1 第1章 传感器与检测技术基础思考题答案
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。
被测量传感器测量电路电源指示仪记录仪数据处理仪器
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。
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，Rr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Rw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RL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。
第1章 传感器与检测技术基础
检测技术是人们认识和改造世界的一种必不可少的重要技术手段。而传感器是科学实
验和工业生产等活动中对信息资源的开发获取、传输与处理的一种重要手段。我们已经知
道，对于电量参数的测量具有测量精度高、反应速度快、能自动连续地进行测量、可以进
行遥测、便于自动记录、可以与计算机方便地连接进行数据处理、也可采用微处理器做成
智能仪表、能实现自动检测与转换等一系列优点。但是在工程上和实际的测量中，所需要
测量的参数往往有相当大的部分为非电量，例如温度、位移、压力、流量等，所以通常就
把将这些非电量转换为电信号输出的装置或设备称为传感器。
传感器与检测技术是一门随着现代科学技术发展而迅猛发展的综合性技术学科，广泛
应用于人类的社会生产和科学研究中，起着越来越重要的作用，成为国民经济发展和社会
进步的一项必不可少的重要技术。检测的基本任务就是获取有用的信息，通过借助专门的
仪器、设备，设计合理的实验方法以及进行必要的信号分析与数据处理，从而获得与被测
对象有关的信息，最后将结果提供显示或输入其他信息处理装置、控制系统。因此，传感
器与检测技术属于信息科学范畴，它与通信技术、计算机技术一起分别构成信息技术系统
的“感官”、“神经”和“大脑”，是信息技术的三大支柱(传感技术、通信技术和计算机
技术)之一。检测技术的发展与生产和科学技术的发展是紧密相关的，它们互相依赖、相互
促进。现代科技的发展不断地向检测技术提出新的要求，推动了检测技术的发展。与此同
时，检测技术迅速吸取各个科技领域(如材料科学、微电子学、计算机科学等)的新成果，
开发出新的检测方法和先进的检测仪器，同时又给科学研究提供了有力的工具和先进的手
段，从而促进了科学技术的发展。在各种现代机械设备的设计和制造中，检测技术的成本
已达到设备系统总成本的50%～70%。据资料统计：一辆汽车需要30～100余种传感器及
配套检测仪表用以检测车速、方位、转矩、振动、油压、油量、温度等；而一架飞机需要
《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。
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）=TBATTBA0d)(NNln)TT(ek0。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，其内部产生机械压力，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)）
传感器与检测技术工程作业指导书
第一章 绪论 ..................................................................................................................................... 2
1.1 传感器与检测技术的概述 ............................................................................................... 2
1.2 传感器与检测技术的发展趋势 ....................................................................................... 3
第二章 传感器基本原理与分类 ..................................................................................................... 4
2.1 传感器的基本原理 ........................................................................................................... 4
2.1.1 物理效应 ....................................................................................................................... 4
2.1.2 化学反应 ....................................................................................................................... 4
