1.传感器定义，重要性P1-P2 +PPT
传感器的定义：能感受或响应规定的测量并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。
重要性:各个学科的发展与传感器技术有十分密切的关系。例如：工业自动化、农业现代比、航天技术、军事工程、机器人技术、资源开发、海洋探测、环境监测、安全保卫、医疗诊断、交通运输、家用电器等方面都与传感器技术密切相关。这些技术领域的发展都离不开传感器技术的支持，同时也是传感器技术发展的强大动力。离开传感器就没有我们今天的生活。
2.医用传感器定义。PPT
能够感知多数为非电量的生物信息并将其转换成电学量的器件或装置。
3.为何转换成电信号P2 +PPT
反映生命的信息绝大多数属于非电量，其放大和处理是十分困难的。而医学传感器把生物信号换成电信号，经放大器及预处理器进行信号放大和预处理，然后经A/D转换器进行采样，将模拟信号转变为数字信号，输入计算机，然后通过各种数字信号处理算法进行信号分析处理，得到有意义的结果
4.传感器，换能器，执行器的关系
传感器：这种装置用来感知被监测系统的参数，它能把特定的被测参数的信息（包括物理量、化学量和生物量等）按一定规律转换为某种便于处理，易于传输的信号（如电信号、光信号等）。
换能器：它是一种装置，这种装置可将能量从一个域（如电能）变换到另一个域（如超声波），反之亦然。推广来讲，它可将能量从一种类型转变成另一种类型。
因此对transducer确切翻译应为换能器。
执行器：它也是一种装置，这种装置接收电能后可对系统状态施加影响，如电机（它可施加扭矩）、水泵（它施加压力或改变流体速度）、电动移动工作台等。
5.医疗哪三个环节需要传感器，举例
诊断（心音、血压、脉搏、呼吸、体温等信息）、治疗（自动呼吸机、电子价值）、监护（监视体温、脉搏、动脉压、静脉压、呼吸和心电等一系列参数的而变化情况），三个环节都离不开传感器。
6.传感器的基本分类
一.传感器按其敏感的工作原理，可以分为物理型、化学型和生物型三大类。
二.按功能分类：电传感器、磁传感器、位移传感器、压力传感器、振动传感器、声传感器、速度传感器、加速度传感器、流量传感器、流速传感器、真空度传感器、温度传感器、湿度传感器、光传感器、射线传感器、分析传感器、仿生传感器、气体传感器和离子传感器等。
三.按行业：工业、环保、军用、宇航、医用
7.医用传感器的分类、举例
答：医用传感器按其敏感的工作原理，可以分为物理型、化学型和生物型三大类。物理传感器是利用物理性质和物理效应制成的传感器；化学传感器是利用化学性质和化学效应制成的传感器；生物传感器是利用生物活性物质作为分子识别系统的传感器。
例如，物理传感器有半导体压阻式传感器，压电效应传感器，光电效应传感器等。化学传感器有湿度传感器，不同种类的离子敏感电极，离子敏场效应管等。生物传感器有酶传感器，微生物传感器，免疫传感器等。
8.被测医学量特点
答：1.被测量生理参数均为低频或超低频信息．频率分布范围在直流一300Hz。
2.生理参数的信号微弱，测量范围分布在μv—mv数量级。
3.被测量的信噪比低．且噪声来源可能是多方面的。人体是一导电体，体外的电场、磁场感应都会在人体内形成测量噪声，干扰生理信息的检测。
4.人体是一有机整体，各器官功能密切相关，传感器所拾取信息往往是由多种参数综合而形成的。
5.随机性信号较多----不确定性因素
9.医用传感器发展方向趋势
答：1.微系统2.智能化3.多参数4.光传感器5.无创检测6.新材料、新原理
10.静态特性和动态特性定义及区别，传感器何种情况下需要评价动态特性
区别：静态特性：输入量为常量，或者变化极慢。动态特性：输入量随时间较快地变化。
输入信号随着时间变化较快的时候需要评价动态特性。
11.静态数学模型，主要指标
指标：线性度，迟滞，重复性，灵敏度，灵敏度误差，分辨力，阈值，稳定性，温度稳定性，抗干扰稳定性，静态误差。
传感器的静态模型常为多项式y=a0+a1x+a2x2+a3x3+···
在经过零点校正后（a0=0）y=a1x+a2x2+a3x3+···
12.线形度三种求法，两端点连线法计算。如何补偿，哪些传感器是线形的，哪些是非线性的。
线性度三种求法：端点连线法，最佳直线法，最小二乘法。两端点连线的计算：请参照第二章PPT《传感器的基本知识》第26页例题中的第二小问。电容传感器就是非线性传感器，y=a1x。线性传感器——理想，近似。如电位器式传感器。实际的输出——输入曲线与拟合曲线（工作曲线，一般为直线）间必有偏差，其最大偏差的相对值El即为线性度。
补偿方法：同时测量两侧头反向移动信号，再经相减，可消除偶次项。
13.灵敏度定义，求法，与分辨率的关系定义：传感器的灵敏度指传感器达到稳定后输出变化量△y对输入量△x的
比值。
求法：k=△y/△x
与分辨率的关系：分辨率是指检测仪表能够精确检测出被测量的最小变化的能力。灵敏度越高，分辨率越好。
14.重复性，回程误差，稳定性的区别重复性：反映了传感器在输入量按同一方向（增或减）全量程多次测试时，所
得到的特性曲线的不一致程度。
回程误差：也称迟滞误差。常用绝对误差表示。检测回程误差时可选择几个测试点。对应每一输入信号，传感器正行程及反行程中输出的信号差值的最大者即为回程误差。
稳定性：传感器在相当长的时间内仍保持其原性能的能力。
15.准确度与精密度，正确度关系准确度：被测量结果与约定真值一致的程度，是精密度和正确度的综合。
精密度：同一测量条件下测量指示值不一致的程度，反映随机误差大小。
正确度：测量结果有规律偏离真值的程度，反映测量结果中系统误差大小。
16.举例说明0阶，一阶，二阶的医用传感器
零阶传感器：y(t)=kx(t)传感器的动态特性用上述方程式来描述的就称为零阶系统。
如：电位器式传感器
一阶传感器：
)(
)(
)(
t
kx
t
y
dt
t
dy
=
+
τ
传感器的动态特性用上述方程式来描述的就称为一阶系统。如：玻璃液体温度计
二阶传感器：
)(
)(
)(
2
)(2
2
2
2
t
kx
t
y
dt
t
dy
dt
t
y
d
n
n
n
ω
ω
ξω=
+
+
传感器的动态特性用上述方程式来描述的就称为二阶系
统。如：测血压、生理压力传感器、加速度型心音传感器等。
17.传递函数是怎么来的
当传感器的数学模型初值为0时，对其进行拉氏变换，即可得出系统的传递函数
18.动态特性评价最常用何种方法，简单计算
最常用的阶跃响应法和频率响应法，输入信号为时域内阶跃信号和频域内正弦信号。
19.一阶，二阶阶跃特性取决于哪个参数
一阶传感器动态响应取决于τ，τ越小越好。τ是一阶系统决定参数
阻尼比ξ是二阶系统决定参数
20.干扰来源
1.外部原因对传感器的不良影响
1)生理作用：麻醉扰乱血压传感器正常值2)传感器本身的阻碍，使血流不正常3)机械干扰：振动、冲击4)热干扰：热膨胀、温差5）音响干扰
2.人体静电的影响
