传感器与测试技术形考作业3

第一次作业答案1√2√3×4× 5× 6× 7× 8√9√ 10√1、敏感元件、转换元件2、电容式3、被测构件4、线性度5、咼6、输出、输入7、传感器的分辨率、分辨率＆高精度9、电压、电流10、直流电桥和交流电桥三、1. 模拟信号和数字信号，模拟信号的如电阻式传感器、电容式传感器等，数字信号的如光电式编码器2. p41页，常用的分类方法有按选频作用进行分类（低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器）、根据构成滤波器的元器件类型进行分类（CR LC或晶体谐振滤波器)、根据构成滤波器的电路性质进行分类（有源滤波器、无源滤波器）、根据滤波器所处理信号的性质进行分类（模拟滤波器和数字滤波器）3. 电阻应变片的工作原理是基于应变一电阻效应制作的，即导体或半导体材料在外力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化,这种现象称为应变电阻效应。

电阻应变片的工作原理是基于应变效应。

电阻应变片的测量原理为：金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外，还与金属丝的长度，横截面积有关.将金属丝粘贴在构件上，当构件受力变形时,金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化，进而发生电阻变化. dR∕R=Ks＊ε其中,KS为材料的灵敏系数,其物理意义是单位应变的电阻变化率，标志着该类丝材电阻应变片效应显着与否。

ε为测点处应变,为无量纲的量，但习惯上仍给以单位微应变,常用符号μ表示. 由此可知，金属丝在产生应变效应时,应变ε与电阻变化率dR/R成线性关系,这就是利用金属应变片来测量构件应变的理论基础。

4 •课本74页5•课本71页 f示的其”织电”为5灵””2亠*生5 IMM fcf由戎(3 —6)可知:Tg 兰灵生单住軸向拉伸应变后的金厲建电阻價为l .02l Q 16•当金属线材受到单位拉力时，由于整根金属线的每段都受到同样大小的拉力,其应变也是 相同的，故线材总电阻的增加值为各微段电阻增加之和。

传感与检测技术传感器技术形成性考核三复习题按拼音排序后【判断题】测量震动的传感器可以用电容式和电感式传感器制作。

正确的答案是“对”。

【判断题】电容式传感器可以用来测量液位和板材厚度。

正确的答案是“对”。

【判断题】电容式、电感式、电阻式传感器都可以测量位移。

正确的答案是“对”。

【判断题】对所有压电材料，只要有压力作用时，其表面就会产生电荷。

正确的答案是“错”。

【判断题】光生伏特效应指光敏材料在受到光照射时，其内部产生一定方向的电动势的现象。

正确的答案是“对”。

【判断题】热电偶的原理是两种不同材料的导体或半导体串接成一个闭合回路，并使两个结合点处于不同的温度环境中时，回路中就会存在热电势，因而就会有电流产生的热电效应原理。

正确的答案是“对”。

【判断题】所谓“数字到模拟转换”是把已有的模拟信号通过抽样、量化、编码等方法转换为数字信号的过程。

正确的答案是“错”。

【判断题】应变片式传感器属于电阻式传感器。

正确的答案是“对”。

【判断题】在特定波长的光照射下，光敏电阻的阻值迅速减小。

正确的答案是“对”。

【填空题】电阻应变片的典型结构主要由敏感栅、基底、覆盖层、（）四部分组成。

正确答案是：引线【填空题】良好的传感器性能要求能迅速准确的响应和再现被测信号的变化，也就是说传感器要有良好的动态特性，动态特性主要包括（）。

正确答案是：时域特性和频域特性【填空题】压电元件采用的等效电路有电荷源等效和（）等效。

正确答案是：电压源【填空题】压电材料在使用中一般是两片以上，当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件（）起来使用。

正确答案是：串联【填空题】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（）起来使用。

正确答案是：并联【单项选择题】半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率( )选择一项：a. 迅速下降b. 归零。

测试与传感技术作业三答案测试与传感技术作业三答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1、在光的作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，引起物体电阻率的变化，这种现象称为（ D ）A磁电效应 B声光效应 C光生伏特效应 D光电导效应 2、码盘式传感器是建立在编码器的基础上的，它能够将角度转换为数字编码，是一种数字式的传感器。

码盘按结构可以分为接触式、光电式和（ C ）三种。

A变电式 B磁电式 C电磁式 D感应同步器3、利用测量仪表指针相对于刻度初始点的位移来决定被测量的方法称为（ C ）A 零位式测量B 微差式测量C 偏差式测量D 直接测量 4、（ C ）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5、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（ C ）测量方法。

A、微差式B、零位式C、偏差式D、零点式6、时域阶跃响应法和频率响应法是研究传感器的（ A ）的方法。

A 动态特性 B 静态特性 C 灵敏性 D 迟滞性7.将电阻应变片贴在( C )上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。

