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传感器练习题

第一章

1. WSN历史大体分为三个阶段，每个阶段的特点是什么

第一阶段：传统的传感器系统。特征在于传感器节点只产生探测数据流，没有计算机能力，且相互之间不能通信。

第二阶段：传感器网络节点集成化。这阶段的技术特点是采用了现在微型化的传感器节点，这些节点可以同时具备感知能力，计算能力和通信能力。

第三阶段：多跳自组网。这阶段特点是网络传输自组织，节点设计低功耗。

2. 无线网络的分类是什么

无线网络分为有基础设施网和无基础设施网，有基础设施网包括WIFI和WIMAX,无基础设施网包括移动Ad hoc网络和无线传感器网络。

3. 什么是WSN

无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息，并报告给用户。4．WSN的网络体系结构是什么样的

传感器网络通常包括：传感器节点、汇聚节点和管理节点。

5. 传感器结点的结构由哪几部分组成，各部分的功能是什么

传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成。

传感器模块负责监测区域内信息的采集和数据转换。

处理器模块负责控制整个传感器节点的操作，存储和处理本身采集的数据以及其他节点发来的数据。

无线通信模块负责与其他传感器节点进行无线通信，交换控制消息和收发采集数据。

能量供应模块为传感器节点提供运行所需的能量，通常采用微型电池。

6. WSN改进型的协议栈体系结构是什么样的

定位和时间同步子层在协议栈中的位置比较特殊。它们既要依赖于数据传输通道进行协作定位和时间同步协商，同时又要为网络协议各层提供信息支持，如基于时分复用的MAC协议，基于地理位置的路由协议等都需要定位和同步信息。

能量管理在每个协议层中都要增加能量控制代码，并提供给操作系统进行能量分配决策；

QOS管理在各协议层设计队列管理、优先级控制或者带宽预留机制，并对特定应用的数据给予特别处理；

拓扑控制利用物理层、链路层或路由层完成拓扑生成，反过来又为它们提供基础信息支持，优化MAC协议和路由协议的协议过程，提高协议效率，减少网络能量消耗；

网络管理则要求协议各层嵌入各种信息接口，并定时收集协议运行状态和流量信息，协调控制网络中各个协议组件的运行。

7. WSN 与AD HOC网络有什么相同点与不同点

8.传感器结点受到哪三方面因素的限制

电源能量限制、通信能力受限、计算和存储能力受限。

9. 传感器网络的组网特点有哪些

无线传感器网络主要特点包括自组织性、以数据为中心、应用相关性、动态性、网络规模大和需要高的可靠性等。

第二章练习1

1. WSN路由协议的定义是什么

WSN路由协议是一套将数据从源节点传输到目的节点的机制。

2. WSN路由协议的设计目标有哪几点

满足应用需求

低网络开销

资源利用的整体有效性

网络高吞吐率

3. 什么是数据中心网络、地址中心网络

4. WSN的网络体系结构是什么样的

路由协议的要求是什么

1)能量高效（协议简单&节省能量&均衡消耗）

2)可扩展性（网络范围&节点密度）

3)鲁棒性（节点变化&拓扑变化）

4）快速收敛性

6. WSN路由协议的关键技术有哪些

考虑网络和节点能量优化（硬件限制）

具有高可扩展性（网络规模&自组织）

适应强网络拓扑变化（节点移动&无线信道）

传感器网络路由中使用数据融合技术（数据为中心）

传感器网络中流量分布不对称（数据收集网络&多源

单Sink)