当由于精密仪器设备所处的环境中湿度太低、空气太干燥、穿绝缘底鞋在化纤地毯上行走、化纤衣服相互磨摔、接近高压电场等，都会在人身上产生静电，最高时可达上万伏特。
3.交变电场的影响
在我们所处的环境中有相当多的交流电，人体处于交变电声之中会感应交变电荷，其能量的等级虽然较低，但由于精密仪器设备所测试的信息源的能量等级更低，如对人进行生物电如心电、脑电测量时，被测信号微弱的在μＶ量级甚至更低，所以在此环境中不采取抗干扰措施，干扰将会把检测信号淹没，无法得出正确数据。
4.强磁场的影响对策
由于特殊诊断的需求，有储如磁共振等医疗设备周围分布着强磁场，它会使显像管、Ｘ射线影像增强器显示图像变形失真；加速器射线偏移；计算机磁盘、磁卡记录数据破坏；呼吸机工作失灵；还有可能发生心脏起博器工作失效而危及患者的生命。
5.高频辐射的影响
在我们生活的空间充满了来自各方面的电磁辐射。如无线电台发射的电磁波、移动电话、各种电火花、高频设备、日光灯、可控电路、各种电机、汽车、雷电、太阳异常活动等等，均会产生高频电磁污染，有些还会串入电网，干扰使用设备，精密仪器设备的安装布线不合理也会产生不良耦合。
21.安全要求
一.安全性标准
国正在拟定GB9706.1标准的并列标准GB9706.1.1医用电气系统安全要求。
二.电气安全
医用电气设备的安全检测是十分重要的，如仪器漏电流>100μA，直接通过人的心脏，就有室颤的危险
对组成系统的外壳漏电流的要求
正常状态下在患者环境内来自系统或系统部件之间的允许的外壳漏电流不得超过0.1mA。即使在任何非永久性安装的保护接地导线断开的情况下，在患者环境内来自系统或系统部件之间的允许的外壳漏电流不得超过0.5mA。正常状态下，
B型设备和BF型设备的患者漏电流不得超过0.1mA，CF 型设备的患者漏电流不得超过0.01mA。B型：可用于除心脏外的体内外CF型：可用于心脏
保护接地导线的连接应做成：在去除系统中某一台设备时，若不同时断开来自相关部分的供电源，便不能断开保护供电电源；
在设备外面保护接地导线应与网电源供电线一起布线
三.生物医学材料安全性
传感器材料对人效应要求：
1.无毒
2.无热源反应
3.不致癌
4.不引起过敏，干扰免疫机制反应
5.不发生材料表面钙化沉着
对传感器材料要求
1.生物医用材料应具有良好的血液相容性和组织相容性。
2.要求耐生物老化。即对长期植入的材料，其生物稳定性要好；对于暂时植入的材料，要求在确定时间内降解为可被人体吸收或代谢的无毒单体或片断。
3.物理和力学性质稳定、易于加工成型、价格适当。
4.便于消毒灭茵、无毒无热源、不致癌不致畸也是必须考虑的。
常用医用传感器材料
1.金属：铂、金、不锈钢、钛、钽银只能作为皮肤电极，铜不可用
2.非金属：生物陶瓷、生物玻璃、碳素材料
3.高分子材料：合成、天然
四.激光安全
第一级激光器：即无害免控激光器。这一级激光器发射的激光，在使用过程中对人体无任何危险，即使用眼睛直视也不会损害眼睛。对这类激光器不需任何控制。
第二级激光器：即低功率激光器。输出激光功率虽低，用眼睛偶尔看一下不至造成眼损伤，但不可长时间直视激光束。否则，眼底细胞受光子作用而损害视网膜。但这类激光对人体皮肤无热损伤。
第三级激光器：即中功率激光器。这种激光器的输出功率如聚焦时，直视光束会造成眼损伤，但将光改变成非聚焦，漫反射的激光一般无危险，这类激光对皮肤尚无热损伤。
第四级激光器：即大功率激光器，此类激光不但其直射光束及镜式反射光束对眼和皮肤损伤，而且损伤相当严重，并且其漫反射光也可能给人眼造成损伤。
22.电位器式传感器主要特点，如何作为医用传感器应用。
特点：空载特性，有载特性，阶梯特性，分辨率和阶梯特性。可以通过阶梯特性的改进作为医用传感器应用。
23.应变电阻传感器有几种，有何不同（灵敏度、温度系数），测量原理，特性如何
分为丝式，箔式，半导体式三种。
金属应变计有:丝式和箔式。
优点:稳定性和温度特性好；.
缺点:灵敏度系数小.
测量原理：电阻应变计把机械应变信号转换成ΔR/R后，由于应变量及其应变电阻变化一般都很微小，既难以直接精确测量，又不便直接处理。因此，必须采用转换电路或仪器，把应变计的ΔR/R变化转换成电压或电流变化。通常采用电桥电路实现这种转换。根据电源的不同，电桥分直流电桥和交流电桥。
特性：1、高灵敏度系数(小的应变引起电阻大的变化)。2、高的直线性。3、应变次数。4、高疲劳寿命。5测量应变的灵敏度和精度高，性能稳定、可靠，可测，误差小于1%。6应变片尺寸小、重量轻、结构简单、使用方便。7测量速度快。测量时对被测件的工作状态和应力分布基本上无影响。既可用于静态测量，又可用于动态测量。8测量范围大。既可测量弹性变形，也可测量塑性变形。变形范围可从1%～0.2%。9适应性强。可在高温、超低温、高压、水下、强磁场以及核辐射等恶劣环境下使用。10便于多点测量、远距离测量和遥测。11价格便宜，品种多，工艺较成熟。
24.直流电桥电路图
25.单桥，半桥，全桥的应变灵敏度
26.半桥，全桥的应变片布置法
27.全桥的好处
28.应变片测量如何补偿温度影响
答：1.自补偿法：分单丝自补偿法（适当选取栅丝的温度系数及膨胀系数，以满足εt=0）和组合式自补偿法（应变片敏感栅丝由两种不同温度系数的金属丝串接组成）；2.线路补偿法（电桥补偿法）3.采用热敏电阻进行补偿4串联负温度系数二极管补偿 5.辅助测量补偿6.计算机补偿
29.如何作为血压计传感器使用
答：血压传感器如颅内压测量、张丝式血管外血压传感器和传感器受压变形
30.常用电感传感器类型，特点
答：变磁阻（自感）式传感器（具有非线性的输出特性）、差动自感传感器（非线性补偿）、差动互感变压器（可以被测量的变化转换为互感系数M的变化，其工作原理类似于变压器）
31.LVDT电感传感器优势何在
答：1能应用于压力和位移的测量；2具有更高的灵敏度但仪器配置也更加复杂；3在检测器上实现信号与位移的转换；4可作为一个敏感的位移传感器；5典型的LVDT工作电压为3到15V，工作频率为60到20000Hz；6可以测量75mm到0.1mm的位移量；7当线圈位于中心位置时，由于微小的形变会在输出端形成一个微小的电压。
32.LVDT医学应用
答：1开颅手术；2导尿管顶端压力传感器；3肌肉收缩测量；4手指反应测量；5电磁式空气传导心音传感器。
33.电容传感器结构三种类型，举出其医学应用
答：①三种类型
1变间距型电容式传感器2变面积型电容式传感器3变介电常数型电容式传感器
②医学应用：1人体表面2电容血压传感器3电容式位置反馈心电图机4湿度传感器5输液传感器
6义齿压力传感器
34.电容传感器主要特点
答：1.高阻抗直流电阻趋于无穷大，交流阻抗1/( jωC)由于C较小，当频率ω不太高时交流阻抗也很大。 2.小功率视在功率P C=UI=U 2ωC，由于C很小，则在频率ω不太高时P C也很小。3.存在静电吸引力由于板极间距很小，静电力就比较明显，特别是小板极间距测量时可能会引入附加误差。4.测量回路通常要用交流回路。（书）结构简单、灵敏度高、动态响应特性好、适应性强、抗过载能力大及易实现非接触测量等优点；寄生电容、纰漏电阻及非线性等缺点。
