 实验探究：用书挡住底部（不与底部接触），音乐停止，可见音乐茶杯受光照强度的控制。 师生总结：现代技术中，我们可以利用一些元件设计电路，它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。我们把这种元件叫做传感器。它的优点是：把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。 教师提问：实验1中的干簧管是怎样的传感器，实验2音乐茶杯中所用的元件又是怎样的传感器？
加速度计、角度传感器知识 整理与解析 1、传感器基础知识 (2) 2、比力 (2) 3、加速度传感器测量倾角原理 (3) 4、Question and answer (3) 5、电子罗盘 (3) 7、陀螺仪和加速度计的区别与联系 (4) 8、常用芯片介绍 (4) 交流QQ：1002100760
1、传感器基础知识 陀螺和加速度计是惯性器件，是用来测量相对惯性空间的角速度（或对于积分类型的陀螺来说是角增量）和加速度。 在三维空间中，描述一个刚体运动要六轴，三轴加速度，三轴角速度。 加速度传感器：测量加速度的值，是指直线运动，一般以重力加速度g为单位。 角度传感器：测量角度的传感器，范围比较广泛各种角度与倾角传感器有些不一样。角度传感器可以是垂直的，各种安装方式都行，是指相对角度。多数的角度传感器是以加速计为基础，通过重力加速度分量估算角度，通常也会要求在静态下测量。 倾角传感器：倾角传感器其实是个绝对角度，原型是加速度传感器，是指被测物体与地球引力（垂直地球）的夹角。所以它应该是个绝对值。 加速度是测量轴向的力，由F=ma，m已知，就可以知道力(加速度)的大小，所以惯导系统的里都是讲“比力”，因为力是比较出来的。 2、比力 比力：单位质量上作用的非引力外力。 通常我们说“用加速度计测量载体的运动加速度”，实际上这个说法并不确切，因为加速度计测量的不是载体的运动加速度，而是载体相对惯性空间的绝对加速度和引力加速度之差，称作“比力”---艾弗里尔B，查特菲尔德著.高精度惯性导航基础.北京：国防工业出版社，2002. 在一般线加速度计中测量的是比力(a+g)不能分辨出重力加速度g和运动加速度a。一个加速度计只能测量一个方向的比力，测量矢量必须使用三个加速度计；测量值与安装方向、姿态有关，且受安装精度影响。 三个加速度计垂直安装可测量比力矢量，进而得到运动加速度。
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。
信息技术包括计算机技术、通信技术和传感器技术，是现代信息产业的三大支柱。 1．什么是传感器？ 广义：传感器是一种能把特定的信息按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。 狭义：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。 国家标准：定义：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．传感器由哪几个部分组成？分别起到什么作用？ 传感器一般由敏感元件、转换原件和基本电路组成。敏感元件感受被测量，转换原件将其响应的被测量转换成电参量，基本电路把电参量接入电路转换成电量。传感器的核心部分是转换原件，转换原件决定传感器的工作原理。 3．传感器的总体发展趋势是什么？传感器的应用情况。 传感器正从传统的分立式朝着集成化、数字化、多功能化，微型化、智能化、网络化和光机电一体化的方向发展，具有高精度、高性能、高灵敏度、高可靠性、高稳定性、长寿命、高信噪比、宽量程和无维护等特点。未来还会有更新的材料，如纳米材料，更有利于传感器的小型化。发展趋势主要体现在这几个方面：发展、利用新效应；开发新材料；提高传感器性能和检测围；微型化与微功耗；集成化与多功能化；传感器的智能化；传感器的数字化和网络化。 4．了解传感器的分类方法。所学的传感器分别属于哪一类？ 按传感器检测的畴分类：物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器 按传感器的输出信号分类：模拟传感器、数字传感器 按传感器的结构分类：结构型传感器、物性型传感器、复合型传感器 按传感器的功能分类：单功能传感器、多功能传感器、智能传感器 按传感器的转换原理分类：机—电传感器、光—电传感器、热—电电传感器、磁—电传感器 电化学传感器 按传感器的能源分类：有源传感器、无源传感器 国标制定的传感器分类体系表将传感器分为：物理量、化学量、生物类传
