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1-2 什么是测量误差？测量误差有几种表达方式？它们通常应用在什么场合？测量误差是测得值减去被测值的真值。
测量误差有五种表达方式分别是：（1）绝对误差:当被测量大小相同时，常用绝对误差来评定准确度。
（2）实际相对误差:相对误差常用来表示和比较测量的准确度。
（3）引用误差:引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法。
（4）基本误差（5）附加误差:基本误差和附加误差常用于仪表和传感器中。
1-6 什么是随机误差？系统误差可以分为哪几类？系统误差有哪些检验方法？如何减小和消除系统误差？在同一测量条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号保持不变，或在条件改变时，按一定规律变化的误差称为系统误差。
系统误差可分为恒值（定值）系统误差和变值系统误差。
误差的绝对值和符号已确定的系统误差称为恒值（定值）系统误差；绝对值和符号变化的系统误差称为变值系统误差，变值系统误差又可分为线性系统误差、周期性系统误差和复杂规律系统误差等。
检验方法：实验对比法；残余误差观察法；准则检查法系统误差的消除：1. 从产生误差根源上消除系统误差；2.用修正方法消除系统误差的影响；3. 在测量系统中采用补偿措施；4.可用实时反馈修正的办法，来消除复杂的变化系统误差。
1-8什么是粗大误差？如何判断监测数据中存在的粗大误差？超出在规定条件下的预期的误差成为粗大误差，粗大误差又称为疏忽误差。
判断粗大误差的原则是看测量值是否满足正态分布，要对测量数据进行必要的检验。
通常用来判断粗大误差的准则有：3准则（莱以特准则）；肖维勒准则；格拉布斯准则。
2-1什么叫传感器？它由哪几部分组成？他们的作用及相互关系如何？答：传感器是能感受（或响应）规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
通常传感器有敏感元件和转换元件组成。
其中，敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部份；转换元件是指传感器中能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份。
1.用频域描述分析设备故障有何突出优点? 答:频域描述反映了信号的频率组成及其幅值。
2.信号调理阶段的放大滤波、调制。
解调的作用分别是什么?什么是采样定理？采样频率是不是越高越好?放大:提高传感器输出的电压、电流和电荷信号使其的幅值和功率可以进行后续的处理。
调制：将微弱的缓变信号加载到高频交流信号中去,然后利用交流放大器进行放大。
解调:从放大器的输出信号中提取放大的缓变信号。
滤波:使信号中特定的频率成分用过而极大地衰减其他频率成分。
3.在设备故障诊断时，为什么要对测试信号进行频域分析?频域分析法只要是对信号的频率结构进行分析,确定信号是由哪些成分所组成，以及这些频率成分幅值的大小。
通过对故障特征频率及故障特征频率幅值的分析，就可以准确地对设备的故障情况进行诊断。
４．什么是功率信号？什么是能量信号?什么是随机信号？什么是模拟信号?什么是数字信号?功率信号：若信号在区间(-∞，＋∞)的能量是无限的。
即dt t x )(2⎰+∞∞-，但它在有限区间(t ｔ，2t )的平均功率是有限的，即dt t x t t t t )(121212⎰-这种信号称功率信号。
能量信号:当满足时,认为信号的能量是有限的,称为能量有限信号，简称能量信号。
随机信号:是一种不能准确预测且未来瞬时值,也无法用数学关系式来描述的信号。
模拟信号:在所讨论的时间间隔内,对任意时间值，除第一类间断点外都可以给出确定的函数的信号。
数字信号:时间离散而幅值量化，称为数字信号（幅值和时间上都离散的信号）。
5． 试述信号的幅值谱与系统的幅频特性之间的区别。
信号的幅值谱表征信号的幅值随频率的分布情况,幅值特性指方法电路的电压放大倍数与频率的关系。
前者描述信号各频率分量得幅度后者是系统对输入各频率分量得幅度怎么样变化。
６. 周期信号的频谱图有何特点？其傅里叶级数三角函数展开式与复指数函数展开式的频谱有何特点?(１)1．离散性2.谐波性３.收敛性。
（2）周期信号的傅里叶级数三角函数展开式频率谱是位于频率右侧的离散谱，谱线间隔为整数个ω。
传感器简答题及答案传感器是一种能将物理量转换成电信号的装置。