35.电容传感器交流电桥构成
答：1为了使桥路平衡，在四个桥臂中必须接入两个电容（一个单电容式传感器和一个固定电容，或接入差动型电容传感器），另外两个桥臂接入其他类阻抗原件，例如：两个电阻、两个电感、或是两个电容。
2电容电桥同样有两种对称形式，即Z1=Z2(二者同是电容)和Z1=Z3对称。
3对于Z1、Z2为电容，另外两臂（）由任意阻抗原件组成的电桥，输出相移为零时，其桥臂系数的最大值为0.25；对于电容式传感器与电阻构成的电桥，其桥臂系数的最大值为0.5，此时输出的信号有900的相移；对于电容式传感器与电感构成的电桥，桥臂比的相角=+-180°时，桥臂系数达到最大值，且输出相移为零。
36.差动电容传感器如何工作，有何优点
答：外界影响动板的移动，从而引起电容的变化，经过放大后由特性曲线判断外界的变化。
1.高阻抗
2.小功率
3.存在静电吸引力
4.测量回路通常要用交流回路。
37.正反压电效应
正压电效应：某些物质沿一定方向受到外力作用而产生机械形变时，内部会产生极化现象，同时在其表面上产生电荷；在撤掉外力时，这些物质又重新回到不带电的状态，这种将机械能转换成电能的现象称为压电效应。
逆压电效应（电致伸缩效应）：在某些物质的极化方向上施加电场，这些物质会产生机械形变；在撤掉外加电场时，这些物质的机械形变随之消失，这种将电能转换成机械能的现象称为逆压电效应。
38.压电传感器主要特点。
(1)灵敏度和分辨率高，线性范围大，结构简单、牢固，可靠性好，寿命长；(2)体积小，重量轻，刚度、强
度、承载能力和测量范围大，动态响应频带宽，动态误差小；(3) 易于大量生产，便于选用，使用和校准方便，并适用于近测、遥测。
39.压电主要材料，灵敏度如何
常用的压电材料有压电单晶体、压电多晶体（即压电陶瓷）、压电半导体和压电高分子聚合物。
压电单晶体包括石英（SiO2）、铌酸锂、硫酸锂、酒石酸钾钠等。压电系数很小。
压电陶瓷包括钛酸钡、锆钛酸铅（PZT）等。压电系数大，灵敏度高。
压电半导体包括氧化锌、硫化镉等。
压电高分子聚合物包括聚二氟乙烯（PVF2）、聚氟乙烯（PVF）、聚氯乙烯（PVC）、聚偏二氟乙烯等（PVDF）。压电系数较小。
40.两类医学应用（1，电子血压计2超声换能器）
1，电子血压计2超声换能器）
电子血压计被用于医院等医疗机构进行血压测量。
超声诊断仪依靠超声换能器产生入射超声波（发射波）和接收反射的超声波（回波），在医用超声诊断仪中超声换能器又称为探头。
41.血压计传感器可以利用那些原理
压电效应、互感原理、变压器基本原理
42.温度传感器主要类型（5种）
模拟输出型集成温度传感器、数字输出型集成温度传感器、开关输出型集成温度传感器、石英晶体测温传感器、热释电传感器。
43.求温度平衡时的传感器和被测对象的温度
44.热敏电阻的特点，种类
45.热电偶测量原理及其医疗应用。
46.热释电及热电堆式温度传感器医疗作用。
答：1）热释电传感器目前主要用于探测红外辐射方面，广泛应用于各类辐射计、光谱仪及红外和热成像方面。医疗仪器中可用于非接触测温和热像仪方面。热光导摄像管就是一个例子。锗透镜光学系统把被检测物的温度图像聚焦在热释电元件的靶上，产生的热释电电流用电子束扫描进行检测。
这种摄像管制成的热像仪省去了常规热像仪的复杂的机械扫描机构和冷却系统，应用价值很大。热像图法适用于诊断乳腺癌、皮肤癌、甲状腺疡、末梢血管闭塞或狭窄和某种神经性疾病。尤其适用于乳腺癌的普查。
2）热电堆式温度传感器主要应用于体温监测、局部温度测量及液体或部分生理指标的测量。
47.非接触测温方法。
答：非接触式温度检测在工业生产中的高温检测、民用、医疗等方面中得到了广泛地应用。非接触温度感测器可以测量所有目标物体释放的红外能量，具有响应快的特点。通常被用于测量移动和间歇性目标，真空状态下的目标，由于恶劣环境空间限制以及安全威胁无法由人接触的目标。
48.热敏IC特点
答：优点：High output 高输出
Very linear 高线性度
Cheap 价格便宜
缺点：Limited variety 种类有限
Limited range 工作范围有限
Needs V source 供不应求
Self-heating 产生自热
49.光电传感器的内外光电效应
具有能量的光子被广电材料吸收激发出自由电子并逸出该物质的表面是外光电效应。内光电效应是有一个阴极K和一个阳极A 构成，共同封装在一个真空玻璃泡内，阴极K和电源负极相联，一个阳极A通过负载电阻同电源正极相接，因此管内形成电场。当光照射阴极时，电子便从阴极逸出，在电场作用下被阳极收集，想成电流I。
50.光电倍增原理，
光电倍增管的工作原理建立在光电发射和二次发射的基础上。工作室倍增极电位是逐级增高的，当入射光照射光电阴极K时，立刻有电子逸出，逸出的电子收到第一倍增极D1正电位作用，使之加速在D1倍增极上，产生二次电子发射。同理D1发射
的的电子在D2更高正电位作用下，再次被加速打在D2极上，D2又会产生二次电子发射，这样逐级前进，知道电子被阳极A 吸收为止。
51.主要特点
灵敏度：Sk=90uA/lm,Sa=900ua/lm
放大倍数：G=Sa/Sk=105-107
暗电流：10-8-10-9A。5秒比15秒后大
采取直流补偿电路
选频和琐相放大
致冷（半导体致冷器件）
屏蔽
斌率：106Hz
电源：1000-2000V
疲劳：强光昭和导致灵敏度下降，可逆和不可逆
52.已知增益G，阳极最大电流Ia，阴极面积，求阴极允许照度Ek
53.什么是MCP，应用特点举例
MCP即微通道板，是一种先进的具有传输、增强电子图像功能的电子倍增器，高倍电子增益器件，其具有体积小、重量轻、分辨率好等优点。它利用二次电子发射特性，可使高速磁撞在内壁（通道）上的电子能成倍增加，使之达到万倍以上的电子增流。
由于MCP是一种高倍电子增益器件，具有增强电子图像的功能，所以广泛用于光电倍增管、像增强器、微光电视、X光像增强器、高速示波管，以及光子计数、X-射线、紫外光子、电子、离子、带电粒子、亚原子粒子等的探测。
54.朗伯-比尔定律
答：光吸收基本定律：lamber—beer 定律
Lanber定律：当以适当波长的单色光通过以固定浓度的溶液时，其吸光度与光通过的液层厚度成正比，即A=k1b 式中b为液层厚度，k1为比例系数，它与被测物质性质、入射光波长、溶剂、溶液浓度及温度有关，lambert 定律对所有均匀介质都适用。
Beer定律：当一适当波长的单色光通过溶液时，若溶液厚度一定，则吸光度与溶液浓度成正比。即：A=k2c
式中c为物质的量浓度（或质量浓度），k2为与吸光物质种类、溶剂、入射光波长、液层厚度和溶液温度有关的常数。
Beer定律仅适用于单色光。
Lanber-Beer定律：将上面两式合并为A=ebc
式中b的单位为cm，c为物质的量浓度（mol/L），e为摩尔吸光系数，单位为L/(mol*cm).