填空： 1. 传感器的静态特性 定义：传感器在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量与输入量之间的关系成为静态特性。 指标：线性度（拟合基准曲线方法：端基法，最小二乘法）灵敏度，精确度，迟滞，重复性，零点漂移，温漂 2. 金属应变片的温度补偿条件： 1. R1和R2同一型号 2. 膨胀系数相同 3. 两应变片处于同一温度环境中 3 .热电偶冷端温度补偿方法： 1. 补偿导线法 2. 冷端温度计算矫正法 3. 冰浴法 4. 补偿电桥法 4.差动变压器产生误差因素 1. 激励电压的幅值和频率影响 2. 温度变化影响 3. 零点残余电压 5.智能传感器的特点 1、具有自校零、自标定、自校正功能： 2、具有自动补偿功能： 3、具有数据存储、记忆与信息处理能力； 4、具有自动检验、自选量程、自寻故障功能： 5、具有双向通信、标准化数字输出或者符号输出功能： 6、具有判断、决策处理功能； 6、软件干扰抑制技术 软件处理方法： 限幅滤波； 中值滤波; 平方值滤波；
复合滤波； 7. 传感器的组成及各部分的作用； 敏感元件、转换元件、测量电路； 简答题： 1. 电涡流传感器的检测原理 结构：主要由在框架上的扁平圆形线圈构成； 电涡流：当导体置于交变磁场或在磁场中运动时，就会在导体中产生感生 电流，这种电流在导体内是自行闭合的。 涡流效应：从能量角度看，电涡流的产生必然要消耗一部分能量，从而使产生磁场 的激励线圈电参数发生变化。 电涡流式传感器是利用涡流效应，将非电量转换为阻抗、电感、品质因数等参数的变化而进行测量的。 2. 解释纵向压电效应 沿石英晶体的x轴(电轴)方向受力产生的压电效应称为"纵向压电效应"。 石英晶体有三个晶轴：Z轴又称光轴，它与晶体的纵轴线方向一致；X 轴又称电轴，它通过六面体相对的两个棱线并垂直于光轴；y轴又称机械轴，它垂直于两个相对的晶柱棱面。 如果从石英晶体中切下一个平行六面体并使其晶面分别平行于Z-Z、Y-Y、X-X轴线。 沿石英晶体的x轴(电轴)方向受力产生的压电效应称为"纵向压电效应" 3. 简述光栅传感器原理 由光源、透镜、主光栅、指示光栅和光电元件组成，光栅式传感器的基本工作原理是用光栅的莫尔条纹现象进行测量的. 当主光栅沿垂直于栅线X每移动过一个栅距W时，莫尔条纹近似沿栅线Y方向移过一个条纹间隔，用光电器件接收莫尔条纹信号，经电路处理后计数器计数可得主光栅移动的距离。
传感器技术期末考试试题库 一、填空题（每题3分） 1、传感器静态性是指传感器在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系称为传感器的静态特性. 2、静态特性指标其中的线性度的定义是指。 3、静态特性指标其中的灵敏度的定义是指? 4、静态特性指标其中的精度等级的定义式是传感器的精度等级 是允许的最大绝对误差相对于其测量范围的百分数，即A =△ A/Y FS ? 100%. 5、最小检测量和分辨力的表达式是。 6、我们把叫传感器的迟滞. 7、传感器是重复性的物理含意是。 8、传感器是零点漂移是指? 9、传感器是温度漂移是指. 10、传感器对随时间变化的输入量的响应特性叫传感器动态 性. 11、动态特性中对一阶传感器主要技术指标有时间常数. 12、动态特性中对二阶传感器主要技术指标有固有频率、阻尼比. 13、动态特性中对二阶传感器主要技术指标有固有频率、阻尼比.