在现代技术中，传感器作为一种重要的物联网设备，广泛应用于测量、监测、控制等领域。
下面是一些常见的传感器和相关问题的简答题及答案。
1. 什么是温度传感器？答：温度传感器是一种能够通过测量物体的温度将其转换成电信号的传感器。
常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻、红外线传感器等。
2. 什么是光学传感器？答：光学传感器是一种基于光学原理来检测物体位置和运动的传感器。
它通常由光源、物体、光学系统和光电检测器组成。
光学传感器主要用于工业自动化、机器人视觉等领域。
3. 什么是压力传感器？答：压力传感器是一种能够将物体所受的压力或力转换成电信号的传感器。
它广泛应用于机械、仪器、汽车、航空等领域中的压力测量与控制。
4. 什么是气体传感器？答：气体传感器是一种能够检测空气中各种气体浓度的传感器。
它可以检测到可燃气体、有毒气体、温室气体等，主要用于民用和工业领域中气体泄漏的监测与预警。
5. 什么是湿度传感器？答：湿度传感器是一种能够检测空气中相对湿度的传感器。
它通常是由感湿元件、信号转换电路和显示或输出装置组成，主要用于气象观测、养殖、工业生产和环境监测等领域。
6. 什么是加速度传感器？答：加速度传感器是一种能够检测物体加速度的传感器。
它能够检测到物体在三个轴向上的加速度并将其转换成电压信号输出，主要用于运动测量、汽车安全、健康监测等领域。
7. 什么是声音传感器？答：声音传感器是一种能够检测周围声音信号并将其转换成电信号的设备。
它通常由声波传感器、前置放大电路、信号处理电路和输出接口等组成，主要用于声音检测、音频信号处理等领域。
8. 什么是电容传感器？答：电容传感器是一种基于电容原理来测量物体位置、距离和变形的传感器。
它通常由电极、介质和静电容量测量电路组成，在工业自动化、机器人视觉、汽车安全等领域有广泛应用。
9. 什么是霍尔传感器？答：霍尔传感器是一种能够检测磁场信号并将其转换成电信号的传感器。
传感器期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 传感器的静态特性不包括以下哪项？A. 线性度B. 灵敏度C. 响应时间D. 分辨率2. 传感器的动态特性主要描述的是传感器对快速变化的输入信号的响应能力，以下哪项不是动态特性的指标？A. 频率响应B. 相位延迟C. 温度系数D. 瞬态响应3. 温度传感器中，热电偶的工作原理是基于哪种效应？A. 热电效应B. 光电效应C. 霍尔效应D. 压电效应4. 在压力传感器中，应变式压力传感器的工作原理是基于哪种物理效应？A. 热电效应B. 压电效应C. 应变效应D. 磁电效应5. 光电传感器中，光电二极管的工作原理是基于哪种效应？A. 光电效应B. 热电效应C. 霍尔效应D. 压电效应6. 电容式传感器的灵敏度与哪些因素有关？A. 介电常数B. 电极面积C. 电极间距D. 所有以上因素7. 以下哪种传感器不适合用于测量非常小的位移？A. 电感式传感器B. 电容式传感器C. 光电式传感器D. 应变式传感器8. 霍尔传感器的输出电压与以下哪项无关？A. 磁场强度B. 霍尔元件的温度C. 霍尔元件的厚度D. 霍尔元件的电阻率9. 光纤传感器的工作原理是基于哪种效应？A. 光电效应B. 光纤的折射率变化C. 光纤的干涉效应D. 光纤的散射效应10. 以下哪种传感器不适合用于测量液体的流速？A. 电磁流量计B. 超声波流量计C. 涡街流量计D. 热电偶温度传感器二、填空题（每空1分，共20分）1. 传感器的静态特性包括线性度、灵敏度、________、________和稳定性。
2. 动态特性的指标包括频率响应、相位延迟、瞬态响应和________。
3. 热电偶的工作原理是基于________效应，而光电二极管的工作原理是基于________效应。
4. 应变式压力传感器的工作原理是基于________效应，而电容式传感器的灵敏度与介电常数、电极面积和________有关。