55.简述核医学及X光传感器如何工作。
影像核医学以放射性核素（药物）在体内的分布作为成像依据，反映了人体代谢、组织功能和结构形态。 影像核医学显像的条件为
①具有能够选择性聚焦在特定脏器、组织和病变的放射性核素或放射性标记药物，使该脏器、组织或病变与临近组织之间达到一定的放射性浓度差；
②利用核医学显像装置探测到这种放射性浓度差，根据需要采用合适的影像设备以一定的方式将它们显示成像，得到的就是脏器、组织或病变的影像。
x光传感器工作原理：能敏感到X光光能量的，并将光能量转换成电信号的器件。利用高真空热阴极X线管产生X光，照射物体基于光电效应，变成电信号。
56.光敏电阻特点及应用
1）光谱响应范围宽，紫外到远红外2）工作电流大，数毫安3）光强范围大
4）无极性，偏压低5）坚固耐用，体积小6.）响应慢
简单，寿命长，易于实现无距离检测来控制，广泛应用于仪器仪表，自动检测和控制，各种电路及家电
应用：照相机自动测光、光控灯、工业控制、血细胞分析仪、红外诊断仪、
57.为何光敏电阻可以承受交流电。
光敏电阻几乎都是用半导体材料制成的光电材料，它没有极性，纯粹是一个电阻器件，只不过它具有内光电效应—光电导效应—受光辐射电导率变化的作用而已，使用时既可以加直流电压，也可以加交流电压
58.γ的计算公式，及其在光敏电阻的应用计算。
例如：已知光敏电阻＝0.84，Ex=60lx, R10=33kΩ,
求此时电阻Rx
∵
解：Rx= R10(Ex/10) -0.84
=33×(60/10) -0.84
=7.326kΩ
59.光电二极管与光电三极管的异同
它们都是由N型半导体和P型半导体构成。光电二极管是PN型，光电三极管是NPN型或PNP型。光电三极管有放大作用，其灵敏度比光电二极管高，输出电流也比光电二极管大，多为毫安级。但它的光电特性不如光电二极管好，在较强的光照下，光电流与照度不成线性关系。所以光电晶体管多用来作光电开关元件或光电逻辑元件。
60.光电二极管与光电池的异同。
光电二极管和光电池一样，其基本结构也是一个PN结。它和光电池相比，重要的不同点是结面积小，因此它的频率特性特别好。光生电势与光电池相同，但输出电流普遍比光电池小，一般为几μA到几十μA。
61.PD的V-I曲线中工作区域的确定。
62.PD工作电路，三种偏压形式，与运放相连接电路，为何常工作在第3象限
63.APD，PIN的特点，作用
64.光电传感器医学运用举例
医学应用：放射性免疫测定，荧光免疫测定，伽马相机，正电子放射断层成像，液体闪烁计数器，X射线自动摄影装置等。65.像管，摄像管区别。
像管包括变像管和像增强器。
1）变像管将在红外、紫外、X光变为可见光2）像增强器将微弱光变为较强光。
摄像管由光电阴极、靶网、电子枪、电子倍增系统、聚焦线圈组成，有超正析摄像管和光电摄像管两种类型。
66.真空图像器件：像管，摄像管在医学中的应用。
1）像管（变像管、像增强器）变像管将在红外、紫外、X光变为可见光像增强器将微弱光变为较强光，2）摄像管--视频信号（光电发射型摄像管）光电导型（视像管）。
67.X光DR传感器
DR（数字放射成像）由电子暗盒、扫描控制器、系统控制器、影像监视器等组成，直接将X线光子转换为数字化图像，是一种X线直接转换技术，成像环节少。
68.X光CR传感系统
CR（计算机X线成像）将透过人体的X线影像信息记录在存储荧光板上，构成潜影。用激光束以2510X2510的像素矩阵（像素约0.1mm大小）对SPP进行扫描读取，经计算机计算处理，通过改善影像的细节，图像降噪、灰阶对比度调整、影像放大、数字减影等，将未经处理的影像中所看不到的特征信息在荧屏上显示图像，还可用激光照相机记录其图像。
69.何为PACS。
（Picture Archiving & Communication System），即医学影像的存储和传输系统，它是放射学、影像医学、数字化图像技术、计算机技术及通信技术的结合，它将医学图像资料转化为计算机数字形式，通过高速计算设备及通讯网络，完成对图像信息的采集、存储、管理、处理及传输等功能，使得图像资料得以有效管理和充分利用。
70.何为CCD。
CCD是电荷耦合器的简称。
自问世以后，由于它的低噪声等特点，CCD图像传感器广泛的被应用在微光电视摄像、信息储存处理等方面。CCD器件的基本功能是将动态的光学图像转换成电信号。可以认为是MOS晶体管与PN结光电二极管的组合，所以产生的光电荷存贮在源极附近。
71.何为CMOS
固体图像传感器CMOS，是采用互补金属-氧化物-半导体工艺制作的一类图像传感器。
现在市售的视频摄像头多使用CMOS作为光电转换器件。虽然目前其成像质量比CCD略低，但具有体积小、耗电量小、售价便宜的优点。随着硅晶圆加工技术的进步，CMOS的各种技术指标有望超过CCD，它在图像传感器中的应用也将日趋广泛
https://www.doczj.com/doc/da6010416.html,D图像器件光电荷传输原理。
1.光信号注入
-光注入于图像传感器
-像元受光照后产生电子—空穴对
-光电荷在电极脉冲作用下聚集于势阱中与入射光成正比
-每个像元收集的电荷为Q=η.q. ?n.A.T
η:量子效率，q:电子电荷，?n：电子流速率，A：面积，T：时间
-电注入用于移位寄存器
2.电荷定向转移：通过二相、三相等控制方式实现电荷的定向转移。
https://www.doczj.com/doc/da6010416.html,D种类，各有何种特点。
https://www.doczj.com/doc/da6010416.html,D的彩色信息如何形成。
https://www.doczj.com/doc/da6010416.html,D医学应用
76.如何评价CCD的分辨率指标。
77.CMOS图像传感器与CCD传感器的性能比较。
78.CMOS器件如何获取图像信息？
79.CMOS图像传感器医学应用。
80.电化学传感器的三种工作形式，。
81.电化学电极的种类，在那种传感器工作形式中使用。
82.参比电极有哪些
83.离子选择电极种类,工作原理
84.pH玻璃电极测量原理，pH值计算。
85.玻璃电极的医学应用。
86.氧电极在测量血液氧分压的作用原理。血液二氧化碳分压测量原理
87.离子敏场效应管结构和特点。
88.半导体陶瓷气敏传感器主要类型，为何有的需要电加热。主要应用。P183-P184
气敏半导体陶瓷的种类：1、氧化锡（SnO2）系列 2、氧化锌（ZnO）系列 3、复合氧化物系列那是因为：在气体传感器领域中，为了提高灵敏度，加快脱附过程的速度，通常要在气敏元件中引入加热单元，目前采用的加热手段绝大多数为电阻丝加热（电加热）。
1、实用化的SnO2传感器可用于检测可燃气体，常用于烟雾报警器。
2、掺Pt的ZnO传感器对异丁烷、丙
烷、乙烷等气体烃具有较高灵敏度，（而对H2、CO、CH4和烟雾的灵敏度却很低，）可用于检测气体烃。
掺Pd的ZnO传感器对H2和CO的灵敏度很高，（对气体烃的灵敏度却很低，）可用于检测H2和CO气体。
3、复合氧化物LaNiO3和（Ln0.5Sr0.5）CoO3（Ln系指La、Pr、Sm、Gd等）传感器对乙醇有很高的灵敏度，
这种传感器常用于医院里的监测。
89.ECG、EEG、EMG等生理电极属于哪类电极
ECG(心电图)、EEG（脑电图）、EMG（肌电图）1、按工作性质分，它们都属于检测电机。2、按电极大小分，它们都属于宏电极。又根据工作位置分，它们都是体表电极。
