![[精品]传感器原理及应用课后答案(1-3).doc](https://imgs-1438308264.cos.ap-hongkong.myqcloud.com/41c192f8482fb4daa48d4b73.webp)
答：传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出一输入关系。
与时间无关。
主要性能指标有：线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。
1.2答：传感器的动态特性是指其输岀与随时间变化的输入量之间的响应特性。
常用的分析方法有时域分析和频域分析。
时域分析采用阶跃信号做输入，频 域分析采用正弦信号做输入。
1.3at a {) at q 传递函数卩F频率响应：—-— X 丿砂+ 1相频响应特性：e=tg-'n2.1当金属丝和半导体应变片受轴向力作用时，其电阻相对变化为:AR ~R△打 Amax 100% s = lim(詈) dy dx^ax-^n 100%R 二(2二 3)S _]00% ^ax-^in幅频响应特性: 工(j® X J (砂)? + 1(2-10),minYa/?, max对于金属丝而言，电阻的相对变化量则主要由形变和电阻率的相对变化量共同作用引起。
而对于半导体，式中应变片的电阻率的相对变化，其值与半导体敏感条在轴向所受的应力 上式中1+2〃项随几何形状而变化，JijE 项为压阻效应，随电阻率而变化。
实验证明对于半导体，UE 比1+2〃大近百倍，所以1+2〃可以忽略，因而半导体应变片 的灵敏系数为：AR/=/K=£E (2 14)J 因此半导体应变片电阻的相对变化主要由电阻率的相对变化引起。
2.2金属丝式应变片由于敏感栅的两端为半圆弧形的横栅，测量应变时，构件的轴向应变£使 敏感栅电阻发生变化，而其横向应变£/•也使敏感栅半圆弧部分的电阻发生变化。
应变片的 这种既受轴向应变影响，又受横向应变影响而引起电阻变化的现象称为横向效应。
横向灵敏系数与轴向灵敏系数之比值，称为横向效应系数H 。
即：可见，「愈小、2愈大，则H 愈小。
即敏感栅越窄、基长越长的应变片，其横向效应引起的 误差越小。
2.4分为单臂电桥，半桥差动电桥和全桥差动电桥，各自的输出电压和电桥灵敏度的计算公式 为： 单臂电桥：/ 1 A DU.=丄 E 沁(2-30)4 & S v =-E(2-31) v 41 AD半桥差动电桥：U.=-E —(2-34)0 2 &S v = E/2AD全桥差动电桥：u {) = E —Sv=ER \2.5之比为-常数。
传感器原理及应用习题答案习题 1 (2)习题 2 (4)习题 3 (8)习题 4 (10)习题 5 (12)习题 6 (14)习题 7 (17)习题 8 (20)习题 9 (23)习题 10 (25)习题 11 (26)习题 12 (28)习题 13 (32)习题 11-1什么叫传感器？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。
答：传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。
通常传感器由敏感元件和转换元件组成。
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将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。
由于传感器的输出信号一般都很微弱, 因此需要有信号调节与转换电路对其进行放大、运算调制等。
随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用，传感器的信号调节与转换电路可能安装在传感器的壳体里或与敏感元件一起集成在同一芯片上。
此外，信号调节转换电路以及传感器工作必须有辅助的电源，因此信号调节转换电路以及所需的电源都应作为传感器组成的一部分。
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。
答：传感器位于信息采集系统之首，属于感知、获取及检测信息的窗口，并提供给系统赖以进行处理和决策所必须的原始信息。
没有传感技术，整个信息技术的发展就成了一句空话。
科学技术越发达，自动化程度越高，信息控制技术对传感器的依赖性就越大。
发展方向：开发新材料，采用微细加工技术，多功能集成传感器的研究，智能传感器研究，航天传感器的研究，仿生传感器的研究等。
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？答：传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出—输入关系。