A.质量块 A.上升B.导体C.弹性元件D.机器组件D.归零 D.电阻值8.半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率( B )B.迅速下降C.保持不变 B.体积大小 C.结构参数9结构型传感器是依靠传感器( C )的变化实现信号变换的。

A.材料物理特性10.阻抗头是测量振动系统( D )的拾振器。

A.振动位移B.振动加速度C.激振力D.激振力及其响应二、填空题（每题3分，共30分）1.如果仅仅检测是否与对象物体接触，可使用ON-OFF型微动开关作为传感器。

2．码盘式传感器是建立在编码器的基础上的，它能够将角度转换为数字编码，是一种数字式的传感器。

码盘按结构可以分为接触式、_光电式_和_电磁式__三种。

3．应变片的选择包括类型的选择、材料的选用、___阻值的选择___、__尺寸的选择___等。

1、磁电式传感器测量电路中引入积分电路是为了测量加速度。

×2、阻抗变换器的作用是将传感器的高输出阻抗变为低阻抗输出。

√3、热释电型红外传感器必须进行调制。

√4、用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是减小引线电阻变化产生的测量误差。

√5、采用几个热电偶串联的方法测量多点的平均温度，当有一只热电偶烧断时，不能够很快地觉察出来。

×6、系统的不失真测试条件要求测试系统的幅频特性和相频特性均保持恒定。

×7、黑体是指对辐射到它上面的辐射能量全部吸收的物体。

√8、精确度是反映测量仪表优良程度的综合指标。

×9、瞬态信号的频谱一定是连续的。

√10、热电阻的引线电阻对测量结果有较大影响，采用四线制引线方式测量精度最高。

√1、如果对压电晶体Y轴施加力F时，电荷仍出现在与X轴垂直的平面上。

√2、当变隙式电容传感器的两极板极间的初始距离d0增加时，将引起传感器的灵敏度K0增加，非线性误差减小。

×3、热回路的热电动势的大小不仅与热端温度有关，而且与冷端温度有关。

√4、当光电管的阳极和阴极之间所加电压一定时，光通量与光电流之间的关系称为光电管的伏安特性×5、涡流式电感传感器属于互感型的电感传感器。

×6、应变片的基长越短，则应变片可测的频率越高√7、对于所有的二阶传感器，总是希望其固有频率越高越好。

×8、如将变面积型电容式传感器接成差动形式，则其灵敏度将增大两倍。

×9、在固态压阻传感器测量电路中恒压源和恒流源供电均与电流大小、精度及温度有关。

×10、实际测量中，精密度高，准确度不一定高，因仪表本身可以存在较大的系统误差。

反之，如果准确度高，精密度也不一定高。

√11、分析周期信号的频谱的工具是傅立叶级数。

（√）12、N型半导体材料较适宜制造灵敏度较高的霍尔元件，目前用的较多的半导体材料有锗、锑化铟、砷化铟。

√13、X-Y记录仪可记录任何频率的信号。

可编辑修改精选全文完整版题目1正确获得5.00分中的5.00分未标记标记题目题干量程或测量范围、过载能力等属于（）。

a. 环境要求指标b. 输入量的性能指标正确c. 静态特性指标d. 可靠性指标反馈你的回答正确正确答案是：输入量的性能指标题目2正确获得5.00分中的5.00分未标记标记题目题干以下（）项可以提高应变片测量电桥的输出电压灵敏度。

a. 不受应变片功率限制提高电桥供电电压b. 不受应变片功率限制降低电桥供电电压c. 在应变片功率范围内提高电桥供电电压正确d. 在应变片功率范围内降低电桥供电电压反馈你的回答正确正确答案是：在应变片功率范围内提高电桥供电电压题目3正确获得5.00分中的5.00分未标记标记题目题干按照传感器（）的方式可分为能量转换型、能量控制型等。

a. 能量转换正确b. 工作原理c. 输出信号d. 工作机理反馈你的回答正确正确答案是：能量转换题目4正确获得5.00分中的5.00分未标记标记题目题干按照传感器（）的方式可分为应变式传感器、压电式传感器、压阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、光电式传感器等。

a. 输出信号b. 工作原理正确c. 输出信号d. 工作机理反馈你的回答正确正确答案是：工作原理题目5正确获得5.00分中的5.00分未标记标记题目题干以下（）项可以降低应变片测量电桥的非线性误差。

a. 在应变片功率范围内降低电桥供电电压b. 采用全桥接法正确c. 在应变片功率范围内提高电桥供电电压d. 采用半桥单臂接法反馈你的回答正确正确答案是：采用全桥接法题目6正确获得5.00分中的5.00分未标记标记题目题干差动变压器属于（）。

a. 电阻式传感器b. 压电式传感器c. 电感式传感器正确d. 电容式传感器反馈你的回答正确正确答案是：电感式传感器题目7正确获得5.00分中的5.00分未标记标记题目题干声控灯中没有传感器装置。