传感器考试题目及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 传感器的主要功能是什么？A. 数据存储B. 数据处理C. 数据采集D. 数据传输答案：C2. 以下哪个不是传感器的基本特性？A. 灵敏度B. 稳定性C. 线性D. 存储性答案：D3. 传感器的静态特性通常不包括以下哪一项？A. 线性度B. 灵敏度C. 响应时间D. 分辨率答案：C4. 传感器的动态特性主要描述的是传感器的什么能力？A. 响应速度B. 测量范围C. 测量精度D. 稳定性答案：A5. 在温度测量中，通常使用哪种类型的传感器？A. 光电传感器B. 压力传感器C. 温度传感器D. 湿度传感器答案：C6. 传感器的校准是为了什么？A. 提高测量精度B. 增加测量范围C. 减少测量误差D. 延长传感器寿命答案：A7. 传感器的分辨率是指什么？A. 传感器能检测到的最小变化量B. 传感器的最大测量范围C. 传感器的响应时间D. 传感器的稳定性答案：A8. 传感器的灵敏度是指什么？A. 传感器输出信号的变化量与输入量的变化量之比B. 传感器的稳定性C. 传感器的响应时间D. 传感器的线性度答案：A9. 传感器的稳定性是指什么？A. 传感器输出信号的变化量与输入量的变化量之比B. 传感器在长时间内保持其性能不变的能力C. 传感器的响应时间D. 传感器的线性度答案：B10. 传感器的线性度是指什么？A. 传感器输出信号的变化量与输入量的变化量之比B. 传感器的稳定性C. 传感器输出与输入之间的线性关系D. 传感器的响应时间答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 传感器的输出信号类型包括哪些？A. 电压信号B. 电流信号C. 频率信号D. 脉冲信号答案：ABCD2. 传感器的分类依据可以是哪些？A. 测量对象B. 测量原理C. 应用领域D. 结构形式答案：ABCD3. 以下哪些因素会影响传感器的性能？A. 环境温度B. 湿度C. 振动D. 电磁干扰答案：ABCD4. 传感器的动态特性包括哪些？A. 响应时间B. 稳定性C. 频率响应D. 相位延迟答案：ACD5. 传感器的静态特性包括哪些？A. 线性度B. 灵敏度C. 分辨率D. 重复性答案：ABCD三、判断题（每题1分，共10分）1. 传感器的灵敏度越高，其测量误差越小。
1什么是涡流效应，怎样利用电涡流效应进行位移测量？答：当一块金属导体放置在一变化的磁场中，导体内就会产生感应电流，这种电流像水中旋涡那样在导体内转圈，所以称之为电涡流或涡流。
\\利用电涡流效应测量位移时，可使被测物的电阻率、磁导率、线圈与被测物的尺寸因子、线圈中激磁电流的频率保持不变，而只改变线圈与导体间的距离，这样测出的传感器线圈的阻抗变化，可以反应被测物位移的变化。
2什么是霍尔效应？霍尔原件可以测量那些物理参数？霍尔原件不等位电势概念？霍尔电压与那些因素有关？答：金属或半导体薄片置于磁场中，沿着垂直于磁场方向通以电流，在垂直于电流和磁场方向上产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。
\\霍尔元件可以测量磁场、电流、位移、压力、振动、转速等。
\\当霍尔元件的激励电流为I 时，若元件所处位置磁感应强度为零，则它的霍尔电势应该为零，但实际不为零。
这时测得的空载霍尔电势称为不等位电势\\霍尔电压除了正比于激励电流、电压Uc及磁感应强度B外,还与材料的载流子迁移率及器件的宽度b成正比,与器件长度I成反比。
3什么是应变效应?答:导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时,其电阻值相应发生变化,这种现象称为“应变效应”4什么是压阻效应?答：沿一块半导体某一轴向施加一定应力时，除了产生一定应变外，材料的电阻率也要发生变化，这种现象称为半导体的压阻效应。
5什么是压电效应?什么是正压电效应？什么是逆压电效应？什么是纵向压电效应？什么是横向压电效应？答:压电效应是当某些晶体沿着一定方向受到外力作用时，内部会产生极化现象，同时在某两个表面上产生大小相等符号相反的电荷；当外力去掉后，又恢复到不带电状态；当作用力方向改变时，电荷的极性也随着改变，晶体受力产生的电荷量与外力大小成正比。
这种现象叫压电效应。
\\正压电效应就是对某些电介质沿一定方向施以外力使其变形时，其内部将产生极化现象而使其出现电荷集聚的现象。
\\当在片状压电材料的两个电极面上加上交流电压，那么压电片将这生机械报动，即压电片在电极方向上产生伸缩变形，压电材料的这种现象称为电致伸缩效应，也称为逆压电效应。
三、简答题（每题10分）301、试述传感器的定义、共性及组成。
301答：①传感器的定义：能感受被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置；②传感器的共性：利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性，将非电量(如位移、速度、加速度、力等)转换为电量(电压、电流、电容、电阻等)；③传感器的组成：传感器主要由敏感元件和转换元件组成。
