传感器练习1-4参考

传感器与检测技术模拟练习题+答案一、单选题（共100题，每题1分，共100分）1.某转动轴上贴有一块磁钢,利用霍尔元件与转动轴上磁钢接近产生脉冲的方法测量轴的转速。

若霍尔元件数为4,传感器输出频率为60HZ,则轴的转速为( )A、240r/minB、2400r/minC、1800r/minD、900r/min正确答案：D2.为了进行图像识别，应当先消除图像中的噪声和不必要的像素，这一过程称为（）A、压缩B、前处理C、编码D、后处理正确答案：B3.电容式液位计属于( )A、改变极板面积型电容式传感器B、改变极距型电容式传感器C、改变介质型电容式传感器D、容栅型电容式传感器正确答案：C4.能够实现热电偶冷端补偿的方法是（）A、电容补偿法B、电流补偿法C、电阻补偿法D、电位补偿法正确答案：D5.在四倍细分的光栅位移传感器中,根据两路信号的相位差辨别方向时,相位差值不能是（）A、120°B、60°C、180°D、240°正确答案：C6.压电陀螺的作用是检测运动物体的（）A、角速度B、角位移C、线速度D、线位移正确答案：A7.变压器隔离电路中实现传递信号的途径是( )A、电容耦合B、漏电耦合C、光电精合D、磁耦合正确答案：D8.在传感器及检测系统的静态特性指标中，表达其对输入量变化的反应能力的是（）A、重复性B、灵敏度C、线性度D、量程正确答案：B9.把几个同型号热电偶的同性电极参考端相并联,并将各热电偶的测量结处于不同位置,这种并联热电偶可用于测量( )A、多点的温度值B、多点的最低温度值C、多点的平均温度值D、多点的最高温度值正确答案：C10.电涡流式位移传感器,是将被测量的变化量变换为线圈的( )A、电感变化量B、电阻变量C、电容变化量D、阻抗变化量正确答案：D11.量程大的电容式传感器的类型是（）A、变极距型B、变介质型C、容栅型D、变极板面积型正确答案：C12.信号的方差小，表示信号的（）A、波动范围小B、波动范围大C、平均功率小D、平均功率大正确答案：A13.电容式水分传感器属于A、变面积型传感器B、容栅式传感器C、变介质型传感器D、变极距型传感器正确答案：C14.十位数．模转换器所能分辨的最小电压增量约为其满量程输出电压的A、0.002B、0.004C、0.008D、0.001正确答案：D15.衡量传感器在同一工作条件下,对同一被测量进行多次测量,所得结果之间不一致程度的指标是( )A、分辨力B、重复性C、迟滞D、非线性正确答案：B16.不能用于补偿热电偶冷端影响的方法是 ( )A、电流补偿法B、恒温补偿法C、电桥补偿法D、电位补偿法正确答案：A17.下列被测物理量中,适合使用电位器式传感器进行测量的是( )A、位移B、温度C、湿度D、扭矩正确答案：A18.便于集成化的有院带通滤波器由运算放大器和( )。

2020年传感器技术练习题与答案精品版《传感器技术》习题答案1－3 用测量范围为－50～150kPa的压力传感器测量140kPa的压力时，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：已知：真值L＝140kPa测量值x＝142kPa测量上限＝150kPa测量下限＝－50kPa∴绝对误差Δ＝x-L=142-140=2(kPa)实际相对误差«Skip Record If...»标称相对误差«Skip Record If...»引用误差«Skip Record If...»1－10 对某节流元件（孔板）开孔直径d20的尺寸进行了15次测量，测量数据如下（单位：mm）：120.42 120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 120.30 120.40120.43 120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40试用格拉布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差，并写出其测量结果。

