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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。

常用的分析方法有时域分析和频域分析。

《传感器原理及工程应用》完整版习题答案第1章 传感与检测技术的理论基础（P26）1—1：测量的定义？答：测量是以确定被测量的值或获取测量结果为目的的一系列操作。

所以, 测量也就是将被测量与同种性质的标准量进行比较， 确定被测量对标准量的倍数。

1—2：什么是测量值的绝对误差、相对误差、引用误差？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 ％＝＝43.11402≈∆L δ标称相对误差％＝＝41.11422≈∆x δ引用误差％－－＝测量上限－测量下限＝1)50(1502≈∆γ1－10 对某节流元件（孔板）开孔直径d 20的尺寸进行了15次测量，测量数据如下（单位：mm ）：120.42 120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 120.30 120.40 120.43 120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40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。

答：绝对误差是测量结果与真值之差, 即: 绝对误差=测量值—真值 相对误差是绝对误差与被测量真值之比,常用绝对误差与测量值之比,以百分数表示 , 即: 相对误差=绝对误差/测量值 ×100% 引用误差是绝对误差与量程之比,以百分数表示, 即: 引用误差=绝对误差/量程 ×100%解：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。

则 2072.410.03270.0788()0.104d G mm v σ=⨯=<=-，所以7d 为粗大误差数据，应当剔除。

传感器原理与应用
传感器是一种能够将非电信号转化为电信号的设备。

它通过感知某种特定的物理量或化学量，并将其转化为可测量的电信号，从而实现对环境和物体的感知和测量。

传感器的工作原理包括以下几种：
1. 电阻传感器：利用电阻的变化来测量被测量物理量的变化，如温度传感器、光敏电阻等。

2. 容抗传感器：利用电容值的变化来测量被测量的物理量的变化，如压力传感器、湿度传感器等。

3. 电感传感器：利用电感值的变化来测量被测量物理量的变化，如液位传感器、接近传感器等。

4. 磁阻传感器：利用磁阻值的变化来测量被测量物理量的变化，如磁场传感器、位置传感器等。

5. 光电传感器：利用光电效应来测量被测量物理量的变化，如光电传感器、光纤传感器等。

传感器在各个领域有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：
1. 工业自动化：传感器被广泛应用于工业领域，用于监测和控制各种物理量，如温度、湿度、压力、流量等。

2. 环境监测：传感器被用于监测环境中的各种污染物、气体浓度、温度、湿度等物理量，以保障环境质量。

3. 医疗健康：传感器被应用于医疗设备中，如心率传感器、血氧传感器、体温传感器等，用于监测患者的生理参数。

4. 智能家居：传感器被应用于智能家居系统中，用于感知环境的状态和人的行为，实现自动控制和智能化。

5. 汽车领域：传感器被广泛应用于汽车中，用于检测车辆状态、驾驶行为、环境条件等，实现安全监控和驾驶辅助功能。

6. 物联网：传感器是物联网的重要组成部分，通过感知和收集各种物理量的数据，实现设备间的通信和数据交互。

光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。

它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。

光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。

一、光电传感器工作原理：光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路。

发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。

光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。

接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。

在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。

在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。

原文地址：此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。

二、光电传感器的结构：光电传感器通常由三部分构成，它们分别为：发送器、接收器和检测电路。

发射器带一个校准镜头，将光聚焦射向接收器，接收器出电缆将这套装置接到一个真空管放大器上。

在金属圆筒内有一个小的白炽灯做为光源，这些小而坚固的白炽灯传感器就是如今光电传感器的雏形。

接收器有光电二极管、光电三极管及光电池组成。

光敏二极管是现在最常见的传感器。

光电传感器光敏二极管的外型与一般二极管一样，只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口，以便于光线射入，为增加受光面积，PN结的面积做得较大，光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下，并与负载电阻相串联，当无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小称为光敏二极管的暗电流;当有光照时，载流子被激发，产生电子-空穴，称为光电载流子。

此外，光电传感器的结构元件中还有发射板和光导纤维。

角反射板是结构牢固的发射装置，它由很小的三角锥体反射材料组成，能够使光束准确地从反射板中返回。

它可以在与光轴0到25的范围改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，仍从这根反射线返回。

五种常用的传感器原理及应用目录1.序言 (1)2.传感器定义 (3)3.传感器选择的标准 (3)4.传感器分类的标准 (3)5.五种常用的传感器类型及其特点 (5)5.1.温度传感器 (5)1.2.红外传感器 (5)1.3.紫外线传感器 (7)1.4.触摸传感器 (8)1.5.接近传感器 (8)6.传感器选用原则 (9)7.先进的传感器技术 (10)7.1.条形码识别 (10)7.2.转发器 (11)7.3.制造部件的电磁识别 (11)7.4.表面声波 (11)7.5.光学字符识别(OCR) (11)1.序言一台设备所采用的的传感器是否先进、可靠有时直接决定了设备的先进性和可靠性。