90.生物传感器基本原理结构，类别，主要特点
生物传感器的传感原理如图11-1所示。它的构成包括生物敏感膜和信号换能器。被分析物（待测物）扩散进入固定化生物敏感膜，经分子识别，发生生物学反应，产生的信息继而被相应的化学换能器或物理转换器转变成为可定量和处理的电信号，再经检测处理电路（二次仪表）放大并输出，从而得知待测物的浓度。
各种生物传感器有共同的组成结构：包括一种或数种相关生物活性材料的生物敏感膜和能把生物活性表达的信号转换为电信号的物理或化学转换器（换能器），二者组合在一起，用现代微电子和自动化技术进行生物信号的再加工，构成各种可以使用的生物传感器分析装置、仪器和系统。
生物传感器的分类：（a）分子识别元件分类法：1、酶传感器 2、免疫传感器 3、微生物传感器 4、组织传感器 5、细胞传感器 6、基因传感器；
（b）转换器件分类法：1、光生物传感器 2、热生物传感器 3、半导体生物传感器 4、电化学生物传感器 5、声波生物传感器。
生物传感器的特点：与传统的分析方法相比，具有选择性好、灵敏度高、分析速度快、成本低的特点，可以进行连续监测和活体分析，是发展生物技术必不可少的一种先进的检测与监控方法，也是物质在分子水平的快速、微量分析方法。
91.五种转换形式
1）化学物质通过电极、半导体等转换为电信号；2）热信号通过热敏电阻转换为电信号；
3）光信号通过光纤、光度计转换为电信号；4）质量信号通过压电晶体等装换为电信号；
5）介电性质通过表面等离子共振转换为电信号。
92.生物传感器所识别的物质有哪些。
主要包括有：离子、溶解气体、中性分子、抗体/抗原、各种蛋白质、微生物。
93.生物传感器的受体主要有哪些。
答：生物传感器的受体包括金属氧化物、无机晶体、固定化的例子载体、掺杂玻璃、憎水膜、金属电极、酶、整个细胞、膜受体、活组织、抗原/抗体、酶标记或荧光标记的物质、特异配体、细菌等。
94.生物传感器检测催化反应的主要形式。
1）连续式测量：连续测量常常用于体内血液监测，也可以用于某些过程的控制和水的监测。这种测量常在流动液体中进行。生物传感器在这种应用中存在的一个严重问题是它的不稳定性，需经常从系统中取出生物传感器进行校准，因而操作起来比较麻烦。2）间歇式测量：生物传感器间歇式测量是最常用的一种方法。通常在开始一系列测量之前，需对生物传感器进行校正，测量完毕后也要对校正曲线进行校验。间歇式测量可采用稳态响应，也可采用速率方法进行，后者是在某一定时间之后测量响应的斜率。
速率法中的一种，是测量响应曲线的一阶导数。稳态测量比较慢，但它能显示出整个响应曲线图。速率和一阶导数的方法具有快速测量的优点。3）流动注入分析法FIA：流动注入分析法是一种自动快速进行化学测量的方法。在最简单的酵方法FIA的系统中，将酵溶解在载体流中，通常溶在缓冲液中，然后用恒流泵泵入到系统中。将样品注入载体流中，和酵发生反应，产生产物或消耗反应物，可在下流检出。
检出可采用分光光度法，也可采用电化学方法，这要视酵反应的情况而定。采用这种测定，测定速度快，但缺点是大量消耗酵。未解决这个问题，可采用固定酵的系统。
95.酶传感器的主要四个特点
灵敏度高、速度快、操作简便、选择性高
96.酶传感器医学应用。
1)利用酶的特异性和电化学技术的灵敏性组装成的葡萄糖传感器，2）通过阴极还原消耗的氧或通过阳极
氧化产生的H202测定葡萄糖的含量，3）检测氨基酸的含量是医疗和视频工业中不可缺少的。L-氨基酸传感器是将L-氨基酸氧化酶膜和氧电极或H2O2电极组装而成。4）血脂的测定对诊断动脉硬化是极其
重要的，脂质中的胆固醇、中性脂肪和磷脂均是临床医学中十分重要的测定对象。测定血液中的胆固醇含量药用两种酶：首先用固定化的胆固醇酯酶将胆固醇水解成游离的胆固醇，然后又在固定化的胆固醇氧化酶的作用下将胆固醇氧化成胆固烯酮。在此反应中消耗氧产生过氧化氢，因此可用氧电极或过氧化氢电极组成胆固醇传感器测定系统。5）测定尿素是诊断肾机能的重要手段，也是监护人工肾不可缺少的。尿素在脲酶的作用下课产生CO2或NH3，因此可用固定化的脲酶与氨气敏电极组成CO2气敏电极组成测定尿素的传感器。
97.酶的固定化技术
酶固定化技术是通过物理或化学的方法将酶连接在一定的固相载体上成为固定化酶，从而发挥催化作用。固定化后的酶在保持原有催化活性的同时，又可以同一般催化剂一样能回收和反复使用，可在生产工艺上实现连续化和自动化，更适应工业化生产的需要。
98.葡萄糖测量的两种电极测量法比较。
葡萄糖传感器中的基础电极主要有两种，一种是酶Pt/H2O2电极，一种是酶Pt/O2电极。
99.免疫传感器工作原理，类型。
分类：免疫传感器以免疫反应为基础，按照分子识别系统的免疫物质是否进行标记，分为标记型免疫传感器和非标记型免疫传感器。标记型免疫传感器也称间接型免疫传感器；非标记型也称直接型免疫传感器。根据使用的换能器进行分类有：电化学免疫传感器、光学免疫传感器、压电免疫传感器和SPR(表面等离子体共振)免疫传感器。
原理：一旦有病原体或者其他异种蛋白(抗原)侵入某种动物体内，体内即可产生能识别这些异物并把它们从体内排除的抗体。抗原和抗体结合即发生免疫反应，其特异性很高，即是具有极高的选择性和灵敏度。免疫传感器就是利用抗原(抗体)对抗体(抗原)的识别功能而研制成的生物传感器。非标记免疫传感器抗体抗原本身携带大量电荷，结合时会产生电化学变化：介电常数、电导率、膜电位离子浓度，检测一个参数，可知免疫反应发生。标记免疫传感器以酶、红细胞、同位素、脂质体、噬菌体、荧光物质、电活性化合物等进行标记，采用抗原与抗体的特异反应将待测物与酶连接，然后通过酶与底物产生颜色反应，用于定量测定。
100.与酶传感器相比免疫传感器检测对象不同之处
101.酶标记常用哪两类
102.免疫传感器医学应用。
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。
1、求周期信号x(t)=0.5cos10t+0.2cos(100t-45)通过传递函数为H(s)=1/(0.005s+1)的装置后得 到的稳态响应。 2、进行某动态压力测量时，所采用的压电式力传感器的灵敏度为90.9nC/MPa，将它与增益 为0.005V/nC的电荷放大器相连，而电荷放大器的输出接到一台笔式记录仪上，记录仪的灵敏度为20mm/V。试计算这个测量系统的总灵敏度。当压力变化为3.5MPa时，记录笔在记录纸上的偏移量是多少？ 解：若不考虑负载效应，则各装置串联后总的灵敏度等于各装置灵敏度相乘，即 3、用一个时间常数为0.35s的一阶装置去测量周期分别为1s、2s、和5s的正弦信号，问幅 值误差是多少？
4、想用一个一阶系统做100Hz正弦信号的测量，如要求限制振幅误差在5%以，那么时间 常数应取为多少？若用该系统测量50Hz正弦信号，问此时的振幅误差和相位差是多少？
5、设某力传感器可作为二阶振荡系统处理。已知传感器的固有频率为800Hz，阻尼比 ξ=0.14，问使用该传感器做频率为400Hz的正弦测试时,其幅值比A(ω)和相角差φ(ω)各为多少? 6、一台精度等级为0.5级、量程围600～1200 C的温度传感器,它最大允许绝对误差是多少? 检验时某点的温度绝对误差是4 C,问此表是否合格? 7、若一阶传感器的时间常数为0.01s,传感器响应幅值误差在10%围,此时最高值为0.5,试求 此时输入信号和工作频率围?