选择一项：对错正确反馈正确的答案是“错”。

题目8正确获得5.00分中的5.00分未标记标记题目题干传感器通常由敏感器件和基本转换电路两部分组成。

可编辑修改精选全文完整版《传感器与测试技术》形考1-4形考作业一一、判断题（Y对/N错）1．测试技术在自动控制系统中也是一个十分重要的环节。

Y2．金属应变片的灵敏系数比应变电阻材料本身的灵敏系数小。

Y3．热敏电阻传感器的应用范围很广，但是不能应用于宇宙飞船、医学、工业及家用电器等方面用作测温使用。

N4．电容式传感器的结构简单，分辨率高，但是工作可靠性差。

N5．电容式传感器可进行非接触测量，并能在高温、辐射、强烈振动等恶劣条件下工作。

Y6．电容式传感器不能用于力、压力、压差、振动、位移、加速度、液位的测量。

Y7．电感传感器的基本原理不是电磁感应原理。

N8．电感式传感器可以将被测非电量转换成线圈自感系数L或互感系数M的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出。

Y9．互感传感器本身是变压器，有一次绕组圈和二次绕组。

Y10．差动变压器结构形式较多，有变隙式、变面积式和螺线管式等，但其工作原理基本一样。

Y11．传感器通常由敏感器件、转换器件和基本转换电路三部分组成。

Y12．电容式传感器是将被测量的变化转换成电容量变化的一种传感器。

Y13．电阻应变片的绝缘电阻是指已粘贴的应变片的引线与被测试件之间的电阻值。

Y14．线性度是指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。

Y15．测量误差越小，传感器的精度越高。

Y16．传感器的灵敏度k等于传感器输出增量与被测量增量之比。

N17．传感器能检测到输入量最小变化量的能力称为分辨力，当分辨力以满量程输出的百分数表示时则称为分辨率。

Y18．测量转换电路首先要具有高精度，这是进行精确控制的基础。

N19．电桥是将电阻、电容、电感等参数的变化转换成电压或者电流输出的一种测量电路。

Y20．电桥有两种类型：直流电桥和交流电桥。

Y二、简答题1．传感器的输出信号通常可以分为哪两类？并举例说明。

答：1模拟式：传感器输出的是模拟电压量；2数字式：传感器输出的是数字量，如编码器式传感器。

《传感器与测试技术》作业（3）第3次记分作业：第14周前完成1. 能否用压电传感器测量变化比较缓慢的力信号？试说明其理由。

2. 比较各种压电材料的优缺点。

3. 为什么压电式传感器要高阻抗输出？压电放大器与电荷放大器的实质是什么？4. 光线在光纤中传播的原理是什么？5. 为什么采用循环码码盘可以消除二进制码盘的那种粗误差？6. 迈克尔逊干涉仪的原理是什么？7. 简述PSD光学三角法测距原理。

1. 答：不能。

压电式传感器是利用弹簧质量系统原理。

敏感芯体质量受振动加速度作用后产生一个与加速度成正比的力，压电材料受此力作用后沿其表面形成与这一力成正比的电荷信号由于压电加速度传感器是测量振动的加速度值，而在相同的位移幅值条件下加速度值与信号的频率平方成正比，所以不同频段的加速度信号大小相差甚大。

大型结构的低频振动其振动量的加速度值可能会相当小，例如当振动位移为 1mm, 频率为1 Hz 的信号其加速度值仅为0.04m/s2 (0.004g)；然而对高频振动当位移为0.1mm，频率为10 kHz的信号其加速度值可达4 x 10 5m/s2 (40000g)。

因此尽管压电式加速度传感器具有较大的测量量程范围，但对用于测量高低两端频率的振动信号，选择加速度传感器灵敏度时应对信号有充分的估计。

所以变化缓慢的信号频率低，无法被分辨。

2.答：1）压电晶体（单晶）如：石英晶体的主要性能特点是：第一，压电系数和介电系数的温度稳定性好，常温下几乎不变，在20~200℃范围内气电压系数变化率仅为-0.016%；第二，机械强度和品质因数搞，允许应力高达6.8×107~9.8×107Pa，刚度大，动态特性好；第三，居里点573℃，无热释电性，绝缘性好，重复性好。

天然石英较之人工石英性能更好，所以常用于精度和稳定性要求高的场合和制作标准传感器。

如：铌酸锂是一种无色或者淡黄色单晶，属三角系，熔点1250℃，居里点高达1200℃，它的时间稳定性好，适于做高温传感器。