7.WSN路由协议的四种分类是什么，每一类有哪些典型的路由协议

以数据为中心路由协议、集群结构路由协议、地理信息路由协议、QOS 路由协议。

以数据为中心路由协议:SPIN协议、DD协议。

集群结构路由协议：LEACH协议、TEEN协议。

8. SPIN协议是基于什么协议的改进，要改进的协议有什么缺点，SPIN协议如何改进

SPIN协议是对Flooding协议的改进。

Flooding协议的缺点：

内爆：节点向邻居节点转发数据包，不管其是否收到

过相同的

重叠：感知节点感知区域有重叠，导致数据冗余

通过和邻居节点的协商来减少Flooding带来的内爆和

重叠的影响

9. SPIN协议中的元数据是什么

元数据：一种对源数据的映射，比源数据短

10. SPIN协议的三部握手协议过程是怎样的

节点A有新数据，通过ADV发布新数据信息，使用元数据

B节点收到ADV后，发现自己没有该数据，通过REQ向A请求新数据

A节点向B节点传送源数据

B节点融合新数据，并通过ADV发布新数据消息

如果节点有 ADV中描述的数据的副本就忽略该消息

11. SPIN协议的优缺点

优点：

部分解决了内爆和重叠问题

不需要进行路由维护

对网络拓扑变化不敏感，可用于移动WSN

缺点：本质上SPIN还是向全网扩散新消息，开销比较大12. SPIN协议的兴趣catch中的条目有哪些内容

1)时间戳：指示接收到相关兴趣消息的最近时间

2)若干梯度域：

a)每个梯度和其邻居节点相关联

b)每个梯度中含有一个指定的数据传输率

3)持续时间：该兴趣消息的有效期

13. DD协议通过SINK节点发送什么来启动路由建立过程

查询消息

14. DD协议中的梯度域主要包括什么内容

每个梯度和其邻居节点相关联，每个梯度中含有一个指定的数据传输率

15. DD路由机制可分为哪个阶段，每个阶段的具体内容是什么

16. DD路由协议的优缺点

优点

数据中心路由，定义不同任务类型/目标区域

消息；

路径加强机制可显著提高数据传输的速率；

周期性路由：能量的均衡消耗；

缺点

周期性的洪泛机制---能量和时间开销都比较

大；

节点需要维护一个兴趣消息列表，代价较大；第二章练习2

1. LEACH算法的主要内容是什么

1)簇头节点作为一定区域所有节点的代理，负责和Sink

的通信；

2)非簇头节点可以使用小功率和簇头节点通信；

3)簇头节点可以对所辖区域节点数据进行融合，减少网

络中传输的数据；

4)簇头选举算法的设计，要求保证公平性

2. LEACH算法如何进行簇头的选择

对于传感器节点n选择[0，1]之间的一个随机数，如果选定的值小于某一个阈值，那么这个节点成为簇头节点，阈值计算如下：

k为一个网络中的簇头节点数的百分比，1/k代表传感器节点有机会再次参与簇头选择所需经历的轮数，r为当前轮数，G为前1/k轮中从未成为簇头的节点集合。

3. 采用LEACH算法的网络按照周期工作，每个周期分为两个阶段，这两个阶段的主要内容是什么

簇头建立阶段：

节点运行算法，确定本次自己是否成为簇头；

簇头节点广播自己成为簇头的事实；

其他非簇头节点按照信号强弱选择应该加入的簇头，并通知该簇头节点；

簇头节点按照TDMA的调度，给依附于他的节点分配时间片；数据传输阶段：节点在分配给他的时间片上发送数据

4. LEACH算法的优缺点是什么

优点

优化了传输数据所需能量；

优化了网络中的数据量；

缺点

节点硬件需要支持射频功率自适应调整；

无法保证簇头节点能遍及整个网络；

周期性数据采集无法满足实时性

5. TEEN算法的主要内容是什么

1)在簇的建立过程中与LEACH协议相同；

2)在通信阶段采用非周期性采集；

3)设定采集数据的硬阈值和软阈值，提高应对突发的实

时性。

6. 在TEEN算法中的硬阈值和软阈值分别指的是什么

硬阈值：是被检测数据所不能逾越的阈值。在簇的稳定阶段，当节点首次检测到数据达到硬阈值，便打开收发器进行数据传送，同时将该检测值存入节点内部变量SV中。

软阈值：是规定被检测数据的变动范围。在后期检测数据再次达到硬阈值，且与SV变量差距大于等于软阈值时，将再次打开收发器进行数据传送。

7. TEEN优缺点：

优点：适用于实时系统（响应型），可以对突

发事件做出快速反应；

缺点：不适用于需要持续采集数据（主动型）

的应用环境。

8. APTEEN算法的主要内容是什么

1)结合了响应型（TEEN）和主动型策略(LEACH)的混合网

络协议；

2)簇头由基站（SINK）指定；

3)基站为每一个节点指定TDMA时间片；

4)基站发起数据查询，由节点采集感兴趣的数据；

5)节点可响应查询数据库，对特殊事件直接上报。

9. 什么是APTEEN算法的主动型和响应型策略

响应型策略：节点在检测到突发事件数据时会采用与TEEN 相同的机制。

主动性型策略：定义一个计数器，节点每发送一次数据就将该计数器清零，当计数器时间到达时，不管当前数据是否满足软、硬门限的要求都会发送这个数据。

10. APTEEN优缺点：

优点：适用于实时系统（响应型）、周期型采集系统（主动型）的应用环境；

缺点：协议开销比较大

11. TTDD算法的主要内容是什么

1)传感器节点不移动，Sink节点移动；

2)多Sink；

3)以源节点为中心建立格状网；

4)运用代理，实现对移动Sink的透明传输；

5)Sink通过泛洪查找感兴趣的事件，泛洪区域限定在一

个网格区间；

12. TTDD算法的格状网建立过程是什么样的

?源节点B的坐标(x,y)；

?网格的边长为

?B建立的格状网的交叉点坐标为

?以B为中心建立网络的转发点选择与交叉点最近的点，如图中黑点

?成为转发节点的点启动下一级转发节点的选取过程13. 什么叫TTDD算法的上游节点和下游节点

上游节点

转发节点在格状网建立阶段由源节点或者其

它转发节点指定，这个指定本转发节点的源节

点或者转发节点称为本转发节点的上游节点下游节点

和上游节点的定义相反

算法用户获取传感数据的过程是怎样的

如何实现对移动SINK的支持

直接转发节点

第一个响应Sink查询的格状网中的转发节点初级代理(PA)

Sink节点指定的一个节点，负责接收直接转发

节点发送过来的数据

直接代理(IA)

Sink节点移动时动态指定IA，PA将数据传送

给IA，由IA将数据提交给Sink。PA和IA可

以是同一个节点。

算法的优缺点

优点

提出了一种新的应用场景

支持多Sink以及Sink移动的网络环境缺点

需要地理位置信息的支持

网格大小不容易确定

17.地理信息路由协议中节点通过哪些算法获致节点位置

下列方法可确定节点位置

GPS(Global Positioning System)

超声波三角定位系统

标定

18.地理位置信息路由协议的用途是什么

作为其它路由算法的辅助

直接用于路由的计算

算法的主要内容是什么

结合地理位置信息控制洪泛路由算法的转发节点范围，

降低网络开销；

假定源节点S知道目的节点D在t0时刻的位置(xd,yd)

和平均移动速度v，则可以估算出t1时刻D可能出现的

区域：以(xd,yd)为中心，以v(t1-t0)为半径的圆内。

源节点S发送的路由请求分组指明搜索的范围，其它节

点接收到路由请求分组后，需要比较自己的位置是否在

路由请求分组指明的搜索范围内，从而决定是否转发该

分组。

算法的主要内容是什么

考虑到WSN中节点的冗余性，提出在维持网络连通性的

前提下，利用节点的地理位置信息，适当关闭一些节点

以降低节点的能量消耗，提高网络生存时间；

利用节点的位置信息，组成虚拟网络，网络中的节点对

于中继转发而言是等价的；

这些节点通过分布式协商确定激活节点以及激活的时

间。关闭的节点周期性地苏醒，和处于激活状态的节点

交换角色以平衡能量消耗。

对于两个相邻的虚拟网络A和B，所有A中的节点都可

与B中的节点通信，反之亦然，因此在每个网络中的所

有节点对于所有路径来说是等价的。

21．在GAF算法中，若规定相邻网格中两个相隔最远的节点间的距离不能超过R，则虚拟网格边长r满足什么关系算法的节点如何进行状态转换

第二章练习3

算法的主要内容是什么

贪婪算法：采用逐步构造最优解的方法，在每个阶段，

都选择一个看上去最优的策略，最终获得最优解。

利用节点的地理位置信息

转发节点选取：

?选择邻居节点中离数据包目的节点更近的点

作为转发节点

2.什么是贪婪算法

贪婪算法：采用逐步构造最优解的方法，在每个阶段，

都选择一个看上去最优的策略，最终获得最优解。

算法的局部优化指的是什么，通过什么方法来解决

4.边界转发时的右手法则是什么，怎样依据右手法则进行边界转发

一个数据分组从节点y到达节点x；

下一条边的选择：

?下一边是以x为定点，沿(x，y)逆时针方向上

的第一条边，图中为(x，z)