302、什么是传感器动态特性和静态特性?简述在什么条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要。
302答：传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性，即其输出对随时间变化的输入量的响应特性。
传感器的静态特性是指它在稳态(静态或准静态)信号作用下的输入－输出关系。
静态特性所描述的传感器的输入、输出关系式中不含有时间变量。
当输入量为常量或变化极慢时只研究静态特性就能够满足通常的需要。
303、简述在什么条件下需要研究传感器的动态特性?实现不失真测量的条件是什么?303答：当输入量随时间变化时一般要研究传感器的动态特性。
实现不失真测量的条件是幅频特性: A(ω) = |H(jω) | =A(常数)(线性)相频特性:Φ(ω) = -ωto304、什么叫应变效应？利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。
304答：材料的电阻变化是由尺寸变化引起的，称为应变效应。
应变式传感器的基本工作原理：当被测物理量作用在弹性元件上，弹性元件在力、力矩或压力等作用下发生形变，变换成相应的应变或位移，然后传递给与之相连的应变片，将引起应变敏感元件的电阻值发生变化，通过转换电路变成电量输出。
输出的电量大小反映了被测物理量的大小。
305、试简要说明使电阻应变式传感器产生温度误差的原因，并说明有哪几种补偿方法。
305答：温度误差产生原因包括两方面：温度变化引起应变片敏感栅电阻变化而产生附加应变，试件材料与敏感栅材料的线膨胀系数不同，使应变片产生附加应变。
温度补偿方法基本上分为桥路补偿和应变片自补偿两大类。
1.什么是压电效应？压电效应有哪些种类？某些电介质在沿一定的方向受到外力的作用变形时，由于内部电极化现象同时在两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，恢复到不带电的状态；而当作用力方向改变时，电荷的极性随着改变。
晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。
这种现象称为正压电效应。
反之，如对晶体施加一定变电场，晶体本身将产生机械变形，外电场撤离，变形也随之消失，称为逆压电效应。
压电材料有：石英晶体、一系列单晶硅、多晶陶瓷、有机高分子聚合材料2.霍尔元件的不等位电势的概念是什么？温度补偿的方法有哪几种？霍尔元件的不等位电势是霍尔组件在额定控制电流作用下，在无外加磁场时，两输出电极之间的空载电势，可用输出的电压表示温度补偿方法：a分流电阻法：适用于恒流源供给控制电流的情况。
b电桥补偿法3.光电效应有哪几种类型？并给出相应的光电器件什么是光电效应？内光电效应和外光电效应的特性及对应的应用器件有哪些？（15） 1、光电效应：物质在光的作用下，不经升温而直接引起物质中电子运动状态发生变化，因而产生物质的光电导效应、光生伏特效应和光电子发射等现象。
2、内光电效应与外光电效应的特性：内光电效应: 受光照而激发的电子在物质内部参与导电，电子并不逸出光敏物质表面，这种效应多发生于半导体内。
内光电效应具有光电导效应、光生伏特效应、丹倍效应和光磁电效应等特性，同时具有对光波频率的选择性，响应速度一般比较快。
外光电效应: 物质受光照后而激发的电子逸出物质的表面，在外电场作用下形成真空中的光电子流，这种效应多发生于金属和金属氧化物。
外光电效应光电子发射的特性，具有同时具有对光波频率的选择性，响应速度一般比较快。
3、内光电效应与外光电效应的应用：内光电效应：光敏电阻、光电池、光电二极管、光电三极管等。
外光电效应：光电管、光电倍增管、像增强管等光生伏特效应：光电池，光电仪表4.简述热电偶测温的基本原理热电偶测温原理基于物理的“电偶效应”，热电偶是两种不同导体或半导体构成的闭合回路，两接触点处于不同的温度下产生热电势，两端点温差越大，产生的热电动势越大，可根据这一原理并由转换电路测温度变化。
第一章1.传感器的基本概念是什么？一般情况下由哪几部分组成？答：（1）传感器是能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
（2）传感器通常由敏感元件、转换元件和测量电路组成，有的还需辅助电源。
2.传感器有几种分类形式，各种分类之间有什么不同？答：一般常用的分类方法有四种：①按测量原理分类；②按输入信号分类；③按结构型和物理型分类；④按使用材料分类。