解：对测量数据列表如下：序号测量值«Skip Record If...»残余误差«Skip Record If...»残余误差«Skip Record If...»1 120.42 0.016 0.0092 120.43 0.026 0.0193 120.40 －0.004 －0.0114 120.42 0.016 0.0095 120.43 0.026 0.0196 120.39 －0.014 －0.0217 120.30 －0.104 ―――8 120.40 －0.004 －0.0119 120.43 0.026 0.01910 120.41 0.006 －0.00111 120.43 0.026 0.01912 120.42 0.016 0.00913 120.39 －0.014 －0.02114 120.39 －0.014 －0.02115 120.40 －0.004 －0.011«Skip Record If...»«Skip Record If...»«Skip Record If...»当n＝15时，若取置信概率P＝0.95，查表可得格拉布斯系数G＝2.41。

题1 一台精度等级为0.5级、量程为600-1200ºC 的温度传感器，求 1）最大绝对误差；2）检测时某点最大绝对误差时4ºC，问此仪表是否合格？ 1解：由式现检测某点的最大绝对误差为4，所以此仪表不合 格。

我国工业仪表等级分为0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0七个等级,并标志在仪表刻度标尺或铭牌上.仪表准确度习惯上称为精度,准确度等级习惯上称为精度等级。

仪表精度=（绝对误差的最大值/仪表量程）*100% 。

以上计算式取绝对值去掉%就是我们看到的精度等级了。

题2 检验一台量程为0-250mmH 2O 的差压变送器，当差压由0上升至100mmH 2O 时，差压变送器读数为98mmH 2O ；当差压由250mmH 2O 下降至100mmH 2O 时，差压变送器读数为103mmH 2O ，问此仪表在该点的迟滞（变差）是多少？ 2 解：该仪表的迟滞＝（103-98）/(250-0) =2%题3某玻璃水银温度计微分方程式为 式中：Q 0为水银柱高度(m); Q i 为被测温度（ºC）。

试确定该温度计的时间常数和静态灵敏度系数。

3解：由方程式知道该温度计为一阶传感器。

1)时间常数τ＝a 1/a 0=4/2=2s2)静态灵敏度系数k=b 0/a 0=2x10-3/2=10-3 m/℃ 题4 已知某一阶传感器的传递函数Τ=0.001s,求该传感器输入信号工作频率范围。

4解：一阶传感器的频率传递函数：11)(+=ωτωj j H幅频特性2)(11)(ωωj A +=由一阶响应曲线如图可知，当A(ω)>0.707时输出信号失 真较小，测量结果较精确。

因此取该范围为工作段 。

707.0)(11)(2=+=ωτωA在0.707处=1, =1，ω=2πf, 2πf τ=1 所以Hz f 159001.02121=⨯==ππτ所以输入信号工作范围为0-159Hz.题5已知某位移传感器，当输入量△X=10μm,其输出电压变化 △U=50mV 。

感测技术基础第1-4章习题解答第1章习题解答１、在图1-1-3（b ）中，表头的满偏电流为0.1mA ，内阻等于4900Ω，为构成５mA 、50 mA 、500 mA 三挡量程的直流电流表，所需量程扩展电阻R 1 、R 2、R 3分别为多少？（1Ω、9Ω、90Ω）解：据公式(1-1-8)计算得Ω=-Ω=-=++10011.05490013321mAmAI I R R R R gg ，Ω=Ω+Ω⨯=+++=+10)1004900(501.0)(321221mAmAR R R R I I R R g g ，Ω=Ω+Ω⨯=+++=1)1004900(5001.0)(32111mAmAR R R R I I R g g故Ω=Ω=90,932R R２、在图1-2-2中，电压表V 的“Ω/V ”数为20k Ω/V ,分别用5V 量程和25量程测量端电压U 0的读数值分别为多少?怎样从两次测量读数计算求出E 0的精确值?（2.50V ，4.17V ，5.01 V ）解：5V 档量程内阻 ()Ω=⨯Ω=k V k R V 1005201，25V 档量程内阻()Ω=⨯Ω=k Vk R V 50025202。

图1-2-2中 伏50=E ，Ω=k R1000， 5V 档读数VE R R R VV V 5.25100100100001101=⋅+=⋅+=，25V 档读数VE R R R VV V 17.45100500500002202=⋅+=⋅+=。