与时间无关。
主要性能指标有：线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。
1-4传感器的动态特性指什么？常用的分析方法有哪几种？答：传感器的动态特性是指其输出与随时间变化的输入量之间的响应特性。
传感器及应用第二版课后答案1. 下列关于磁敏二极管阐述正确的是（） [单选题] *A. 在 PRN 型二极管基础上增加一个高复合区而形成B. 可以称为结型二端器件(正确答案)C. 工艺上用扩散杂质或喷砂的办法制成高复合区光滑表面D. 高复合区使得电子和空穴不易于复合2. 一般制作光敏三极管的材料为（） [单选题] *A. 半导体硅(正确答案)B. 金属氧化物C. 半导体硒D. 半导体锗3. 下列关于结构型智能传感器阐述正确的是（） [单选题] *A. Smart结构需要用户自行设计所需功能B. 特殊结构是将传感器做成某种特殊的几何结构或机械结构(正确答案)C. Smart结构智能传感器功能单一D. 特殊结构智能传感器具有对环境条件的改变能够自适应地作出响应的能力4. 在理想情况下，一个传感器在连续工作条件下每年零点漂移应小于（） [单选题] *A. 5%B. 8%C. 10%(正确答案)D. 12%5. 下列关于雪崩光电二极管的阐述正确的是（） [单选题] *A. PN结加高的正向偏压时发生雪崩效应B. 获得载流子的雪崩效应使光电流减少C. 雪崩光电二极管是高灵敏度的光敏二极管(正确答案)D. 无光入射时雪崩光电二极管也会发生雪崩效应6. 通过检测性质的变化来检测外界信息的传感器属于（） [单选题] *A. 物性传感器(正确答案)B. 化学传感器C. 结构型传感器D. 应变式传感器7. 磁敏电阻可以测量的磁感应强度围是（） [单选题] *A. 10-2～1TB. 10-3～1T(正确答案)C. 10-4～1TD. 10-5～1T8. 温敏闸晶管实现温—电转换利用的是（） [单选题] *A. 珀尔帖效应B. 伏安特性C. 热导通特性(正确答案)D. 汤姆逊效应9. 下列关于传感器的分类阐述错误的是（） [单选题] *A. 按照信息的传递方式可以分为直接型传感器和间接型传感器。
B. 按照工作机理可以分为物性传感器和结构型传感器两大类C.光敏二极管属于间接型传感器(正确答案)D. 应变计属于物性传感器10. 下列不属于目前常用的冷端恒温法的是（） [单选题] *A. 加热恒温法B. 埋地法C. 铁匣法D. 水浸法(正确答案)11. 下列属于光纤传感器特点的是（） [单选题] *A. 检测分辨率不高B. 测温范围窄C. 灵敏度高(正确答案)D. 保密性差12. 光电池的开路电压趋近饱和时的光照强度为（） [单选题] *A. 1000lxB. 2000lx(正确答案)C. 3000lxD. 4000lx13. 霍尔器件可以检测的磁场范围是（） [单选题] *A. 10-1～10TB. 10-3～10TC. 10-5～10TD. 10-7～10T(正确答案)14. 描述传感器可以检测到被测量最小变化能力的性能指标是（） [单选题] *A. 迟滞B. 分辨力(正确答案)C. 灵敏度D. 线性度15. 下列不属于热电偶优点的是（） [单选题] *A. 结构简单B. 热惯性大(正确答案)C. 精度高D. 测量范围大16.下列属于PN结型温度传感器的是（） [单选题] *A. 铜电阻传感器B. 铂电阻传感器C. 热释电传感器D. 晶闸管传感器(正确答案)17. 关于晶闸管的温度特性阐述正确的是（） [单选题] *A. 晶闸管的电流电压特性不随温度的变化而改变B. 晶闸管利用伏安特性实现温-电转换C. 当温度升高时，晶闸管的正向翻转电压升高，而反向电压下降D. 晶闸管可以用温度触发，使其由断态变为通态(正确答案)18. 为准确描述混合气体中的湿度，不受温度影响应采用（） [单选题] *A. 绝对湿度(正确答案)B.相对湿度C. 露点D.水蒸气的质量19. 硅温度传感器的工作电流应小于（） [单选题] *A. 5mAB. 3mAC. 2mAD. 1mA(正确答案)20.下列关于辐射温度传感器阐述正确的是（） [单选题] *A. 对被测对象的温度场有轻微干扰B. 利用物体的热辐射随物体的温度变化制备(正确答案)C. 属于接触式测量D. 易受高温气体的氧化和腐蚀21. 下列属于光敏传感器特点的是（） [单选题] *A. 可靠性不高B. 抗干扰能力不强C. 不受电磁辐射影响(正确答案)D. 自身辐射电磁波22. 下列对Smart结构型智能传感器阐述错误的是（） [单选题] *A. 采用的结构是预先设计好的确实有用且有效的方式B. 仿生 Smart结构是 Smart 结构的初级阶段(正确答案)C. Smart 结构自适应功能的引入使结构变得更为灵巧和智能D. 具有一种对环境条件的改变能够自适应地作出响应的能力23. 