14、传感器确定拟合直线有切线法、端基法和最小二乘法3种 方法。max *100% L F S Y Y a*A=± 15、传感器确定拟合直线切线法是将过实验曲线上的初始点的切线作为按惯例直线的方法. 16、传感器确定拟合直线端基法是将把传感器校准数据的零点输出 的平均值a 。和满量程输出的平均值b 连成直线.a b 作为传感器特性的拟合 直线。 17、传感器确定拟合直线最小二乘法是用最小二乘法确定拟合直线的載距和斜率从而确定拟全直践方程的方法. 25、传感器的传递函数的定义是H (S) =Y (S) /X (S)。 29、幅频特性是指传递函数的幅值随被测频率的变化规 律. 30、相频特性是指传递函数的相角随被测频率的变化规 律. 31、传感器中超调量是指超过稳态值的最大值A (过冲)与稳态值之
《传感器技术复习思考题》 复习重点： 第3章：掌握各种传感器的工作原理、特点；温度传感器的选择、热电偶冷端补偿方法；位移、压力、温度、流量、几种常用开关传感器的特性和选择。 第4章：光栅磁栅传感器的工作原理、细分和判向电路工作原理；常见数字编码器的特点。 第6章：掌握传感器的主要应用电路，电桥电路（单臂、双臂、全桥）、应变片的安排（贴法）；简单运算放大器电路设计、测量放大器的工作原理和特点；隔离放大器的作用；常用信号变换电路的作用。 第1章1.2节误差的基本概念 第2章2.1传感器的定义与组成 第7章7.2硬件抗干扰技术7.3软件抗干扰技术 第8章8.1应变的测量8.3位移的测量8.5温度的测量（配合第3章、第6章） 必须掌握的习题： 1．1、1．3、1．4、1．8 3．1～3．9、3．18、3．21、3．24、3. 28 4．1～4．5、4．8、4．11、4．12 6．1、6．3、6．4、6．7 补充题：设计一个放大器 7．2、7、3、7．4 8．3、8．4、8．6 一、填空题 1．Z目前传感器正迅速地从模拟式、数字式向（微型化）、（多功能）、（智能化）方向发展。2．测量值A x与被测量真值A0之间的差值称为（绝对误差）引用误差是绝对误差 与（仪表量程L）的比值，通常以（百分数）表示。 3．Z对于稳态线性系统，测量仪器的输出增量与输入增量之比称为（灵敏度）。 4．偏差超出了3倍标准偏差的测量数据应该（抛弃）。 5．Z测量的最大误差与全量程之比称为（线性度）。 6．传感器的信号一般不能直接应用，必须进行（信号处理）。 7．Z目前标准化工业自动化仪表通常采用（4～20mA）信号，为了和A/D的输入形式相适应，必须经I/V变换成（1～5V）的电压信号；同样，D/A转换器的输出也应经V/I变换为（电流）信号。8．Z传感器的信号处理电路对微弱电信号，如热电偶信号，它必须经放大、滤波。这些处理包括信号形式的变换、（量程调整）、（环境补偿）、（线性化）等。 9．Z测量放大器也称为（仪表放大器）是采用三个运算放大器构成的（差分）放大器。 10．隔离放大器隔离方式有（变压器耦合）方式和（光电耦合）方式两种。 11．光栅的摩尔条纹具有（平均效应）、（放大作用）和移动的对应关系。 12．测量流量的传感器主要有差压流量计、（电磁流量计）、（涡轮流量计）、（超声波流量计）、
开放大学《传感器与测试基础》复习 1. 课程教材：《自动检测技术及应用》 梁森 （第2版），机械工业 2. 网上课堂：视频资料，课程ppt 资料，斌教授主讲 3. 主持教师联系方式： 25653399（周二、五）；https://www.doczj.com/doc/c917366148.html, 4. 期末考试比例（大约）：单项选择20分；填空20分；多项选择12分；简答题26分；分析设计题22分。 5. 复习样题 一、填空题 1. 传感器的特性一般指输入、输出特性，有动、静之分。静态特性指标的 有 、 、 、 等。（灵敏度、分辨力、线性度、迟滞 误差、稳定性） 2. 对于测量方法，从不同的角度有不同的分类，按照测量结果的显示方式，可以分为 模拟式测量 和 数字式测量 。 3. 对于测量方法，从不同的角度有不同的分类，按照是否在工位上测量可以分为 在线测量 和 离线式测量 。 4. 对于测量方法，从不同的角度有不同的分类，按照测量的具体手段，可以分为 偏位式测量 、 微差式测量 和 零位式测量 。 5.某0.1级电流表满度值100m x mA ，测量60mA 的绝对误差为 ±0.1mA 。 