第二章1.何谓传感器的静态特性，传感器的主要静态特性有哪些？答：（1）传感器的静态特性是指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。
（2）主要的性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、漂移。
2.何谓传感器的动态特性，怎样衡量传感器的动态特性？答：（1）传感器的动态特性是指传感器对动态激励（输入）的响应（输出）特性，即输出对随时间变化的输入量的响应特性。
（2）传感器的动态特性可以从时域和频域两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来衡量。
瞬态响应常采用阶跃信号作为输入，频率响应常采用正弦函数作为输入。
第三章1.试分析电位器式传感器的负载特性，什么是负载误差？如何减小负载误差？答：（1）电位器输出端有负载时，其特性称为负载特性。
负载电阻和电位器的比值为有限值，负载特性偏离理想空载特性的偏差称为电位器的负载误差。
对于线性电位器，负载误差即为其非线性误差。
（2）减小负载误差方法：①尽量减小负载系数，通常希望m＜0.1，为此可采用高输入阻抗放大器；②将电位器工作区间限制在负载误差曲线范围内；③将电位器空载特性设计成某种上凸特性，负载特性必然下降。
第四章1.简述电阻应变式传感器的温度误差原因，如何补偿。
答：（1）原因：①温度变化引起敏感栅金属丝电阻变化；②试件材料与敏感栅材料的线膨胀系数不同，两者随温度变化产生的形变不等，使应变片产生附加应变。
（2）补偿方法：①电桥补偿法；②辅助测温元件微型计算机补偿法；③应变计自补偿2.什么是直流电桥？若按桥臂工作方式分类，可分为哪几种？各自的输出电压如何计算？答：（1）桥臂的供电电源是直流电的称为直流电桥。
三、简答题（每题10分）301、试述传感器的定义、共性及组成。
301答：①传感器的定义：能感受被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置；②传感器的共性：利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性，将非电量(如位移、速度、加速度、力等)转换为电量(电压、电流、电容、电阻等)；③传感器的组成：传感器主要由敏感元件和转换元件组成。
302、什么是传感器动态特性和静态特性简述在什么条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要。
302答：传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性，即其输出对随时间变化的输入量的响应特性。
传感器的静态特性是指它在稳态(静态或准静态)信号作用下的输入－输出关系。
静态特性所描述的传感器的输入、输出关系式中不含有时间变量。
当输入量为常量或变化极慢时只研究静态特性就能够满足通常的需要。
303、简述在什么条件下需要研究传感器的动态特性实现不失真测量的条件是什么303答：当输入量随时间变化时一般要研究传感器的动态特性。
实现不失真测量的条件是幅频特性: A(ω) = |H(jω) | =A(常数)相频特性:Φ(ω) = -ωt o (线性)304、什么叫应变效应利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。
304答：材料的电阻变化是由尺寸变化引起的，称为应变效应。
应变式传感器的基本工作原理：当被测物理量作用在弹性元件上，弹性元件在力、力矩或压力等作用下发生形变，变换成相应的应变或位移，然后传递给与之相连的应变片，将引起应变敏感元件的电阻值发生变化，通过转换电路变成电量输出。
输出的电量大小反映了被测物理量的大小。
305、试简要说明使电阻应变式传感器产生温度误差的原因，并说明有哪几种补偿方法。
305答：温度误差产生原因包括两方面：温度变化引起应变片敏感栅电阻变化而产生附加应变，试件材料与敏感栅材料的线膨胀系数不同，使应变片产生附加应变。
温度补偿方法基本上分为桥路补偿和应变片自补偿两大类。
第1章传感器与检测技术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。
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。