后续各边同样依次法则确定

算法的优缺点是什么

优点

采用局部最优的贪婪算法，不需要维护网络拓

扑，路由开销小；

可适用于静态和移动的WSN网络；

缺点

需要地理位置信息的支持；

需要维护邻居节点位置信息；

算法的主要内容是什么

结合了DD和GPSR算法的思想，并且在选路时

考虑了节点能量的因素；

借鉴DD思想，采用查询的方法来建立从SINK

节点到事件区域的路由；

借鉴GPSR思想，利用节点的地理位置信息及

节点剩余能量信息，借鉴贪婪算法的思想建立

查询消息到达目的区域的路径；

算法的前提条件是什么

已知目标区域的位置信息

节点知道自己位置信息和剩余能量

节点间无线链路是对称的

算法的两个阶段分别是什么

查询消息到达目的区域的路径

查询消息在目标区域的传播

算法的选路依据有哪些

节点到查询区域通信能量能耗

节点本身的剩余能量

最小代价节点为转发节点

算法查询命令采用什么方式传送到目标区域，当发生路由空洞时如何解决

查询命令传送到目标区域

贪婪算法－选择邻居

节点到达指定区域的代价

算法查询命令到达监测区域后通过哪两种方式传送

洪泛方式，迭代地理转发

算法的优缺点

优点

利用了位置信息，避免了查询消息的

Flooding；

考虑了消耗的能量和节点剩余能量，均衡消

息；

路径选择可达到局部最优；

迭代地理转发对洪泛机制的补充；

缺点

可能出现路由空洞（局部优化）；

不适合在移动WSN使用（节点缺乏足够的拓扑

信息，局部优化）

13.现阶段WSN路由设计主要关注哪几个方面，有什么解决办法

现阶段WSN路由设计主要关注下面几个方面

提高能量效率，实现网络负载的平衡，延长网

络生存时间；

满足各种应用场景的参数指标(也就是QOS)；

实现一定程度的数据安全性。

一些解决办法

路由协议专用性设计

跨层设计

新技术开发（UWB等）

路由协议未来的研究方向有哪些

?新型网络结构的提出

?节点密集部署及空间多样性的考虑

?网内存储及网内处理

?时间和位置的同步

?自组织与重配置

?主动传感器网络

第三章练习1

1.什么是MAC协议

在无线传感器网络中，介质访问控制（MAC）协议决定无线信道的使用方式。MAC协议通过在传感器节点之间分配和共享有限的无线信道资源，构建起无线传感器网络通信系统的底层基础结构。

2.MAC层数据传输时不必要的能量损耗主要体现在哪些方面

1)空闲监听

2)冲突

3)控制开销

4)串扰

3.无线传感器网络的MAC协议分类方式有哪些

4.竞争型MAC协议的基本思想是什么

基于竞争的随机访问MAC协议采用按需使用信道的方式，它的基本思想是当节点需要发送数据时，通过竞争方式

使用无线信道，如果发送的数据产生了碰撞，就按照某种策

略重发数据，直到数据发送成功或放弃发送。

5.CSMA/CA协议的中文英文名称各是什么

带冲突避免的载波侦听多路访问(Carrier Sense Mutiple Access with Collision Avoidance，CSMA/CA)协议

6.什么是CSMA/CA机制

所谓的CSMA/CA机制是指在信号传输之前，发射机先侦听介质中是否有同信道载波，若不存在，意味着信道空闲，将直接进入数据传输状态；若存在载波，则在随机退避一段

时间后重新检测信道。这种介质访问控制层的方案简化了实现自组织网络应用的过程。

7.IEEE 在DCF工作方式下时，载波侦听机制通过哪两种方式

来确定无线信道的状态这两种方式通过什么协议层来提供在DCF工作方式下，载波侦听机制通过物理载波侦听和虚拟载波侦听来确定无线信道的状态。物理载波侦听由物理层提供，虚拟载波侦听由MAC层提供。

8.IEEE 的立即主动确认机制和预留机制指的是什么

MAC协议通过立即主动确认机制和预留机制来提高性能。在主动确认机制中，当目标节点收到一个发送给它的有效数据帧(DATA)时，必须向源节点发送一个应答帧(ACK)，确认数据已被正确接收到。

在预留机制中，节点A希望向节点B发送数据，节点C 在A 的无线通信范围内，节点D 在节点B 的无线通信范围内，但不在节点A的无线通信范围内。

9.无线传感器网络MAC协议的基本思想是什么有什么优点典

型协议是什么

基本思想

1)发送时主动抢占，CSMA方式

2)按需分配

优点

1)网络流量和规模变化自适应

2)网络拓扑变化自适应

3)算法较简单

典型协议：SMAC、TMAC、PMAC、WiseMAC、Sift

10.SMAC协议的前提条件和基本思想是什么

前提条件

1)数据量少，可进行数据的处理和融合

2)节点协作完成共同的任务

3)网络可以容忍一定程度的通信延迟

基本思想

1)周期性睡眠和监听；协商一致的睡眠调度机制（虚拟

簇）

2)自适应的侦听机制，减少信息的传输延迟

3)带内信令(NAV)来减少重传和避免监听不必要的数据

4)消息分割和突发传递机制来减少控制信息的开销和消

息的传递延迟

11.SMAC协议有几个主要的关键技术，每项关键技术的主要内

容分别是什么

关键技术一：周期性睡眠和监听

a)一个周期内有睡眠和监听两种状态

b)节点之间协同，保持监听同步

c)同步调度，形成虚拟簇

d)全监听周期，保证邻居发现

e)降低功耗，增加延迟

关键技术二：

自适应监听

在一次通信过程中，通信节点的邻居（第三者）在此次通信结束后（根据RTS/CTS消息判断通信结束时间表）唤醒并保持监听一段时间。如果节点在这段时间接收到RTS帧，则可以立即接收数据，而不需要等到下一个监听周期，从而减少了两个节点间的数据传输延迟。