552512===V V K ，代入公式（1-2-8）式得：()()V U U K U K E 01.55.217.4517.4151010202'0≈-⨯-=--=。

3、模拟直流电流表与模拟直流电压表有何异同？为什么电流表的内阻很小，而电压表的内阻却很大？解：模拟直流电流表与模拟直流电压表的表头都是动圈式磁电系测量机构。

模拟直流电流表是由“表头”并联很小的分流电阻构成，指针的偏转角与被测直流电流成正比；模拟直流电压表是由“表头”串联很大的分压电阻构成，指针的偏转角与被测直流电压成正比。

作业4 位移传感器与位移测试班级：姓名：学号：成绩：一、填空题1、金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于，前者利用金属丝的几何变形(应变效应)引起的电阻变化，后者利用半导体材料的电阻率变化(压阻效应)引起的电阻变化。

2、差动变压器式电感传感器的基本原理是利用了电磁感应中的互感现象。

3、为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减小外部条件变化对测量精度的影响，实际应用时常常采用差动工作方式。

4、金属导体置于交流磁场中，导体表层产生闭合的电流，利用该原理制作的传感器称为电涡流传感器。

这种传感器只能测量金属导体物体。

5、光栅式传感器是依靠莫尔条纹的三大特性: 位移的放大特性，栅距误差的平均效应和__莫尔条纹运动与光栅运动的一一对应关系（光栅栅距与莫尔条纹间距的对应关系）__来进行位移的精密测量的。

6、差动变压器式传感器理论上讲，衔铁位于中心位置时输出电压为零，而实际上输出电压不为零，这个不为零的电压称为零点残余电压；利用差动变压器测量位移时，如果要求区别位移方向可采用差动整流电路或相敏检波电路。

7、电容式和电感式传感器常采用差动式结构，其作用是提高灵敏度，减少非线性度。

二、选择题1. 能够感受湿度的电容式传感器属于变 D 的电容式传感器。

A电阻率 B 相对面积 C 极距 D 介质2. 可变磁阻式传感器的灵敏度S与气隙长度δ有关，δ B灵敏度越高。

A 越大B 越小C 速度越快D 速度越慢3.为了提高自感式传感器灵敏度和线性度，实际应用时常采用D 工作方式。

A同步 B异步 C共模输入 D差动4. 不能用涡流式传感器进行测量的是 D 。

A位移 B材质鉴别 C探伤 D非金属材料5.电阻应变片的输入为 B 。

（A）力（B）应变（C）速度（D）加速度6．为减少变极距型电容传感器灵敏度的非线性误差,应选用 C 类型的传感器为最好。

（A）大间距（B）高介电常数（C）差动式（D）小间距7.金属丝应变片在测量构件应变时，电阻的相对变化主要由 B 来决定的。

第一章传感器的一般特性1－1：答：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；其主要指标有线性度、灵敏度、精确度、最小检测量和分辨力、迟滞、重复性、零点漂移、温漂。

1－2：答：（1）动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性；（2）描述动态特性的指标：对一阶传感器：时间常数对二阶传感器：固有频率、阻尼比。

1－7：解：Y FS=200-0=200由A=ΔA/Y FS＊100％有A＝4/200＊100％＝2％。

精度特级为2.5级。

1－8：解：根据精度定义表达式：A＝ΔA/Ay FS*100%,由题意可知：A＝1.5％，Y FS＝100所以ΔA＝A Y FS＝1.5因为 1.4＜1.5所以合格。

第二章应变式传感器2－1：答：（1）金属材料在受到外力作用时，产生机械变形，导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。

（2）半导体材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。

2－2：答：相同点：它们都是在外界力作用下产生机械变形，从而导致材料的电阻发生变化所；不同点：金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。

2－3：答：金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的灵敏度系数；它与金属丝应变灵敏度函数不同，应变片由于由金属丝弯折而成，具有横向效应，使其灵敏度小于金属丝的灵敏度。