2.传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义?依次为主称（传感器）被测量—转换原理—序号主称——传感器，代号C；被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。
见附录表2；转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。
见附录表3；序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。
若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等，（其中I、Q不用）。
例：应变式位移传感器： C WY-YB-20；光纤压力传感器：C Y-GQ-2。
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，R r 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R w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R L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。
用微差式测量方法测量稳压电源输出电压随负载的变化7.什么是系统误差和随机误差?正确度和精密度的含义是什么? 它们各反映何种误差?答：系统误差是指在相同的条件下，多次重复测量同一量时，误差的大小和符号保持不变，或按照一定的规律变化的误差。
随机误差则是指在相同条件下，多次测量同一量时，其误差的大小和符号以不可预见的方式变化的误差。
正确度是指测量结果与理论真值的一致程度，它反映了系统误差的大小，精密度是指测量结果的分散程度，它反映了随机误差的大小。
8.服从正态分布规律的随机误差有哪些特性?答：服从正态分布规律的随机误差的特性有：对称性随机误差可正可负，但绝对值相等的正、负误差出现的机会相等。
也就是说f(δ)-δ曲线对称于纵轴。
有界性在一定测量条件下，随机误差的绝对值不会超过一定的范围，即绝对值很大的随机误差几乎不出现。
抵偿性在相同条件下，当测量次数n→∞时，全体随机误差的代数和等于零，即lim1=∑=∞→niinδ。
单峰性绝对值小的随机误差比绝对值大的随机误差出现的机会多，即前者比后者的概率密度大，在δ=0处随机误差概率密度有最大值。
10.试分析电压输出型直流电桥的输入与输出关系。
答：如图所示，电桥各臂的电阻分别为R 1、 R 2、R 3、R 4。
U 为电桥的直流电源电压。
当四臂电阻R 1=R 2=R 3=R 4=R 时，称为等臂电桥；当R 1=R 2=R ,R 3=R 4=R ’(R ≠R ’)时，称为输出对称电桥；当R 1=R 4=R ，R 2=R 3 =R ’(R ≠R ’)时，称为电源对称电桥。
D直流电桥电路当电桥输出端接有放大器时，由于放大器的输入阻抗很高，所以可以认为电桥的负载电阻为无穷大，这时电桥以电压的形式输出。
输出电压即为电桥输出端的开路电压，其表达式为U R R R R R R R R U o ))((432142313++-=(1)设电桥为单臂工作状态，即R 1为应变片，其余桥臂均为固定电阻。
当R 1感受被测量产生电阻增量ΔR 1时，由初始平衡条件R 1R 3=R 2R 4得3421R R R R =，代入式（1），则电桥由于ΔR 1产生不平衡引起的输出电压为U R R R R R R U R R R R U )()()(1122121122120∆+=∆+= (2)对于输出对称电桥，此时R 1=R 2=R ,R 3=R 4=R ’，当R 1臂的电阻产生变化ΔR 1=ΔR ，根据（2）可得到输出电压为)(4)()(20R RU RR R R RR UU ∆=∆+= (3)对于电源对称电桥，R 1=R 4=R ,R 2=R 3=R ’。
当R 1臂产生电阻增量ΔR 1=ΔR 时，由式（2）得)()(20RRR R R R UU ∆'+'= (4)对于等臂电桥R 1=R 2=R 3=R 4=R ，当R 1的电阻增量ΔR 1=ΔR 时，由式（2）可得输出电压为)(4)()(20R RU RR R R RR UU ∆=∆+= (5)由上面三种结果可以看出，当桥臂应变片的电阻发生变化时，电桥的输出电压也随着变化。
当ΔR <<R 时，电桥的输出电压与应变成线性关系。
还可以看出在桥臂电阻产生相同变化的情况下，等臂电桥以及输出对称电桥的输出电压要比电源对称电桥的输出电压大，即它们的灵敏度要高。