串扰避免

虚拟载波监听

信道忙时睡眠，避免接收串扰数据包关键技术三：

消息传递

将长的信息包分成若干个短的DATA段

所有DATA使用一个RTS／CTS控制分组占用信

道

每个DATA都有ACK保障传输成功

第三章练习2

1.TMAC协议的基本思想

a)SMAC协议调度占空比固定，不能很好的适应网络流量

的变化

b)动态调整调度周期中的活跃时间长度

c)在TA时间内没有发生激活事件则进入睡眠

2.TMAC协议中发送节点发送RTS后，未收到接收节点的CT，

有哪些原因，如何处理

发送RTS未收到CTS，应再发送一次

协议中的最短监听间隔T A如何确定

TA >竞争信道时间 +RTS数据包长度 +收到RTS之后到CTS 发出之前的准备时间

4. 什么是TMAC协议的早睡问题，产生的原因是什么，如何解决

早睡问题：节点在邻居准备向其发送数据时进入了睡眠状态解决办法：未来请求发送；满缓冲区优先；

5. PMAC协议的基本思想

SMAC调度占空比固定，TMAC早睡问题

引入模式信息，节点能够通过模式信息提前获知邻居的

下一步活动，调度都根据模式信息来进行

协议的模式生成过程是怎样的

1)由一个二进制位串组成

2)每一位表示节点在当前时隙应处于何种状态，1为监

听，0为睡眠

3)形式：0m1，m=0,1,…N-1，m代表串中0的个数

4)每个节点启动时的模式串为1，表示流量很大

5)节点根据网络流量更新模式

i.在第一个时隙内无数据发送：更新模式为 01

ii.在第二个模式中监听时隙内仍无数据发送：更新

模式为 001；依此类推

7. PMAC协议如何进行模式交换

1)在当前周期结束时将进行广播来交换模式信息

2)引入超帧STF ,分为两个子帧 PRTF和PETF

3)模式重复时间帧PRTF，节点重复自己的模式

4)模式交换时间帧PETF，邻居之间进行模式信息交换

协议的基本思想

基于CSMA机制，使用前导采样技术

通过本地同步的广播获得最小的前导长度

随机的前导长度保证冲突避免

9.什么是WISEMAC协议的前导采样

1)对信道进行采样，在短时间内对无线信道进行监听

2)所有节点都保持相同的采样时间Tw

3)采样时监听到信道忙，节点会继续监听，直到接收到数据或

者信道空闲

4)数据包发送之前都要发送一个唤醒前导序列，该序列的长度

和采样周期的长度相等，保证在数据部分到达时节点处于监听状态

协议的基本思想

适用于事件驱动型传感器网络

出发点

空间和时间相关性

并非每个节点都要报告事件

时变性（节点的密度是时变的）

设计目的

N个节点同时监测到一个事件，希望在最短时

间内有R个节点(R<=N)无冲突发送事件消息常规CSMA协议

在[1，CW]时间长度窗口内，等概率选择发送

时槽

冲突时就倍增时间窗口大小CW，等概率选取发

送时间

Sift协议

固定长度的竞争窗口

不等概率选择时槽，在不同时槽采用不同的选

择概率

11.分配型MAC协议的基本思想

1)将一个物理信道分为多个子信道

2)将子信道静态或动态地分配给需要通信的节点，避免

冲突

3)根据网络通信流量最大限度地节省能量

12.什么是隐终端和暴露终端

隐终端：在接收节点覆盖范围内而在发送节点覆盖范围

外的终端节点。隐终端会产生隐发送和隐接收两种冲突

状态。

暴露终端：在发送节点覆盖范围内而在接收节点覆盖范

围外的终端节点。隐终端会产生暴露发送和暴露接收两

种冲突状态。

协议的基本思想

结合TDMA、FDMA的基本思想

假设每个节点都能在多个载波频点上进行切换

将每个双向信道定义为两个时间段

发现邻居后立即分配信道

每个链路都分配一个随机选择的频点，相邻链路都有不

同的工作频点

协议如何建立链路

1)引入超帧的概念，用固定参数Tframe表示

2)在上电后先进行邻居发现，每发现一个邻居就有一对节点形

成一个双向信道

3)在两个节点的超帧中为该链路分配一对时隙用于双向通信，

这种不同步的时隙分配称为异步分配通信

4)每对时隙都会选择一个随机的频点，减少邻近链路冲突的

可能

协议的基本思想

将一个物理信道分成多个时隙，通过对这些时隙的复用

为数据和控制信息提供信道

每个时间帧分为随机接入和分配接入两部分，随机接入

时隙也称为信令时隙，分配接入时隙也称为传输时隙

节点交换两跳内邻居信息和分配信息

采用流量自适应的分布式选举算法选择在每个时隙上

的发送节点和接收节点

协议由哪三部分组成

协议NP(Neighbor Protocol)