超声波的频率高于（） [单选题] *A. 20KHz(正确答案)B. 30KHzC. 40KHzD. 50KHz24. 表示实际曲线与拟合直线接近程度的性能指标是（） [单选题] *A. 线性度(正确答案)B. 重复性C. 迟滞D.量程25. 下列适宜做超低温测量热电阻的是（） [单选题] *A. 铟电阻(正确答案)C. 铜电阻D. 电铂阻26. 下列关于声表面波(SAW)与电磁波的传播速度阐述正确的是（） [单选题] *A. SAW 的传播速度快B. 电磁波的传播速度快(正确答案)C. 相同D. 不确定27. 为方便描述混合气体的湿度，在湿敏传感器中常使用（） [单选题] *A. 绝对湿度B. 相对湿度(正确答案)C. 水蒸气压D. 水蒸气的质量28. 下列不属于工业过程自动化中常用的力学传感器的是（） [单选题] *A. 电阻式B. 压电式C. 电容式D. 磁电式(正确答案)29. 构成热电偶温度传感器的金属材料是（） [单选题] *A. 一种B. 二种(正确答案)D. 四种30. 下列关于传感器静态特性阐述正确的是（） [单选题] *A. 对于静态的输入信号，传感器的输出量与时间有关B. 输入量与输出量可以用一个含时间的方程表示C. 输入量和输出量完全符合线性关系D. 当被测量不随时间变化或随时间变化缓慢时，传感器的输出信号反应其静态特性(正确答案)31. 传感器稳定工作时输出量的变化和输入量变化的比值表示（） [单选题] *A. 灵敏度(正确答案)B. 重复性C. 迟滞D. 线性度32. 利用PN结温度特性的二极管和晶体管温度传感器的测温区是（） [单选题] *A. -100～200℃B. -150～250℃C. -200～300℃(正确答案)D. -250～350℃33. 下列关于计算机型智能传感器阐述正确的是（） [单选题] *A. 由基本传感器、信号处理电路和微控制器构成B. 通过模拟电路和传感器网络实现并行操作C. 可以重新编制程序改变算法来改变其性能(正确答案)D. 通常多个基本传感器与期望的模拟信号处理硬件结合形成传感功能组件34. 下列关于单电感式压力传感器阐述错误的是（） [单选题] *A. 由膜盒、铁芯、衔铁及线圈等组成B. 其衔铁与膜盒上端连在一起C. 当压力P进入膜盒时，膜盒的顶端产生与P成反比的位移(正确答案)D. 用电流表可以测出压力的大小35. 下列不属于电涡流磁传感器可以测量的物理量是（） [单选题] *A. 位移B. 厚度C. 气体浓度(正确答案)D.材料损伤36. 下列关于集成智能传感器阐述正确的是（） [单选题] *A. 不属于计算机型智能传感器B. 按传感器的计算精度不同可分成初级形式、中级形式和高级形式C. 具有部分数字化的特点D. 可实现高自适应性、高精度、高可靠性与高稳定性(正确答案)37. 有些种类的热敏电阻在温度变化1℃时，阻值变化可达到（） [单选题] *A. 1％～3％B. 2％～5％C. 3％～6％(正确答案)D. 4％～8％38. 热电偶的实用测量电路不包括（） [单选题] *A. 单点温度测量电路B. 两点间温差的测量电路C. 温差电桥测量电路(正确答案)D. 平均温度测量电路39. 下列不属于光纤传感器主要组成部分的是（） [单选题] *A. 光源B. 电源(正确答案)C. 光纤D. 光探测器40. 下列关于烧结型 SnO2气敏元件的阐述正确的是（） [单选题] *A. 主要用于检测可燃的氧化性气体B. 其工作温度约为500℃C. 按照其加热方式可以分为直接式与间接式两种类型D. 由芯片、基座和金属防爆网罩三部分组成(正确答案)41. 下列关于光敏三极管的阐述正确的是（） [单选题] *A. 不具有电流放大作用B. 光电特性比光敏二极管好C. 在较强的光照下光电流与照度不成线性关系(正确答案)D. 灵敏度比光敏二极管低42. 霍尔元件多用N型半导体材料薄膜，厚度常常只有（） [单选题] *A. 1μm左右(正确答案)B. 2μm左右C. 3μm左右D. 4μm左右43. 反映传感器材料参数的恢复快慢、机械结构和制造工艺缺陷的指标是（） [单选题] *A. 量程B. 重复性C. 迟滞(正确答案)D. 温度稳定性44. 下列不属于非电学量的被测量类型的是（） [单选题] *A. 物理量B. 化学量C. 生物量D. 位移量(正确答案)45. 铜丝性能稳定的温度范围是（） [单选题] *A. -100～150℃B. -100～250℃C. -50～150℃(正确答案)D. 50～150℃46. 热电偶的热电极材料必须具有的特性不包括（） [单选题] *A. 在测量范围内热电性质稳定B. 热电势要足够大C. 电阻温度系数大(正确答案)D. 材料的复制性好47. 下列不满足选作感温电阻材料要求的是（） [单选题] *A. 电阻温度系数要低(正确答案)B. 在测温范围内，化学、物理性能稳定。