2－4：答：因为（1）金属的电阻本身具有热效应，从而使其产生附加的热应变；（2）基底材料、应变片、粘接剂、盖板等都存在随温度增加而长度应变的线膨胀效应，若它们各自的线膨胀系数不同，就会引起附加的由线膨胀引起的应变；常用的温度补偿法有单丝自补偿，双丝组合式自补偿和电路补偿法。

2－6：答；（1）直流电桥根据桥臂电阻的不同分成：等臂电桥、第一对称电桥和第二等臂电桥；（2）等臂电桥在R＞＞ΔR的情况下，桥路输出电压与应变成线性关系；第一对称电桥（邻臂电阻相等）的输出电压等同于等臂电桥；第二对称电桥（对臂电阻相等）的输出电压的大小和灵敏度取决于邻臂电阻的比值，当k小于1时，输出电压、线性度均优于等臂电桥和第一对称电桥。

传感器技术及实训习题答案1.6习题1．什么是传感器？（传感器定义）传感器是一种接收信号或刺激并做出响应的设备。

为了便于测量，它将被测信号转换为易于处理的电量信号，并以一定的精度输出。

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、转换元件和转换电路组成：1）敏感元件：直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。

2）转换元件：以敏感元件的输出为输入，把输入转换成电路参数。

3）转换电路：上述电路参数接入转换电路，便可转换成电量输出。

3.传感器特性在检测系统中起什么作用？传感器作为信息采集系统的前端单元，其作用越来越重要。

目前，传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件。

作为制度的结构性组成部分，其重要性越来越明显。

传感器的性能和质量直接影响检测系统的检测结果。

4．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？传感器的特性是指传感器的输入和输出之间的对应关系5．静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？1）敏感度灵敏度是指仪表、传感器等装置或系统的输出量增量与输入量增量之比。

2)分辨力分辨率是指传感器能够检测到的测量信号的最小变化，这是一个维度数。

3）线性度人们总是希望传感器的输入与输出的关系成正比，即线性关系。

4)迟滞滞后是指传感器正向和反向特性之间的不一致。

5）稳定性稳定性包含稳定度和环境影响量两个方面。

稳定度指的是仪表在所有条件都恒定不变的情况下，在规定的时间内能维持其示值不变的能力.环境影响量是指由于外界环境变化而引起的示值变化量。

6.动态参数是什么？我该如何选择？动态特性是指传感器输出对随时间变化的输入量的响应特性，传感器的动态特性是传感器的输出值能够真实地再现变化着的输入量能力的反映。

传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有―定延迟，希望延迟时间越短越好。

一般来说，利用光电效应，光电传感器响应速度快，工作频率范围宽。

1-1 衡量传感器静态特性的主要指标。

说明含义。

1、 线性度——表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线之间的吻合（或偏离）程度的指标。

2、 回差（滞后）—反应传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程过程中输出-输入曲线的不重合程度。

3、 重复性——衡量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全量程连续多次变动时，所得特性曲线间一致程度。

各条特性曲线越靠近，重复性越好。

4、 灵敏度——传感器输出量增量与被测输入量增量之比。

5、 分辨力——传感器在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化量。

6、 阀值——使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值，即零位附近的分辨力。

7、 稳定性——即传感器在相当长时间内仍保持其性能的能力。

8、 漂移——在一定时间间隔内，传感器输出量存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。

9、 静态误差（精度）——传感器在满量程内任一点输出值相对理论值的可能偏离（逼近）程度。

1-2 计算传感器线性度的方法，差别。

1、 理论直线法：以传感器的理论特性线作为拟合直线，与实际测试值无关。

2、 端点直线法：以传感器校准曲线两端点间的连线作为拟合直线。

3、 “最佳直线”法：以“最佳直线”作为拟合直线，该直线能保证传感器正反行程校准曲线对它的正负偏差相等并且最小。

这种方法的拟合精度最高。

4、 最小二乘法：按最小二乘原理求取拟合直线，该直线能保证传感器校准数据的残差平方和最小。

1-3 什么是传感器的静态特性和动态特性？为什么要分静和动？（1）静态特性：表示传感器在被测输入量各个值处于稳定状态时的输出-输入关系。

动态特性：反映传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。

（2）由于传感器可能用来检测静态量（即输入量是不随时间变化的常量）、准静态量或动态量（即输入量是随时间变化的变量），于是对应于输入信号的性质，所以传感器的特性分为静态特性和动态特性。