8、某力传感器为一典型的二阶振荡系统,已知该传感器的自振频率=1000Hz,阻尼比ξ=0.7,试 求用它测量频率为600Hz的正弦交变力时,其输出与输入幅值比A(ω)和相位差φ(ω)各为多少? 9、一个理想测试系统，其幅频特性和相频特性应具有什么特点，并用频响特性曲线表示。解：理想测试系统中其幅频特性应为常数，相频特性应为直线(线性)。
一、填空（30分，每空1.5分） 1、有一温度计，它的量程范围为0∽200℃，精度等级为0.5级。该表可能出现的最大误差为，当测量100℃时的示值相对误差为。 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 倍左右为宜。 3、传感器由、、三部分组成。 4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择型热敏电阻。 5、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是，对 于镍铬-镍硅热电偶其正极是。 6、霍尔元件采用恒流源激励是为了。 7、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于测量。 二、选择题(30分，每题2分) 1、在以下几种传感器当中属于自发电型传感器。 A、电容式 B、电阻式 C、压电式 D、电感式 2、的数值越大,热电偶的输出热电势就越大。 A、热端直径 B、热端和冷端的温度 C、热端和冷端的温差 D、热电极的电导率 3、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的。 A、应变效应 B、电涡流效应 C、压电效应 D、逆压电效应 4、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中。 A、电容和电感均为变量 B、电容是变量，电感保持不变 C、电感是变量，电容保持不变 D、电容和电感均保持不变 5、在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入，可测得最大的容量。 A、塑料薄膜 B、干的纸 C、湿的纸 D、玻璃薄片 6、热电阻测量转换电路采用三线制是为了 A、提高测量灵敏度 B、减小非线性误差 C、提高电磁兼容性 D、减小引线电阻的影响 7、当石英晶体受压时，电荷产生在。 A、Z面上 B、X面上 C、Y面上 D、X、Y、Z面上 8、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是。 A、悬臂梁 B、弹簧管 C、实心轴 D、圆环 9、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。 A、补偿热电偶冷端热电势的损失 B、起冷端温度补偿作用 C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D、提高灵敏度 10、减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是。 A、减小激励电流 B、减小磁感应强度 C、使用电桥调零电位器 11、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。 A、20dB B、1 dB C、0 dB 12、发现某检测仪表机箱有麻电感,必须采取措施。 A、接地保护环 B、将机箱接大地 C、抗电磁干扰 13、在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采了 测量方法。 A、微差式 B、零位式 C、偏差式
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。
1、已知一等强度梁测力系统， R x 为电阻应变片，应变片灵敏系数 K=2，未 受应变时，R ＜ = 100 ?。当试件受力 F 时，应变片承受平均应变 ￡ = 1000卩m/m , 求： (1) 应变片电阻变化量 ？ R ＜和电阻相对变化量？ R x /R x 。 (2) 将电阻应变片 R ＜置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流 3V, 求电桥输出电压及电桥非线性误差。 (3) 若要使电桥电压灵敏度分别为单臂工作时的两倍和四倍，应采取 解: (1) RX K R X R X K R X 2 1000 100 0.2() 化时，电桥输出电压为 U O (3)要使电桥电压灵敏度为单臂工作时的 2倍，则应该在等强度梁的正反面对应贴上两 个相同的应变片，一个受拉应变，一个受压应变，接入电桥相邻桥臂，形成半桥差动电桥, 且取其他桥臂电阻也为 Rx 。 1 R X 此时，U o — E - 0.003(V)，r L 0 2 R X 要使电桥电压灵敏度为单臂工作时的 4倍，则应该在等强度梁的正反面对应贴上四个相 同的应变片，2个受拉应变，2个受压应变，形成全桥差动电桥。 2、有一个以空气为介质的变面积型平板电容传感器(见下图) 。其中 a=16mm,b=24mm,两极板间距为4mm 。一块极板分别沿长度和宽度方向在原始位置 上平移了 5mm ，求： R X R X 0.2 100 0.2% (2)将电阻应变片 Rx 置于单臂测量电桥，取其他桥臂电阻也为 Rx 。当Rx 有？ Rx 的变 R X R X U O (云r i )E 3 (100 0.2 丄) 200 0.2 2 0.0015(V) 非线性误差: r L R X /2R X 1 R X /2R X 100% 0.1% 此时，U o R X R X 0.006(V)，r L 0
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 6．电阻应变片的配用测量电路采用差动电桥时，不仅可以消除线性误差同时还能起到温度补偿
一、填空（ 30 分，每空分） 1、有一温度计，它的量程范围为 O s200C，精度等级为级。该表可能出现的最 大误差为，当测量1OO°C时的示值相对误差为。 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 倍左右为宜。 3、传感器由、、三部分组成。 4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择型热敏电阻。 5、已知某铜热电阻在O C时的阻值为50Q,则其分度号是，对 于镍铬 - 镍硅热电偶其正极是。 6、霍尔元件采用恒流源激励是为了。 7、用水银温度计测量水温 , 如从测量的具体手段来看它属于测量。 二、选择题（3O 分，每题 2 分） 1、在以下几种传感器当中属于自发电型传感器。 A 、电容式 B 、电阻式 C 、压电式 D 、电感式 2、的数值越大 , 热电偶的输出热电势就越大。 A、热端直径 B 、热端和冷端的温度 C、热端和冷端的温差 D 、热电极的电导率 3、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的。 A、应变效应 B、电涡流效应 C、压电效应 D、逆压电效应 4、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中。 A、电容和电感均为变量 B 、电容是变量，电感保持不变 C、电感是变量，电容保持不变 D、电容和电感均保持不变 5、在两片间隙为1mm勺两块平行极板的间隙中插入，可测得最大的容量。 A、塑料薄膜 B、干的纸 C、湿的纸 D、玻璃薄片 6、热电阻测量转换电路采用三线制是为了 A、提高测量灵敏度 B 、减小非线性误差 C、提高电磁兼容性 D 、减小引线电阻的影响 7、当石英晶体受压时，电荷产生在。 A、Z面上 B、X面上 C、Y面上 D、X、Y、Z面上 8、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是。 A、悬臂梁 B 、弹簧管 C、实心轴 D、圆环 9、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。 A、补偿热电偶冷端热电势的损失 B 、起冷端温度补偿作用 C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D、提高灵敏度
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
传感器期末复习题及答 案 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
传感器复习题 1变间隙式电容传感器的非线性误差与极板间初始距离d0之间是（B）。 A 正比关系 B 反比关系 C 无关系 2、下列不属于电容式传感器测量电路的是（ D） A．调频测量电路 B．运算放大器电路 C．脉冲宽度调制电路 D．相敏检波电路 3、霍尔元件不等位电势产生的主要原因不包括（ C ） A．霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位上 B．半导体材料不均匀造成电阻率不均匀或几何尺寸不均匀C．周围环境温度变化 D．激励电极接触不良造成激励电流不均匀分配 4、下面不属于不等位电势U0产生原因的是（ C ）。 A、霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位面上； B、半导体材料不均匀造成了电阻率不均匀或几何尺寸不均匀； C、元件由金属或绝缘体构成； D、激励电极接触不良造成激励电流不均匀分布等。 5、关于霍尔传感器说法不正确的是（ A ） A、霍尔片越厚，霍尔传感器输出灵敏度越大 B、霍尔片越薄，霍尔传感器输出灵敏度越大 C、霍尔传感器可以作测量元件 D、霍尔传感器可以作开关元件
6、两个压电元件相串联与单片时相比说法正确的是（ B ） A. 串联时输出电压不变，电荷量与单片时相同 B. 串联时输出电压增大一倍，电荷量与单片时相同 C. 串联时电荷量增大一倍，电容量不变 D. 串联时电荷量增大一倍，电容量为单片时的一半 7、用于厚度测量的压电陶瓷器件利用了（ C ）原理。 A. 磁阻效应 B. 压阻效应 C. 正压电效应 D. 逆压电效应 8、在运算放大器放大倍数很大时，压电传感器输入电路中的电荷放大器的输 出电压与（ A ）成正比。 A．输入电荷 B.反馈电容 C．电缆电容 D.放大倍数 9、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 10、关于压电式传感器中压电元件的连接，以下说法正确的是（ A ） A．与单片相比，并联时电荷量增加1倍、电容量增加1倍、输出电压不变 B. 与单片相比，串联时电荷量增加1倍、电容量增加1倍、输出电压增大1倍 C．与单片相比，并联时电荷量不变、电容量减半、输出电压增大1倍 D. 与单片相比，串联时电荷量不变、电容量减半、输出电压不变 11．下列光电器件中，基于光电导效应工作的是（ B ）
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
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 ＝ΔA/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 。 Y K X ?= ?CN M K = max max 100%100% H H F S F S H H Y Y δ δ????=± ?=± ?2或23100% K F S Y δδ δ ?-=± ??? ?0F S 100% Y Y 零漂＝max *100% L F S Y Y σ??=±
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。 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 0和滿量程输出的平均值b 0连成直线a 0b 0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截距和斜率从而确定拟全直线方程的方法 。 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 。 max 100%F S T Y ????
