传感器与检测技术习题集
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传感器与检测技术习题集
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传感器与检测技术
思考题与习题
20XX年8月
第一章传感器与检测技术概论
1、自动检测系统定义及组成？
2、误差分几类？它们与准确度和精密度有什么关系？3．什么是传感器？（传感器定义）
4．传感器由哪几个部分组成？分别起到什么作用？
5、检测系统的性能参数反映了系统的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？动态参数有那些？应如何选择？
6、欲测250V电压，要求测量示值相对误差不大于±0.5%，问选用量程为250V电压表，其精度为哪级？若选用量程为300V和500V的电压表，其精度又为哪级？
7、有一台测量压力的仪表，测量范围为0pa～10pa，压力p与仪表输出电压之间的关系为：
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u0=a0+a1p+a2p,式中a0=2mv,a1=10mv/(10pa),a2=-0.5mv/(10pa)。求：（1）该仪表的输出特性方程；
（2）画出输出特性曲线示意图（x轴、y轴均要标出单位）；（3）该仪表的灵敏度表达式；（4）画出灵敏度曲线图；（5）该仪表的线性度。
8．某传感器精度为2%Fs，满度值50mv，求出现的最大误差。当传感器使用在满刻度值1/2和1/8时计算可能产生的百分误差，并说出结论。
9．某二阶传感器固有频率f0=10Khz，阻尼比ε=0.1若幅度误差小于3%，试求：决定此传感器的工作频率。
10、某位移传感器，在输入量变化5mm时，输出电压变化为300mV,求其灵敏度。11、某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成，各环节的灵敏度为：s1=0.2mV/℃、s2=2.0V/mV、s3=5.0mm/V，求系统的总的灵敏度。
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第二章常用传感器
第一节电阻式传感器
1、应变式传感器的工作原理及应用？
2、什么是应变效应？什么是压阻效应？什么是横向效应？
3、试说明金属应变片与半导体应变片的相同和不同之处。在传感器测量电路中，直流电桥与交流电桥有什么不同，如何考虑应用场合？用电阻应变片组成的半桥、全桥电路与单桥相比有哪些改善？
4、固态压阻式传感器工作原理及应用？ 5、一个量程为10kn的应变式测力传感器，其弹性元件为薄壁圆筒轴向受力，外径20mm,内径18mm,在其表面粘贴八各应变片，四个沿周向粘贴，应变片的电阻值均为120Ω,灵敏度为2.0,波松比为0.3,材料弹性模量e=2.1×1011pa。要求：①绘出弹性元件贴片位置及全桥电路；②计算传感器在满量程时，各应变片电阻变化；③当桥路的供电电压为10V时，计算传感器的输出电压。
6、应变片产生温度误差的原因及减小或补偿温度误差的方法是什么？
7、今有一悬臂梁，如图所示，在其中上部上、下两面各贴两片应变片，组成全桥，该梁在其悬臂梁一端受一向下力F=0.5n,试求此时这四个应变片的电阻值。已知：应变片灵敏系数K=2.1;应变片空载电阻R0=120Ω。
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第二节电感式传感器
1、电感式传感器的工作原理及分类？2、差动变压式传感器工作原理及应用？
3、试比较电感式传感器几种常用测量电路的特点？4.什么是零点残余电压，有哪些方法可以进行残余电压补偿？
5.用差动变压器进行位移测量时采用那种电路形式可以直接由输出电压区别位移的大小和方向？
6.什么是电涡流效应？电涡流传感器可以进行哪些非电量参数测量？7、电涡流式传感器的类型及应用？
第三节电容式传感器
1、电容式传感器的工作原理与分类。
2、电容式传感器的测量电路有哪些？叙述二极管双T型交流电桥工作原理。
3、已知单组式变面积型电容传感器的两极板间距离为d=10mm;ε=50μF/m;两极板几何尺寸一样为30mm*20mm*5mm（长*宽*厚）;在外力作用下动极板在原位置向外移动10mm（宽）；试求Δc=？和静态灵敏度？。
4、差动式电容测厚传感器系统的工作原理？
5.为什么电感式和电容式传感器的结构多采用差动形式，差动结构形式的特点是什么？
第四节磁电式传感器
1、简述磁电式传感器工作原理。2、磁电式传感器的类型及其应用？
3.变磁阻式传感器有哪几种结构形式？可以检测哪些非电量？
4.磁电式传感器是速度传感器，它如何通过测量电路获得相对应的位移和加速度信号？ 3
第五节压电式传感器
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、试拟出用多个压电片组成的测量三度空间力的压电传感器方案方框图？3、如何采用结构措施，来提高压电传感器的灵敏度？4、什么是正压电效应？什么是逆压电效应？5、说明电压放大器与电荷放大器的优缺点。
6、用石英晶体加速度计及电荷放大器测量机器振动，已知，加速度计灵敏度为5pc/g;电荷放大器灵敏度为50mv/p，最大加速度时输出幅值2v，试求机器振动加速度。
第六节霍尔式传感器
1、什么是霍尔效应？
2、霍尔传感器结构及工作原理？
3、试绘出用热敏电阻法在霍尔传感器输出回路进行补偿温度的线路，并分析之？4、有一测量转速装置，调制盘上有100对永久磁极，n、s极交替放置，调制盘由转轴带动旋转，在磁极上方固定一个霍尔元件，每通过一对磁极霍尔元件产生一个方脉冲送到计数器。假定t=5min采样时间内，计数器收到n=15万个脉冲，求转速n=？转/分。
第七节光电式传感器 1.什么是外光电效应？内光电效应？光生伏特效应？光电导效应？2.光电器件中的光照特性、光谱特性分别描述的是光电器件的什么性能？3.试述光敏电阻、光敏晶体管、光电池的器件结构和工作原理。4.当光源波长为0.8—0.9μm时宜采用哪种材料的光敏元件进行测量？5.叙述电荷耦合器件（ccD）的结构和存储电荷与转移电荷的工作过程。6、光纤传感器在位移测量中有哪些特点？反射光的光强弱对测量有哪些影响？
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