因此在使用中多采用等臂电桥或输出对称电桥。
在实际使用中为了进一步提高灵敏度，常采用等臂电桥，四个被测信号接成两个差动对称的全桥工作形式，R 1=R +ΔR ,R 2=R -ΔR ,R 3=R +ΔR ,R 4=R -ΔR ，将上述条件代入式(1)得⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=R R U R R U U 440 (6)由式(6)看出，由于充分利用了双差动作用，它的输出电压为单臂工作时的4倍，所以大大提高了测量的灵敏度。
第2章 电阻式传感器1.金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同?答：金属电阻的应变效应主要是由于其几何形状的变化而产生的，半导体材料的应变效应则主要取决于材料的电阻率随应变所引起的变化产生的。
2.直流测量电桥和交流测量电桥有什么区别?答：它们的区别主要是直流电桥用直流电源，只适用于直流元件，交流电桥用交流电源，适用于所有电路元件。
3.热电阻测量时采用何种测量电路?为什么要采用这种测量电路?说明这种电路的工作原理。
答：通常采用电桥电路作为测量电路。
为了克服环境温度的影响常采用下图所示的三导线四分之一电桥电路。
由于采用这种电路，热电阻的两根引线的电阻值被分配在两个相邻的桥臂中，如果tt R R 21=，则由于环境温度变化引起的引线电阻值变化造成的误差被相互抵消。
7.光敏电阻有哪些重要特性，在工业应用中是如何发挥这些特性的？答：光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。
它的重要特性是在无光照时阻值非常大，相当于断路，有光照时阻值变得很小，相当于通路。
在工业应用中主要就是通过光的变化来各种电路的控制。
第3章 电容式传感器1.试分析变面积式电容传感器和变间隙式电容的灵敏度?为了提高传感器的灵敏度可采取什么措施并应注意什么问题? 答：如图所示是一直线位移型电容式传感器的示意图。
当动极板移动△x 后，覆盖面积就发生变化，电容量也随之改变，其值为C =εb （a -△x ）/d =C 0-εb ·△x /d （1）电容因位移而产生的变化量为axC x d bC C C ∆-=∆-=-=∆00ε其灵敏度为 dbx C K ε-=∆∆= 可见增加b 或减小d 均可提高传感器的灵敏度。
直线位移型电容式传感器2.为什么说变间隙型电容传感器特性是非线性的?采取什么措施可改善其非线性特征?答：下图为变间隙式电容传感器的原理图。
图中1为固定极板，2为与被测对象相连的活动极板。
当活动极板因被测参数的改变而引起移动时，两极板间的距离d 发生变化，从而改变了两极板之间的电容量C 。
设极板面积为A ，其静态电容量为dAC ε=，当活动极板移动x 后，其电容量为22011dx d xC x d A C -+=-=ε (1) 当x <<d 时1122≈-dx 则)1(0d x C C += (2)由式（1）可以看出电容量C 与x 不是线性关系，只有当 x <<d时，才可认为是最近似线形关系。
同时还可以看出，要提高灵敏度，应减小起始间隙d 过小时。
但当d 过小时，又容易引起击穿，同时加工精度要求也高了。
为此,一般是在极板间放置云母、塑料膜等介电常数高的物质来改善这种情况。
在实际应用中，为了提高灵敏度，减小非线性，可采用差动式结构。
第四章 电感式传感器1.影响差动变压器输出线性度和灵敏度的主要因素是什么？答：影响差动变压器输出线性度和灵敏度的主要因素是：传感器几何尺寸、线圈电气参数的对称性、磁性材料的残余应力、测量电路零点残余电动势等。
2.电涡流式传感器的灵敏度主要受哪些因素影响？它的主要优点是什么？ 答：电涡流式传感器的灵敏度主要受导体的电导率、磁导率、几何形状，线圈的几何参数，激励电流频率以及线圈到被测导体间的距离等因素影响。
电涡流式传感结构简单、频率响应宽、灵敏度高、测量范围大、抗干忧能力强，特别是有非接触测量的优点，因此在工业生产和科学技术的各个领域中得到了广泛的应用。
3.试说明图4.12所示的差动相敏检波电路的工作原理。
答：如图所示，设差动电感传感器的线圈阻抗分别为Z 1和Z 2。
当衔铁处于中间位置时，Z 1=Z 2=Z ，电桥处于平衡状态，C 点电位等于D 点地位，电表指示为零。
当衔铁上移，上部线圈阻抗增大，Z 1=Z +△Z ，则下部线圈阻抗减少，Z 2=Z -△Z 。
如果输入交流电压为正半周，则A 点电位为正，B 点电位为负，二极管V 1、V 4导通，V 2、V 3截止。