SEP分配交换协议

AEA(自适应选举)算法

第三章练习3

1.DMAC协议的基本思想

1)适合于节点采集数据后，向一个sink节点汇聚的单向树状

模式

2)采用预先分配的方法来避免睡眠延迟

3)引入了一种交错的监听睡眠调度机制，保证数据在多跳路径

上的连续传输

2.DMAC协议的交错唤醒机制是什么

1)假设网络中的节点保持静止，且每个路由节点有足够

的存活时间，可以在较长时间内保持网络路径不发生

变化

2)假设数据由传感器节点向唯一的sink单向传输

3)假设各个节点之间保持时钟同步

4)在一个多跳传输路径上，各个节点交错唤醒，如同链

锁一样环环相扣，保证数据在树状结构上能持续传输，

不被睡眠所中断

5)每个间隔分为接收、发送和睡眠三个周期。

3.DMAC协议的自适应占空比是如何调整的

1)如果节点在一个发送周期内有多个数据包要发送，就

需要该节点和树状路径上的上层节点一起加大发送周

期占空比

2)通过在MAC层数据帧的帧头加入一个标记(more data

flag)，以较小的控制开销发送占空比更新请求。在

ACK帧中加入同样的标记位

4.什么是DMAC协议的数据预测机制

1)在数据采集树中，越靠近上层的节点，汇聚的数据越

多，对树的底层节点适合的占空比不一定适合中间节

点

2)如果一个节点在接收状态下接收到一个数据包，该节

点预测子节点仍有数据等待发送。在发送周期结束后

再等待3u个周期，节点重新切换到接收状态

5.什么是DMAC协议的MTS帧机制

1)必要性：虽然自适应占空比机制和数据预测机制考虑

了冲突避免，数据采集树中不同分枝节点仍有冲突的

可能

2)MTS帧只包含目的地址和MTS标志位。标志位为1时

称为MTS请求，标志位为0时称为MTS清除

3)发送或接收到MTS请求的节点每隔3u个周期就唤醒一

次，只有MTS请求已经被清除时，节点才回到原来的

占空比方式

6.ZMAC协议的基本思想

1)采用CSMA机制作为基本方法

2)竞争加剧时使用TDMA机制

3)引入时间帧，为节点分配时隙

4)节点可以选择任何时隙发送数据

5)在分配的时隙发送优先级更高

7.ZMAC协议的关键技术有哪些

邻居发现

时隙分配：DRAND算法

本地时间帧交换

传输控制

局部同步

第四章

1.OSI参考模型的物理层指的是什么无线传感器网络的物理

层主要负责什么工作

无线传感器网络物理层主要负责数据的调制、发送与

接收

2.ISM的英文全称及中文名称是什么

3.什么是多径传播

在超短波、微波波段，电波在传播过程中还会遇到障碍物，例如楼房、高大建筑物或山丘等，对电波产生反射、折射或衍射等,因此，到达接收天线的信号可能存在多种反射波（广义地说，地面反射波也应包括在内），这种现象称为多径传播。

4.模拟调制有哪些典型的调制方式数字调制有哪些典型的调

制方式

模拟调制：幅度调制（AM）、频率调制(FM)、相位调制(PM)。

数字调制: ASK、FSK和PSK。

5.UWB的英文全称及中文名称是什么

超宽带（Ultra Wide Band：UWB）

6.UWB有两个标准共存，分别是什么

以摩托罗拉（Motorola）为代表的DS-CDMA 方案

德州仪器（TI）与Intel支持的多频带OFDM 联盟(MBOA)的OFDM方案

7.现有的扩频系统可以分为哪几种，英文简写是什么

直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum：

DSSS)简称直扩(DS)方式跳变频率(Frequency

Hopping)工作方式，简称跳频(FH)方式；

跳变时间(Time Hopping)工作方式，简称跳时(TH)方

式；

宽带线性调频(Chirp Modulation)工作方式，简称

Chirp方式；

混合方式

8.物理层的帧结构是什么样的，请画出示意图。

传感器题库及答案

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。

《传感器原理及应用》课后答案

第1章传感器基础理论思考题与习题答案 1.1什么是传感器？（传感器定义）解：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，通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路组成。 1.2传感器特性在检测系统中起到什么作用？解：传感器的特性是指传感器的输入量和输出量之间的对应关系，所以它在检测系统中的作用非常重要。通常把传感器的特性分为两种：静态特性和动态特性。静态特性是指输入不随时间而变化的特性，它表示传感器在被测量各个值处于稳定状态下输入输出的关系。动态特性是指输入随时间而变化的特性，它表示传感器对随时间变化的输入量的响应特性。 1.3传感器由哪几部分组成？说明各部分的作用。解：传感器通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路三部分组成。其中，敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分，转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成电信号的部分，调节转换电路是指将非适合电量进一步转换成适合电量的部分，如书中图1.1所示。 1.4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？解：在生产过程和科学实验中，要对各种各样的参数进行检测和控制，就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量，这取决于传感器的基本特性，即输出—输入特性。衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度，迟滞和重复性等。意义略（见书中）。动态参数有最大超调量、延迟时间、上升时间、响应时间等，应根据被测非电量的测量要求进行选择。 1.5某位移传感器，在输入量变化5mm时，输出电压变化为300mV，求其灵敏度。解：其灵敏度 3 3 30010 60 510 U k X - - ?? === ?? 1.6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/℃、

电容式传感器思考题答案

第3章电容式传感器思考题答案 1.试分析变面积式电容传感器和变间隙式电容的灵敏度为了提高传感器的灵敏度可采取什么措施并应注意什么问题答：如图所示是一直线位移型电容式传感器的示意图。当动极板移动△x 后，覆盖面积就发生变化，电容量也随之改变，其值为 C =εb （a -△x ）/d =C 0-εb ·△x /d （1）电容因位移而产生的变化量为其灵敏度为 d b x C K ε-=??= 可见增加b 或减小d 均可提高传感器的灵敏度。直线位移型电容式传感器 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d A C ε=，当活动极板移动x 后，其电容量为 22 011d x d x C x d A C -+=-=ε (1) 当x <

传感器技术在交通检测中的应用

传感器技术在交通检测中的应用传感器技术在交通检测领域的应用交通信息是城市交通规划和交通管理的重要基础信息，通过全面、丰富、实时的交通信息不但可以把握城市道路交通的发展现状，而且可以对未来发展进行预测。因此，交通信息采集与处理技术无论对城市的规划、路网建设、交通管理，还是对未来智能交通系统功能的实现都非常重要。动态交通信息采集系统的目标是全面、自动、连续地从路网上获得不同地点和路段上的交通流信息。而要实现这一目标，就离不开信息传感器。一、传感器的涵义及组成国家标准（GB7665—1987）对传感器下的定义是：能感受到规定的被测量的量，并依据一定的规律转换成可用于输出信号的器件或装置。在现代科学技术的发展过程中，非电量（例如压力、力矩、应变、位移、速度、流量、液位等）的测量技术（传感技术）已经成为各领域的重要组成部分，但传感技术最主要的应用领域是自动检测和自动控制，它将诸如温度、压力、流量等非电量变化为电量，然后通过电的方法进行测量和控制。因此，传感器是一种获得信息的手段，它获得的信息正确与否，关系到整个测量系统的精度。传感器一般是利用物理、化学、生物等学科的某些反应或原理，按照一定的制造工艺研制出来的。因此，传感器的组成将随不同的情况而有较大