6、服从正态分布的随机误差具有如下性质 集中性 、 对称性 、 有界性 。 7. 硅光电池的光电特性中，当负载短路时，光电流在很大围与照度与呈线性关系。 8. 把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据 变压器 的基本原理制成的，其次级绕组都用 差动 形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。 9、霍尔传感器的霍尔电势U H 为 K H IB 若改变 I 或 B 就能得到变化的霍尔电势。 10、电容式传感器中，变极距式一般用来测量 微小 的位移。 11. 压电式传感器具有体积小、结构简单等优点，但不适宜测量 频率太低 的被测量，特别是不能测量 静态值 。 12、差动电感式传感器与单线圈电感式传感器相比,线性 好 灵感度提高 一 倍、测
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。
一、引言 目前,我国传感器行业规模仍然较小,应用范围较窄。为此，我们亟须转变观念．将传感器的研发由单一物性型传感器的研发，转化为高度集成的新型传感器研发。新型传感器的开发和应用已成为现代系统的核心和关键．它将成为21世纪信息产业新的经济增长点。 二、传感器行业发展趋势及展望 目前，传感器行业呈现八大发展趋势，即传感器的产业化发展模式、传感器产品全面、协调、持续发展、企业生产规模(年生产能力)向规模经济发展、生产格局向专业化方向发展、传感器大生产技术向自动化方向发展、企业的重点技术改造向引进技术的消化吸收与自主创新的方向转变、企业经营要加快从国内市场为主向国内与国外两个市场相结合的国际化方向发展、企业将向“大、中、小并举”、“集团化、专业化生产共存”的格局发展。但是，由于经济发展水平和生产研发资金的限制，我国传感器行业总体技术水平还是相对比较落后的，规模和应用领域都较小。今天活跃在国际传感器市场上的仍然是德国、日本、美国、俄国等老牌工业国家的企业。在这些国家里，传感器的应用范围很广，许多厂家的生产都实现了规模化，有些企业的年生产能力已达到几千万只甚至几亿只。相比之下，中国传感器的应用范围还比较窄，更多的应用仍然停留在工业测量与控制等基础应用领域。 可以预见，未来中国传感器市场的总需求将继续扩大。国内品牌将通过增加投资、合资等方式逐步渗透到高端市场。而中低端产品出口将成为国内品牌厂商的选择。国外新技术输人和应用技术将会带动市场需求向更个性化、分散化的方向发展，国内厂商之间的并购与整合也将很快形成趋势。 三、传感器原理与结构概述 1、传感器原理 无线传感器的组成模块封装在一个外壳内，在工作时，它将由电池或振动发电机提供电源，构成无线传感器网络节点。它可以采集设备的数字信号通过无线传感器网络传输到监控中心的无线网关，直接送入计算机，分析处理。如果需要，无线传感器也可以实时传输采集的整个时间历程信号。监控中心也可以通过网关把控制、参数设置等信息无线传输给节点。数据调理采集处理模块把传感器输出的微弱信号经过放大，滤波等调理电路后，送到模数转换器，转变为数字信号，送到主处理器进行数字信号处理，计算出传感器的有效值，位移值等。 （原理图） 无线通讯模块采用基于IEEE802.15.4标准的无线协议进行数据传输。IEEE802.15.4主要针对工业，建筑，传感器的无线数据采集和监控，油田，电力，矿山和物流管理等应用领域。它具有低功耗，传输可靠性高，抗干扰能力强，网络容量大，能够自动组网等特点。
第1章概述 1.什么是传感器？ 传感器定义为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和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。 1.2传感器的共性是什么？ 传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、生物特性，将非电量（如位移、速度、加速度、力等）输入转换成电量（电压、电流、电容、电阻等）输出。 1.3传感器由哪几部分组成的？ 由敏感元件和转换元件组成基本组成部分，另外还有信号调理电路和辅助电源电路。 1.4传感器如何进行分类？ （1）按传感器的输入量分类，分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。