Z-1 分析改善传感器性能的技术途径和措施。

《传感器技术与应用》课后作业（2）一、单项选择1、铜电阻测温线性好、价廉，其测温范围为( C )A. -50~50B. 0~100C. -50~150D. -100~1002、在工程技术中，通常用电容式传感器测量( C )A. 电压B.磁场强度C.位移D.温度3、光敏电阻的性能好，灵敏度高，是指给定工作电压下( A )A.暗电阻与亮电阻差值大B.亮电阻大C.暗电阻与亮电阻差值小D.暗电阻大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( B )A.接线方便B.减小引线电阻变化产生的测量误差C.减小桥路中其它电阻对热电阻的影响D.减小桥路中电源对热电阻的影响二、填空1、电容式传感器中，变间隙式一般用来测量微小的位移。

2、传感器静态特性主要技术指标有：灵敏度、精确度、测量范围与量程和线性度。

3、正态分布随机误差具有如下性质单峰性、对称性、有界性和抵偿性。

4、电容式传感器可广泛应用于测量位移、角度、振动、压力、力、液位等参数。

5．电容式传感器中，变介电常数式多用于液位或片状材料厚度的测量。

三、简答题图示为气敏传感器的原理图，试分析其工作原理。

（在清洁空气和有害气体中气敏传感器阻值怎么变化，输出又怎么变化）清洁空气中，气敏传感器阻值较高则R AB+R1与R2分压输出低电平。

当有害气体进入气敏传感器，使其阻值迅速下降，则输出变为高电平。

输出电低电平变为高电平就可控气排风扇打开，并发出声光报警。

mm 2d 0=四、计算题电容传感器的初始间隙，在被测量的作用下间隙减少了500μm ，此时电容量为120P ，则电容初始值为多少？解：已知do=2mm Δd=0.5mm Cx=120p 因为 Cx=ξΑ/(do-Δd)所以 ξΑ=Cx(do-Δd)=120(2-0.5)=180 Co=ξΑ/do=180/2=90PF解2因：PF 9625.01120c PF 1201c c c c c c c c 0000000x 00=+=∴=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛δδ∆+=+δδ∆=∆+=δδ∆=∆现为电容量。

检测技术基础——习题11、某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在 0.4%~0.6% ，该压力表的精度等级应定为级，另一家仪器商家需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于0.9% ，应购买级的压力表。

A、 0.2B、 0.5C、1.0D、 1.52、某采购员分别在三家商店购买 100kg 大米、 10kg 苹果、 1kg 巧克力，发现均缺少约 0.5kg ，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，产生此心理作用的主要因素是。

A、绝对误差B、示值相对误差C、满度相对误差D、精度等级3、在选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。

这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的左右为宜。

A、 3 倍 B、10 倍 C、1.5 倍 D、0.75 倍4、用万用表交流电压档 ( 频率上限仅为 5kHz) 测量频率高达 500kHz 、 10V 左右的高频电压，发现示值还不到 2V ，该误差属于。

用该表直流电压档测量 5 号干电池电压，发现每次示值均为 1.8V ，该误差属于。

A、系统误差 B、粗大误差 C、随机误差 D、动态误差5、重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是为了。

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6、有一温度计，它的测量范围为0～200℃，精度为0.5级，试求：1）该表可能出现的最大绝对误差为。

A、 1℃ B、 0.5℃ C、 10℃ D、200℃2）当示值为20℃时的示值相对误差为，100℃时的示值相对误差为。

A、 2%B、 5％C、 1％D、 10％7、已知待测拉力约为 70N 左右。

现有两只测力仪表，一只为 0.5 级，测量范围为 0 ～500N ；另一只为 1.0 级，测量范围为 0 ～ 100N 。

问选用哪一只测力仪表较好？为什么？8、欲测240V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%，问：若选用量程为250V电压表，其精度应选级。