图1传感器工作原理很多机械工程师在观念上有一个误区：机械工程师只负责机构的东西，传感器、电气元件选用及控制方案是电气工程师或系统工程师的事。

如果你是某个项目的总设计工程师，在方案构想阶段就要考虑到选用哪些类型的传感器以及设备的动作流程和控制方式。

生物信息：是反映生物运动状态和方式的信息。

碱基序列便是生物信息。

自然界经过漫长时期的演变，产生了生物，逐渐形成了复杂的生物世界。

生物信息形形色色，千变万化，不同类的生物发出不同的信息。

，人们对生物信息的研究已取得了一些可观的成果，人们发现，鸟有“鸟语”，兽有“兽语”，甚至花也有“花语”。

人们还发现生物信息与非生物信息之间有着某种必然的联系，如燕子、大雁的飞来飞去，预示着季节的变换和气温的升降；鱼儿浮出水面预示着大雨即将来临;动物的某些反常现象，预示着地震即将发生的信［息、******。

物理信息：包括声、光、颜色等。

这些物理信息往往表达了吸引异性、种间识别、威吓和警告等作用。

比如，毒蜂身上斑斓的花纹、猛兽的吼叫都表达了警告、威胁的意思。

萤火虫通过闪光来识别同伴。

红三叶草花的色彩和形状就是传递给当地土蜂和其它昆虫的信息。

化学信息：生物依靠自身代谢产生的化学物质，如酶、生长素、性诱激素等来传递信息。

传感器原理及应用传感器是一种能够感知、检测某种特定物理量并将其转化为可供人们观测或处理的信号的装置。

它在现代科技领域中起着至关重要的作用，广泛应用于工业控制、环境监测、医疗诊断、智能家居等领域。

本文将从传感器的原理及其应用展开介绍。

首先，传感器的原理是基于物理效应或化学效应实现的。

常见的传感器类型包括光电传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、气体传感器等。

光电传感器利用光电效应，将光信号转化为电信号，常用于光电开关、光电编码器等设备中。

压力传感器则是利用压电效应或电阻应变效应来检测压力变化，广泛应用于汽车制动系统、工业自动化等领域。

温度传感器则是利用热电效应、热敏电阻效应等原理来感知温度变化，常见于电子设备、空调系统等。

湿度传感器则是利用介电常数变化或电阻变化来检测湿度变化，应用于气象观测、农业温室等领域。

气体传感器则是利用气体的化学反应来检测气体浓度，常见于环境监测、工业安全等领域。

其次，传感器的应用非常广泛。

在工业控制领域，传感器常用于测量温度、压力、流量、液位等参数，用于实现自动化生产、设备监测等功能。

在环境监测领域，传感器被广泛应用于大气污染监测、水质监测、土壤湿度监测等方面，为环保工作提供重要数据支持。

在医疗诊断领域，传感器被用于测量体温、血压、心率等生理参数，为医生提供诊断依据。

在智能家居领域，传感器被用于感知人体活动、光照强度、温湿度等信息，实现智能灯光、智能门锁、智能空调等功能。

总之，传感器作为现代科技的重要组成部分，其原理和应用已经深入到人们的生活和工作中。

随着科技的不断发展，传感器的种类和性能将会不断提升，应用领域也将会不断拓展，为人们的生活和生产带来更多便利和可能。

希望本文能够为读者对传感器有更深入的了解提供一些帮助。

五种常用的传感器的原理和应用当今社会，传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。

可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。

今天带大家来全面了解传感器！一、传感器定义传感器是复杂的设备，经常被用来检测和响应电信号或光信号。

传感器将物理参数（例如：温度、血压、湿度、速度等）转换成可以用电测量的信号。

我们可以先来解释一下温度的例子，玻璃温度计中的水银使液体膨胀和收缩，从而将测量到的温度转换为可被校准玻璃管上的观察者读取的温度。

二、传感器选择标准在选择传感器时，必须考虑某些特性，具体如下：1.准确性2.环境条件——通常对温度/湿度有限制3.范围——传感器的测量极限4.校准——对于大多数测量设备而言必不可少，因为读数会随时间变化5.分辨率——传感器检测到的最小增量6.费用7.重复性——在相同环境下重复测量变化的读数三、传感器分类标准传感器分为以下标准：1.主要输入数量（被测量者）2.转导原理（利用物理和化学作用）3.材料与技术4.财产5.应用程序转导原理是有效方法所遵循的基本标准。