差异。但是，总的来说，传感器是由敏感元件、传感元件、信号调节与转换电路和辅助电路组成。敏感元件是直接感受非电量，并按一定规律转换成与被测量有确定关系的其他量（一般仍为非电量）的元件。传感元件又称变换器，一般情况下，它不直接感受被测量，而是将敏感元件输出的量转换成为电量输出。这种划分并无严格的界限，并不是所有的传感器都必须包含敏感元件和传感元件。如果敏感元件直接输出的是电量，它同时兼作为传感元件。信号调节与转换电路一般是指把传感元件输出的电信号转换成为便于显示、记录、处理和控制的有用信号的电路。辅助电路通常包括电源，有些传感器系统采用电池供电。二、交通检测中常见的传感器技术 1、红外线传感器红外传感器是波束检测装置的一种，有主动和被动两种形式。主动式发射器和接收器分别为半导体激光器和光电二极管，将两者对中，水平安装在车道旁边。无车通过时，接收器接收细束线状红外光，有信号输出；车辆通过时，遮断光束，接收器无输出，通-断转换是对车辆的检测信号。新型主动反射式红外检测器的原理为：在相同的红外光辐射下，反射物的大小、材料和结构不同，反射能量就不一样。被动式红外检测没有发射器，只有接收器。接收器感受路面和车辆以红外波长为主的辐射能量。路面和车体的材料温度和表面光洁度都不一样，它们的辐射能量也必然不相等。现代红外测温的分辨率已达到0、1%℃，因此区分道路和车辆己不存在困难。

传感器题库及答案

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。

传感器课后答案解析

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。

水质监测设备中常用的5种传感器

水质监测设备中常用的5种传感器水质监测设备中常用的5种传感器。在越来越看重环境保护的今天，水质检测仪对于一些行业来讲是必不可少的设备。而不同行业对检测的需求也不一样，因此检测人员相应的操作也不同，对于检测设备的选择也不一样。比如说工业废水大部分检测的是重金属含量，饮用水厂可能就需要检测微生物、有机物、重金属、消毒剂等多种参数。而这些参数的检测工作主要是由水质检测仪的各种传感器来完成的。水质多参数检测探头今天我们就为大家介绍一些水质检测仪常用的传感器 1.余氯传感器余氯氯是最广泛的消毒剂，尤其是在饮用水的杀菌消毒过程中。而余氯传感器可以检测出水体样本中游离氯、一氯胺和总氯的含量。 2.TOC传感器 TOC也被称为总有机碳，它是分析水体样本中有机物污染情况的重要指标，而TOC传感器也多用于制药行业的水质分析中。 2.电导率传感器电导率电导率传感器可以说是水质检测仪中使用最多的传感设备，它主要用于检测水体中总离子的浓度，而且根据测量原理的不同可以分为电极型、电感型以及超声波型。

3.PH传感器 PH PH传感器主要通过检测氢离子来获取水体的酸碱值，而PH值是水体的一个重要指标，在多个行业中对水体PH值都有严格的要求。 4.ORP传感器氧化还原反应计 ORP传感器主要用于溶液的氧还原电位，它不仅能多针对水体进行检测，还可以对土壤和培养基中的ORP数据进行检测，因此它也是应用领域最多的传感器，通常它会跟PH传感器一起使用。 5.浊度传感器浊度检测探头浊度传感器是通过测量透过水的光量来测量水中的悬浮固体，而这些悬浮固体可以反映出水体受污染的情况。因此在水质检测仪对河流、污水以及废水的测量中会经常使用到。总的来说传感器是水质检测仪用来测量水体数据的重要设备，正确的操作和使用可以帮检测人员获得更有价值的数据信息。安徽省碧水电子技术有限公司成立于2004年3月，以研发、生产、销售及托管运营环境保护监测仪器仪表为主要业务。目前拥有员工130余人，其中高级工程师4名，运维工程师90人，专业运维车辆60余辆。2006年取得国家环保部颁发的水质、烟气在线运营维护证书，目前接受

电容式传感器思考题答案

第3章电容式传感器思考题答案 1.试分析变面积式电容传感器和变间隙式电容的灵敏度为了提高传感器的灵敏度可采取什么措施并应注意什么问题答：如图所示是一直线位移型电容式传感器的示意图。当动极板移动△x 后，覆盖面积就发生变化，电容量也随之改变，其值为 C=εb （a-△x ）/d=C 0-ε b ·△x/d （1）电容因位移而产生的变化量为其灵敏度为 d b x C K 可见增加b 或减小d 均可提高传感器的灵敏度。直线位移型电容式传感器 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 d A C ，当活动极板移动x 后，其电容量为 2 20 11 d x d x C x d A C (1) 当x<

传感器题库及答案

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

传感器技术习题及答案

传感器技术绪论习题一、单项选择题 1、下列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 2、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 3、自动控制技术、通信技术、连同计算机技术和（C ），构成信息技术的完整信息链。 A. 汽车制造技术 B. 建筑技术 C. 传感技术 D.监测技术 4、传感器按其敏感的工作原理，可以分为物理型、化学型和（ A ）三大类。 A. 生物型 B. 电子型 C. 材料型 D. 薄膜型 5、随着人们对各项产品技术含量的要求的不断提高，传感器也朝向智能化方面发展，其中，典型的传感器智能化结构模式是（ B ）。 A. 传感器＋通信技术 B. 传感器＋微处理器 C. 传感器＋多媒体技术 D. 传感器＋计算机 6、近年来，仿生传感器的研究越来越热，其主要就是模仿人的（D ）的传感器。 A. 视觉器官 B. 听觉器官 C. 嗅觉器官 D. 感觉器官 7、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 8、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 9、传感技术与信息学科紧密相连，是（C ）和自动转换技术的总称。 A. 自动调节 B. 自动测量 C. 自动检测 D. 信息获取 10、以下传感器中属于按传感器的工作原理命名的是（ A ） A．应变式传感器B．速度传感器 C．化学型传感器D．能量控制型传感器二、多项选择题 1、传感器在工作过程中，必须满足一些基本的物理定律，其中包含（ABCD）。 A. 能量守恒定律 B. 电磁场感应定律 C. 欧姆定律 D. 胡克定律 2、传感技术是一个集物理、化学、材料、器件、电子、生物工程等学科于一体的交叉学科，涉及（ABC ）等多方面的综合技术。 A. 传感检测原理 B. 传感器件设计 C. 传感器的开发和应用 D. 传感器的销售和售后服务 3、目前，传感器以及传感技术、自动检测技术都得到了广泛的应用，以下领域采用了传感技术的有：（ABCD ）。 A. 工业领域 B. 海洋开发领域 C. 航天技术领域 D. 医疗诊断技术领域 4、传感器有多种基本构成类型，包含以下哪几个（ABC ） A. 自源型 B. 带激励型 C. 外源型 D. 自组装型 5、下列属于传感器的分类方法的是：（ABCD ） A. 按输入量分 B. 按工作原理分 C. 按输出量分 D. 按能量变换关系分 6、下列属于传感器的分类方法的是：（ABCD ） A. 按输入量分 B. 按工作原理分 C. 按构成分 D. 按输出量分