《传感器与检测技术》试题1 班级_______ 姓名学号成绩 一、填空:(20分) 1、测量系统的静态特性指标主要有 。(2分) 2、霍尔元件灵敏度的物理意义就是 。(2分) 3、光电传感器的理论基础就是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。第一类就是利用在光线作用下 效应,这类元件有;第二类就是利用在光线作用下效应,这类元件有;第三类就是利用在光线作用下效应,这类元件有。 4、热电偶所产生的热电动势就是电动势与电动势组成的,其表达式为E ab(T,T0)= 。在热电偶温度补偿中补偿导线法(即冷端延长线法)就是在与之间,接入,它的作用。 5、压磁式传感器的工作原理就是:某些铁磁物质在外界机械力作用下,其内部产生机械压力,从而引起,这种现象称为。相反,某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生,这种现象称为。(2分)
6、变气隙式自感法感器,当街铁移动靠近铁心时,铁心上的线圈电感量(①增加②减小③不变)(2分) 7、仪表的精度等级就是用仪表的(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)外就是线性的。(2分) 9、电位器传器的(线性),假定电位器全长为X max, 其总电阻为R max,它的滑臂间的阻值可以用R x = (①X max/x R max,②x/X max R max,③X max/XR max ④X/X max R max)来计算,其中阻灵敏度R r=(① 2p(b+h)/A t, ② 2pAt/b+h, ③ 2A(b+b)/pt, ④ 2Atp(b+h))。(4分) 二、用镍铬━镍硅热电偶测量某低温箱温度,把热电偶直接与电位差计相连接。在某时刻,从电位差计测得热电动势为－1、19mV,此时电位差计所处的环境温度为15℃,试求该时刻温箱的温度就是多少摄氏度？(20分) 镍铬-镍硅热电偶分度表
习题集及答案 第1章概述 1.1 什么是传感器？按照国标定义，“传感器”应该如何说明含义？ 1.2 传感器由哪几部分组成？试述它们的作用及相互关系。 1.3 简述传感器主要发展趋势，并说明现代检测系统的特征。 1.4 传感器如何分类？按传感器检测的范畴可分为哪几种？ 1.5 传感器的图形符号如何表示？它们各部分代表什么含义？应注意哪些问题？ 1.6 用图形符号表示一电阻式温度传感器。 1.7 请例举出两个你用到或看到的传感器，并说明其作用。如果没有传感器，应该出现哪种 状况。 1.8 空调和电冰箱中采用了哪些传感器？它们分别起到什么作用？ 答案 1.1答： 从广义的角度来说，感知信号检出器件和信号处理部分总称为传感器。我们对传感器定义是：一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。从狭义角度对传感器定义是：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。 我国国家标准（GB7665—87）对传感器（Sensor/transducer）的定义是：“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”。定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置；能按一定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输入之间存在确定的关系。按使用的场合不同传感器又称为变换器、换能器、探测器。 1.2答： 组成——由敏感元件、转换元件、基本电路组成； 关系，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。 1.3答：（略）答： 按照我国制定的传感器分类体系表，传感器分为物理量传感器、化学量传感器以及生物量传感器三大类，含12个小类。按传感器的检测对象可分为：力学量、热学量、流体量、光学量、电量、磁学量、声学量、化学量、生物量、机器人等等。 1.5 答： 图形符号（略），各部分含义如下： ①敏感元件：指传感器中直接感受被测量的部分。 ②传感器：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,通 常由敏感元件和转换元件组成。 ③信号调理器：对于输入和输出信号进行转换的装置。 ④变送器：能输出标准信号的传感器答：（略）答：（略）答：（略） 第2章传感器的基本特性 2.1传感器的静态特性是什么？由哪些性能指标描述？它们一般可用哪些公式表示？ 表征了2.2传感器的线性度是如何确定的？确定拟合直线有哪些方法？传感器的线性度 L
小题 1.能将红外辐射量变化转换成电量变化的装置成为红外探测器。红外探测器根据热电效应和光子效应制成。前者成为热敏探测器，后者成为光子探测器。 2.光栅是由很多等节距的透光缝隙和不透光的可先均匀相间排列构成的光电器件。按其原理和用途，它又可分为物理光栅和计量光栅。物理光栅是利用光的衍射现象制造的，主要用于光谱分析和光波长等量的测量。计量光栅主要利用莫尔现象，测量长度、角度、速度、加速度、振动等物理量。 3.以光栅的栅距作为分辨单位，只能在有合适的光栅栅距的基础上，对栅距进一步细分，才可能获得更高的测量精度。 4.编码器按其结构可分为接触式、光电式和电磁式三种，后两种为非接触式编码器。 简答题 1、有源传感器与无源传感器有什么差别，请举出三个不同类型的例子。 答：分为有源传感器和无源传感器。有源一般是将非电能量转换为电能量，称之为能量转换型传感器，也称为换能器。通常它们配有电压测量和放大电路，如压电式、热点偶、光电池等。无源传感器又称为能量控制型传感器。它本身不是一个换能装置，被测非电量仅对传感器中的能量起控制或调节作用。所以，它们必须具有辅助能源。如电阻式、电容式和电感式 2、试说明如图所示的应变式加速度传感器的工作原理。 答：在悬臂梁的一端固定质量块，梁的另一端用螺钉固定在壳体上，在梁的上 下两面粘贴应变片，梁和质量块的周围充满阻尼液（硅油），用以产生必要的阻 尼。测量震动时，将传感器壳体和被测对象刚性固定在一起，因此作用在质量 块上的惯性力F=ma使悬臂梁产生变形（应变），这样，粘贴在梁上用应变片所 构成的电桥失去平衡而输出电压。此输出电压的大小正比于外界震动加速度a。 3、分析电容传感器边缘效应产生的原因，画图给出消除其影响的措施，并进行论述。 答：理想条件下，平行板电容器的电场均匀分布于两极板所围成的空间，这仅是简化电容量计算的一种假定，实际上在电容器的边缘力线是不均匀的，这样就产生了边缘效应。 a 为克服边缘效应，首先应增大初始电容量Co，即增大极板面积，减小极板间隙。 b 在结构上增设等位环来消除边缘效应 原理：等位环安放在上面电极外，且与上电极绝缘组等电位，这样就能使上电极的边缘电力线平直，两极间电场基本均匀，而发散的边缘电场产生在等位环的外周不影响工作。 4、简述电涡流效应的原理，并说明如何实现测距（参见图1）。 答：在传感器线圈中通以交变电流I，在周围空间形成交变电磁场H1，在处于磁场内的导体中产生涡流环。该涡流环形成的反向磁场H2，并作用于传感器线圈，从而使得线圈的参数（电感、阻抗、品质因数）发生变化。变化的成果都取决于线圈参数（尺寸大小、电流强弱）导体参数（电导率、磁导率）和线圈与导体之间的距离。 在测量过程中，只要保证上述参数中的一个参数变化，就可以实现测量。即保证传感器线圈不变，导体不变，则传感器线圈的参数变化只与距离有关，从而实现测距。 5、热电偶测温时什么要进行冷端温度补偿，冷端温度补偿的方法有哪些？ 答：为了热电势与被测温度成单值函数关系，需要热电偶的冷端温度保持恒定，由于热电偶的温度——热电势关系曲线是在冷端温度等于0℃下得到的，已知配套的仪表也是根据这一关系曲线进行刻度的，在测量时必须满足冷端温度等于0℃的条件，否则会出现误差，而在实际工作时冷端受外界温度影响很难恒定也不等于0℃。方法：①冷端温度恒温法②计算修正法③电桥补偿法 6、试说明图示的霍尔式位移传感器的工作原理。
部分传感器试题及答案 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】