（2）按传感器的输出量进行分类，分为模拟式和数字式传感器两类。（3）按传感器工作原理分类，可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。（4）按传感器的基本效应分类，可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。（5）按传感器的能量关系进行分类，分为能量变换型和能量控制型传感器。（6）按传感器所蕴含的技术特征进行分类，可分为普通型和新型传感器。 1.5传感器技术的发展趋势有哪些？ （1）开展基础理论研究（2）传感器的集成化（3）传感器的智能化（4）传感器的网络化（5）传感器的微型化 1.6改善传感器性能的技术途径有哪些？ （1）差动技术（2）平均技术（3）补偿与修正技术(4)屏蔽、隔离与干扰抑制 (5)稳定性处理 第2章传感器的基本特性 2.1什么是传感器的静态特性？描述传感器静态特性的主要指标有哪些？ 答：传感器的静态特性是指在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系。主要的性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、温度漂移。 2.2传感器输入-输出特性的线性化有什么意义？如何实现其线性化？ 答：传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。常用的线性化方法是：切线或割线拟合，过零旋转拟合，端点平移来近似，多数情况下用最小二乘法来求出拟合直线。 2.3利用压力传感器所得测试数据如下表所示，计算其非线性误差、迟滞和重复性误差。设压力为0MPa 时输出为0mV,压力为0.12MPa时输出最大且为16.50mV. 非线性误差略 正反行程最大偏差?Hmax=0.1mV，所以γH=±?Hmax0.1100%=±%=±0.6%YFS16.50 重复性最大偏差为?Rmax=0.08，所以γR=±?Rmax0.08=±%=±0.48%YFS16.5 2.4什么是传感器的动态特性？如何分析传感器的动态特性？ 传感器的动态特性是指传感器对动态激励（输入）的响应（输出）特性，即输出对随时间变化的输入量的响应特性。 传感器的动态特性可以从时域和频域两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来分析。瞬态响应常采用阶跃信号作为输入，频率响应常采用正弦函数作为输入。
传感器技术期末考试试卷(A) 一、名词解释（每题4分，共20分） 1. 传感器：（传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便 于应用的另一种量的测量装置） （能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通 常由敏感元件和转换元件组成） 2. 电位器式传感器：（是一种将机械位移转换成电信号的机电转换元件，，又可做分 压器用的测量装置） 3. 电容式传感器：（将被测量（如压力、尺寸等）的变化转换成电容量变化的一种传感 器） 4. 霍尔传感器：（是利用霍尔元件的霍尔效应制作的半导体磁敏传感器） 5. 测量：（是将被测量与同性质的标准量通过专门的技术和设备进行比较，获得被测量 对比该标准量的倍数，从而在量值上给出被测量的大小和符号） 二、填空题（每空1分，共20分） 1. 电感式传感器是利用被测量的变化引起线圈自感或互感系数的 变化，从而导致线圈电感量改变这一物理现象来实现信号测量的装置。 2.压电式传感器元件是力敏元件，它能测量最终能变换为力的那些物理量是： 应力、压力、加速度等。 3.压电陶瓷是人工制造的多晶体，由无数细微的电畴组成。 4.测定温度传感器通常是用热电偶、热电阻及热敏电阻三种。 5. 电涡流式传感器是根据电涡流效应制成的。 6.在光线作用下，半导体的电导率增加的现象称为光电效应。 7.功能型光纤传感器分为：相位调制型传感器、光强调制型传感 器和偏振态调制型传感器三种类型。 8.直接测量的方法通常有三种方法，即：偏差法、零位法和微差法。 9. 电位器式传感器是一种将机械位移转换成电信号的机电转换元件，又可 做分压器用的测量装置 三、简答题（每题10分，共30分） 1. 按传感器的工作原理分类有哪些？