(完整版)传感器考试试题及答案

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

传感器课后答案

第一章 1、何为传感器及传感技术？人们通常将能把被测物理量或化学量转换为与之有对应关系的电量输出的装置称为传感器，这种技术被称为传感技术。 2、传感器通常由哪几部分组成？通常传感器可以分为哪几类？若按转换原理分类，可以分成几类？传感器通常由敏感元件、传感元件和其他辅助元件组成，有时也把信号调节和转换电路、辅助电源作为传感器的组成部分。传感器一般按测定量和转换原理两种方法进行分类。按转换原理分类可以分为能量转换型传感器和能量控制型传感器。 3、传感器的特性参数主要有哪些？选用传感器应注意什么问题？传感器的特性参数：1 静态参数：精密度，表示测量结果中随机误差大小的程度。正确度,表示测量结果中系统误差大小程度。准确度，表示测量结果与被测量的真值之间的一致程度。稳定度、鉴别度、分辨力、死区、回程误差、线性误差、零位误差等。动态参数：时间常数t:在恒定激励理第二章 1、光电效应有哪几种？与之对应的光电器件和有哪些？光电传感器的工作原理基于光电效应。光电效应总共有三类：外光电效应（光电原件有：光电管、光电倍增管等、内光电效应（光敏电阻）、光生伏特效应（光电池、光敏二极管和光敏三极管） 2、什么是光生伏特效应？光生伏特效应：在光线的作用下能使物体产生一定方向电动势的现象。 3、试比较光敏电阻、光电池、光敏二极管和光敏三极管的性能差异，并简述在不同的场和下应选用哪种器件最为合适。光敏二极管：非线性器件，具有单向导电性。（PN 结装在管壳的顶部，可以直接爱到光的照射）通常处于反向偏置状态，当没有交照射时，其反向电阻很大反向，反向电流很小，这种电流称为暗电流。当有光照射时，PN 结及附近产生电子-空穴对，它们的反向电压作用下参与导电，形成比无光照时大得多的反向电流，该反向电流称为光电流。不管硅管还是锗管，当入射光波长增加时，相对灵敏度都下降。，因为光子能量太小不足以激发电子-空穴对，而不能达到PN 结，因此灵敏度下降。探测可见光和赤热物时，硅管。对红外光进行探测用锗管。光敏三极管：有两个PN 结，比光敏二极管拥有更高的灵敏度。光敏电阻：主要生产的光敏电阻为硫化镉。 7、简述光纤的结构和传光原理。光纤传感器有哪些类型？他们之间有什么区别？

(完整版)传感器新习题集及答案

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

监测设备各类传感器布置

第三节监测设备各类传感器布置一、回采工作面传感器选型及配置（一）采煤工作面 1、瓦斯传感器本矿井为煤与瓦斯突出矿井，在回采工作面靠近上隅角回风顺槽内小于10m处布置1台高低浓度组合式瓦斯传感器T l，在工作面上隅角设置便携式甲烷检测报警仪T3。报警浓度：Tl为≥1.0％；断电浓度：Tl为≥1.5％；复电浓度：Tl为＜1.0％。断电范围： T1—工作面及回风巷道中全部非本质安全型电气设备 2、粉尘传感器在回采工作面的上、下出口各安装粉尘传感器各1台（共两台）。 3、温度传感器在采煤工作面安设1台温度传感器。 4、CO传感器在回采工作面上出口安设1台瓦斯传感器。（二）采面运输顺槽 1、瓦斯传感器在运输顺槽内设置一台瓦斯传感器T；报警浓度：T为≥0.5％；断电浓度：T为≥0.5％；复电浓度：T为＜0.5％。断电范围： T—进风巷内全部非本质安全型电气设备 2、风速传感器在工作面运输顺槽断面无变化，能准确计算测风断面的地点各安装1台风速传感器。 3、馈电传感器在采煤工作面运输顺槽安装1台馈电传感器。（三）采面回风顺槽 1、瓦斯传感器在回采工作面回风侧布置1台高低浓度组合式瓦斯传感器T2，T2距回风石门约10～15m。报警浓度：T2为≥1.0％；断电浓度：T2为≥1.0％；

复电浓度：T2为＜1.0%。断电范围：T2—回风巷道中全部非本质安全型电气设备 2、CO传感器在回风顺槽内距回风石门10～15m安设1台CO传感器。 3、风速传感器风速传感器安设在回风顺槽内（1台） 4、风门开关传感器在回风顺槽与1455联络巷连接附近的回风顺槽内安设2个风门开关传感器。（四）胶带运输机机头在运输顺槽内的胶带运输机机头1台烟雾传感器、1台粉尘传感器、1台开停传感器和1 台CO传感器。二、掘进工作面传感器类型及配置该矿井属于煤与瓦斯突出矿井，掘进工作面传感器的类型、数量和位置均按煤与瓦斯突出矿井的要求进行安设和配置。矿井达产时配备二个掘进头，每个掘进头传感器类型及配置如下：（一）掘进工作面 1、瓦斯传感器在掘进工作面布置1台高低浓度组合式瓦斯传感器T1，Tl靠近掘进头，其间距不大于5m。报警浓度：T l为≥1.0％；断电浓度：T l为≥1.5％；复电浓度：T l＜1％。断电范围：T l一掘进工作面中全部非本质安全型电气设备。 2、风尘传感器在掘进工作面布置1台风尘传感器； 3、风速传感器在掘进工作面距迎头不大于6米的位置布置1台风速传感器。 4、CO传感器在掘进工作面布置1台CO传感器。（二）掘进工作面回风流中 1、瓦斯传感器在掘进工作面回风流中布置1台高低浓度组合式瓦斯传感器T2，1T2为掘进头回风流靠近回风石门（斜巷、平巷）约10～15m。报警浓度：T2为≥1.0％；断电浓度：T2为≥1.0％；复电浓度：T2＜1％。断电范围：T2一掘进工作面中全部非本质安全型电气设备。