压电传感器 1、对石英晶体，下列说法正确的是（）。 A. 沿光轴方向施加作用力，不会产生压电效应，也没有电荷产生。 B. 沿光轴方向施加作用力，不会产生压电效应，但会有电荷产生。 C. 沿光轴方向施加作用力，会产生压电效应，但没有电荷产生。 D. 沿光轴方向施加作用力，会产生压电效应，也会有电荷产生。 A 2、石英晶体和压电陶瓷的压电效应对比正确的是（） A. 压电陶瓷比石英晶体的压电效应明显，稳定性也比石英晶体好 B. 压电陶瓷比石英晶体的压电效应明显，稳定性不如石英晶体好 C. 石英晶体比压电陶瓷的压电效应明显，稳定性也比压电陶瓷好 D. 石英晶体比压电陶瓷的压电效应明显，稳定性不如压电陶瓷好 B 3、两个压电元件相并联与单片时相比说法正确的是（） A. 并联时输出电压不变，输出电容是单片时的一半 B. 并联时输出电压不变，电荷量增加了2倍 C. 并联时电荷量增加了2倍，输出电容为单片时2倍 D. 并联时电荷量增加了一倍，输出电容为单片时的2倍 D 4、两个压电元件相串联与单片时相比说法正确的是（） A. 串联时输出电压不变，电荷量与单片时相同 B. 串联时输出电压增大一倍，电荷量与单片时相同 C. 串联时电荷量增大一倍，电容量不变 D. 串联时电荷量增大一倍，电容量为单片时的一半 B 5、用于厚度测量的压电陶瓷器件利用了（）原理。 A. 磁阻效应 B. 压阻效应 C. 正压电效应 D.逆压电效应 D 6、压电陶瓷传感器与压电石英晶体传感器的比较是（）。 A ．前者比后者灵敏度高 B．后者比前者灵敏度高 C ．前者比后者性能稳定性好 D．前者机械强度比后者的好 A 7、压电石英晶体表面上产生的电荷密度与（）。 A ．晶体厚度成反比 B．晶体面积成正比 C ．作用在晶片上的压力成正比 D．剩余极化强调成正比 C 8、压电式传感器目前多用于测量（）。 A ．静态的力或压力 B．动态的力或压力 C ．位移 D．温度 B 9、压电式加速度传感器是适合测量下列哪种信号（）。 A. 适于测量任意 B. 适于测量直流 C. 适于测量缓变 D. 适于测量动态 D 10、石英晶体在沿机械轴y 方向的力作用下会（）。 A ．产生纵向压电效应 B. 产生横向压电效应 C ．不产生压电效应 D. 产生逆向压电效应 B
传感器原理与应用复习题 第一章传感器概述 1.什么是传感器？传感器由哪几个部分组成？试述它们的作用和相互关系。 （1）传感器定义：广义的定义：一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定的规律转换 成某种可用信号输出的器件和装置。广义传感器一般由信号检出器件和信号处理器件两部分组成； 狭义的定义：能把外界非电信号转换成电信号输出的器件。 我国国家标准对传感器的定义是：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。 以上定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置；能按 一定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输入之间存在确定的关系。 （2）组成部分：传感器由敏感元件，转换元件，转换电路组成。 （3）他们的作用和相互关系：敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量；转换元件把敏感元件的输出作为它的输入，转换成电路参量；上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出。 2.传感器的总体发展趋势是什么？现代传感器有哪些特征，现在的传感器多以什么物理量输出？ （1）发展趋势：①发展、利用新效应；②开发新材料；③提高传感器性能和检测范围；④微 型化与微功耗；⑤集成化与多功能化；⑥传感器的智能化；⑦传感器的数字化和网络化。 （2）特征：由传统的分立式朝着集成化。数字化、多动能化、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。 （3）输出：电量输出。 3.压力、加速度、转速等常见物理量可用什么传感器测量？各有什么特点？
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/da6010416.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
传感器复习题 1变间隙式电容传感器的非线性误差与极板间初始距离d0之间是（B）。 A正比关系B反比关系C无关系 2、下列不属于电容式传感器测量电路的是（D） A．调频测量电路B．运算放大器电路 C．脉冲宽度调制电路D．相敏检波电路 3、霍尔元件不等位电势产生的主要原因不包括（C） A．霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位上 B．半导体材料不均匀造成电阻率不均匀或几何尺寸不均匀 C．周围环境温度变化 D 4 A B C D 5 A、 B C D 6 A. B. C. D. 7 A. C. 8 A． C 9 A C.产生横向压电效应D．产生纵向压电效应 10、关于压电式传感器中压电元件的连接，以下说法正确的是（A） A．与单片相比，并联时电荷量增加1倍、电容量增加1倍、输出电压不变 B.与单片相比，串联时电荷量增加1倍、电容量增加1倍、输出电压增大1倍 C．与单片相比，并联时电荷量不变、电容量减半、输出电压增大1倍 D.与单片相比，串联时电荷量不变、电容量减半、输出电压不变 11．下列光电器件中，基于光电导效应工作的是（B） A．光电管B．光敏电阻 C．光电倍增管D．光电池 12、封装在光电隔离耦合器内部的是（D） 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 ．两个发光二极管或两个光敏三极管 D ．一个发光二极管和一个光敏三极管 13、光电二极管工作是需（B ） A 、加正向工作电压 B 、加反向工作电压 C 、不需加电压 D 、正、反电压都可以 14、有关光敏电阻的描述，正确的是（A ） A 、暗电阻大 B 、亮电阻大 C 、一样大 D 、无法比较 15、基于外光电效应的光电器件有（A ） A 、光电倍增管 B 、光电池 C 、光敏电阻 D 、发光二极管 16 A C 17A 18A C 19A C 1.2.3.4.5、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内部电阻率改变的内光电效应，这类元件有光敏电阻；第三类是利用在光线作用下使物体内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。 6、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。
1.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：真值L=140kPa, 测量值x=142 kPa 绝对误差Δ=x-L=142-140=2 kPa 实际相对误差 标称相对误差 引用误差 2 .用电位差计测量电势信号x E （如图所示）,已知: ,10,10,5,2,42121Ω=Ω=Ω===p r R R mA I mA I 电路中电阻 p r R R ,,21的定值系统误差分别为 ,005.0,01.0,01.021Ω+=?Ω+=?Ω+=?p r R R 设检流计A 、上支 路电流1I 和下支路电流2I 的误差忽略不计。求修正后的x E 的大小。 解：1122()x p E r R I R I =+- 当不考虑系统误差时，有0(105)410240x E mV =+?-?= 已知12,,p r R R 存在系统误差，按照误差合成理论，可得 2100% 1.43%140L δ?= ?==2 100% 1.41%142 x δ?'=?= =100%100%2 1% 150(50) m x γ?? =?= ?= =--测量上限－测量下限
11122 40.00540.0120.010.04x p E I r I R I R mV ?=?+?-?=?+?-?= 修正后的E x 为0400.0439.96x x x E E E mV =-?=-= 3. 某压力传感器测试数据如表所示，计算非线性误差、迟滞和重复性误差。 2)． 再用最小二乘法拟合直线： 设拟合直线为：b kx y +=