通常，材料和技术标准由开发工程小组选择。

根据属性分类如下：·温度传感器——热敏电阻、热电偶、RTD、IC等。

·压力传感器——光纤、真空、弹性液体压力计、LVDT、电子。

·流量传感器——电磁、压差、位置位移、热质量等。

·液位传感器——压差、超声波射频、雷达、热位移等。

·接近和位移传感器——LVDT、光电、电容、磁、超声波。

·生物传感器——共振镜、电化学、表面等离子体共振、光寻址电位测量。

·图像——电荷耦合器件、CMOS·气体和化学传感器——半导体、红外、电导、电化学。

·加速度传感器——陀螺仪、加速度计。

生活中传感器的应用及原理一、简介传感器是一种用于将环境中的物理量（如温度、湿度、光照等）转化为可测量的电信号的设备。

在生活中，传感器广泛应用于各行各业，包括智能家居、汽车工业、医疗领域等。

本文将介绍一些常见的传感器应用以及它们的工作原理。

二、温度传感器温度传感器常用于监测环境的温度变化。

它可以采用热敏电阻、热电偶或半导体材料等作为感测元件，通过测量电阻或温差来获得温度值。

常见的应用场景有： - 室内温度监测：在空调控制系统中，温度传感器可以测量室内温度，并根据设定值控制空调的工作。

- 温度报警系统：在实验室或仓储设施中，温度传感器可用于检测温度是否超过安全范围，触发报警装置。

三、湿度传感器湿度传感器用于测量环境中的湿度，可以帮助人们了解当前环境的潮湿程度。

它常使用电容、电阻或电导率等物理量来感测湿度。

一些典型的应用场景包括： - 智能恒湿器：湿度传感器可用于监测室内湿度，并根据设定值调整加湿器或除湿器的工作。

- 温室控制：湿度传感器用于监测温室内的湿度，以保持植物生长所需的湿度水平。

四、光照传感器光照传感器用于测量环境中的光照强度。

它通常采用光敏电阻、光电二极管或光导纤维等材料来感测光照。

一些常见的应用包括： - 智能照明：光照传感器可以监测室内或室外的光照强度，根据需要调整照明设备的亮度。

- 太阳能电池板：光照传感器用于监测太阳光的强度，以优化太阳能电池板的效率。

五、加速度传感器加速度传感器用于测量物体的加速度，可以帮助人们了解物体的运动状态。

它通常采用微机电系统（MEMS）技术，通过测量微小的电荷变化来感测加速度。

一些典型的应用场景包括： - 汽车安全系统：加速度传感器可以检测车辆碰撞时的加速度变化，触发安全气囊的部署。

- 运动追踪器：加速度传感器用于监测人体运动，例如计步器、智能手环等。

六、总结传感器在生活中的应用非常广泛，涵盖了温度、湿度、光照、加速度等多个领域。

通过感测环境的物理量并转化为电信号，传感器帮助人们了解和控制周围的环境。

传感器随着现代科技的发展，传感器技术的应用越来越广泛。

其中，在传感器家族中占有重要地位的成员——温度传感器的应用也深入了各个领域。

于是,在新学期的研学课中,我们小组决定研究温度传感器的构造,工作原理,各种用途并争取自己设计出一款新的传感器.那么先来了解一下传感器的大家族吧.以下是我们小组前期活动中收集到的资料的汇编.一、传感器定义什么叫传感器？从广义上讲，传感器就是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置；简单说传感器是将外界信号转换为电信号的装置。

所以它由敏感元器件（感知元件）和转换器件两部分组成，有的半导体敏感元器件可以直接输出电信号，本身就构成传感器。

敏感元器件品种繁多，就其感知外界信息的原理来讲，可分为①物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。

②化学类，基于化学反应的原理。

③生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。

通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类（还有人曾将传感器分46类）。

下面对常用的热敏、光敏、气敏、力敏和磁敏传感器及其敏感元件介绍如下。

二、温度传感器及热敏元件温度传感器主要由热敏元件组成。

热敏元件品种教多，市场上销售的有双金属片、铜热电阻、铂热电阻、热电偶及半导体热敏电阻等。

以半导体热敏电阻为探测元件的温度传感器应用广泛，这是因为在元件允许工作条件范围内，半导体热敏电阻器具有体积小、灵敏度高、精度高的特点，而且制造工艺简单、价格低廉。

1 半导体热敏电阻的工作原理按温度特性热敏电阻可分为两类，随温度上升电阻增加的为正温度系数热敏电阻，反之为负温度系数热敏电阻。

⑴正温度系数热敏电阻的工作原理此种热敏电阻以钛酸钡（BaTio3）为基本材料，再掺入适量的稀土元素，利用陶瓷工艺高温烧结尔成。

纯钛酸钡是一种绝缘材料，但掺入适量的稀土元素如镧（La）和铌（Nb）等以后，变成了半导体材料，被称半导体化钛酸钡。