传感器原理及应用习题及答案

第1章传感器的一般特性 1.1 什么叫传感器？它由哪几部分组成？并说出各部分的作用及其相互间的关系。 1.2 简述传感器的作用和地位及其传感器技术的发展方向。 1.3 传感器的静态特性指什么？衡量它的性能指标主要有哪些？ 1.4 传感器的动态特性指什么？常用的分析方法有哪几种？ 1.5 传感器的标定有哪几种？为什么要对传感器进行标定？ 1.6 某传感器给定精度为2%F·S ，满度值为50mV ，零位值为10mV ，求可能出现的最大误差δ(以mV 计)。当传感器使用在满量程的1/2和1/8时，计算可能产生的测量百分误差。由你的计算结果能得出什么结论? 解：满量程（F?S ）为50﹣10=40(mV) 可能出现的最大误差为： δ＝40?2%=0.8(mV) 当使用在1/2和1/8满量程时，其测量相对误差分别为： % 4%10021408.01=??=γ % 16%10081408 .02=??=γ 结论：测量值越接近传感器（仪表）的满量程，测量误差越小。 1.7 有两个传感器测量系统，其动态特性可以分别用下面两个微分方程描述，试求这两个系统的时间常数τ和静态灵敏度K 。 1) T y dt dy 5105.1330 -?=+ 式中, y ——输出电压，V ；T ——输入温度，℃。 2) x y dt dy 6.92.44 .1=+ 式中，y ——输出电压，μV ；x ——输入压力，Pa 。解：根据题给传感器微分方程，得 (1) τ=30/3=10(s)， K=1.5 10 5/3=0.5 10 5(V/℃)； (2) τ=1.4/4.2=1/3(s)， K=9.6/4.2=2.29(μV/Pa)。 1.8 已知一热电偶的时间常数τ=10s ，如果用它来测量一台炉子的温度，炉内温度在540℃至500℃之间接近正弦曲线波动，周期为80s ，静态灵敏度K=1。试求该热电偶输出的最大值和最小值。以及输入与输出之间的相位差和滞后时间。解：依题意，炉内温度变化规律可表示为 x(t) =520+20sin(ωt)℃ 由周期T=80s ，则温度变化频率f =1/T ，其相应的圆频率 ω=2πf =2π/80=π/40；温度传感器（热电偶）对炉内温度的响应y(t)为 y(t)=520+Bsin(ωt+?)℃ 热电偶为一阶传感器，其动态响应的幅频特性为 ()()786 010******** 2 2 .B A =??? ? ???π+= ωτ+== ω 因此，热电偶输出信号波动幅值为 B=20?A(ω)=20?0.786=15.7℃ 由此可得输出温度的最大值和最小值分别为 y(t)|m ax =520+B=520+15.7=535.7℃ y(t)|m in =520﹣B=520-15.7=504.3℃ 输出信号的相位差?为 ?(ω)= -arctan(ωτ)= -arctan(2π/80?10)= -38.2? 相应的时间滞后为

煤矿监控常用传感器设计说明

煤矿监控常用传感器设计第一节 GJ40A型甲烷传感器一、产品用途 GJ40A型甲烷传感器能用于煤矿井下或其他有甲烷气体的场所，监测环境甲烷浓度，并连续自动地将甲烷浓度值转换成标准电信号传送给关联设备。该传感器可与国内各类型监测系统及断电仪、风电瓦斯闭锁装置等配套，适宜在煤矿采掘工作面、机电硐室，回风巷道等地点固定使用。传感器结构设计充分考虑了恶劣的环境条件,在结构强度和防水性能方面都采取了有效的措施，同时还特别加大了接口连接器的尺寸，保证传感器能稳定可靠地工作。二、技术特征 1、适用条件环境温度：0℃～40℃ 相对湿度：≤98% 大气压力：80kPa～110kPa(相对海拔高度-1000m～1500m) 风速：0m/s～8m/s 矿井环境中H2S气体小于6×10-6 2、主要技术指标：测量范围：0.00%CH4～40.0%CH4 基本测量误差: 0.00%CH4～1.00%CH4≤±0.10%CH4 1.00%CH4～ 2.00%CH4≤±0.20%CH4 2.00%CH4～4.00%CH4≤±0.30%CH4 4.00%CH4～10.0%CH4 ≤±1.00%CH4 10.00%CH4～40.00%CH4 ≤±10.0%(相对误差) 显示方式：四位红色数码管显示第一位：功能显示; 1-热催化调零 2-调热催化灵敏度 3-热导调零 4-调热导灵敏度

5-调报警点 6-调断电点 7-调复电点 8-自检后三位：测量数值显示;(％CH4) 信号输出：低浓度段200Hz～1000Hz 线性对应0%CH4～4.00%CH4 高浓度段1200Hz～2000Hz线性对应4.00%CH4～40.0%CH4 信号有效带负载能力：0Ω～500Ω 报警方式：二级间歇式声光报警声强≥85dB 光强：能见度>20m 采样方式：扩散式元件检测反应速度：≤30S 热催化元件寿命：一年以上整机工作电压：8V.DC～24V.DC 整机工作电流：≤100mA（18V.DC）防爆等级：ExibdⅠ矿用本质安全兼隔爆型三、工作原理该传感器以多功能超低功耗单片机MSP430为中央处理单元,由放大电路、数字显示、声光报警、信号输出等单元电路组成，框图如下：图 1. 传感器电路原理框图传感器电路采用单片机设计，能就地检测显示甲烷浓度值，同时输出频率信号(电流信号、485通讯)，供远程采集；能遥控调校零点和灵敏度，并具备故障自检功能，给使用和

《传感器本》试题整理(附参考答案)

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/049252779.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

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