传感器与测试技术》习题讲解2011
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传感器与检测技术习题及答案传感器与检测技术自测练习题1一、填空1.传感器的灵敏度是指稳态标准条件下,输出与输入的比值。
对线性传感器来说,其灵敏度是。
2.铂热电阻的纯度通常用比表示。
3.减少螺线管式差动变压器传感器零点残余电压最有效的办法是尽可能保证传感器、的相互对称(任填两个)。
4.利用涡流式传感器测量位移时,为了得到较好的线性度和较高的灵敏度,应该让的距离大大小于。
5.空气介质变间隙式电容传感器中,提高其灵敏度和减少非线性误差是矛盾的,为此实际中大都采用式电容传感器。
6.传感器的动态特性是指传感器测量时,其对的响应特性。
7.用热电阻测温时,它在桥路中有不同的接法。
工业测量中通常采用制接法。
8.金属电阻应变片敏感栅的形式和材料很多,其形式以式用的多,材料以用的最广泛。
9.单线圈螺线管式电感传感器对比闭磁路变隙式电感传感器的优点是大、好、结构简单和便于操作。
10.螺线管式差动变压器传感器中,零点残余电压是评定差动变压器性能的主要指标之一。
它的存在造成传感器在附近灵敏度降低、测量大等。
11.机械弹性敏感元件的灵敏度是指作用下产生的。
灵敏度大,表明弹性元件刚度。
12.电阻应变片中,电阻丝敏感栅的灵敏系数小于其电阻丝的灵敏系数的现象,称为应变片的。
13.闭磁路变隙式电感传感器主要由线圈、及铁芯组成。
14.把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据的基本原理制成的,其次级绕组都用形式连接,所以又叫差动变压器式传感器。
15.对于高频反射式电涡流传感器来说,为了使其具有较高的度,不产生电涡流的透射损耗,要求被测特必须达到一定的度。
16.电容式传感器中,变间隙式一般用来测量的位移。
17.传感器的基本特性通常用其和来描述。
当传感器变换的被测量处于动态时,测得的输出—输入关系,称为。
18.闭磁路变间隙式电感传感器工作时,衔铁与被测物体连接,当被测物体移动时,引起磁路中气隙磁阻发生相应变化,从而导致线圈的变化。
传感器与检测技术课后题答案(共20页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第1章概述什么是传感器?传感器定义为能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置,通常由敏感元件和转换元件组成。
传感器的共性是什么?传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、生物特性,将非电量(如位移、速度、加速度、力等)输入转换成电量(电压、电流、电容、电阻等)输出。
传感器由哪几部分组成的?由敏感元件和转换元件组成基本组成部分,另外还有信号调理电路和辅助电源电路。
传感器如何进行分类?(1)按传感器的输入量分类,分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。
(2)按传感器的输出量进行分类,分为模拟式和数字式传感器两类。
(3)按传感器工作原理分类,可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。
(4)按传感器的基本效应分类,可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。
(5)按传感器的能量关系进行分类,分为能量变换型和能量控制型传感器。
(6)按传感器所蕴含的技术特征进行分类,可分为普通型和新型传感器。
传感器技术的发展趋势有哪些?(1)开展基础理论研究(2)传感器的集成化(3)传感器的智能化(4)传感器的网络化(5)传感器的微型化改善传感器性能的技术途径有哪些?(1)差动技术(2)平均技术(3)补偿与修正技术(4)屏蔽、隔离与干扰抑制(5) 稳定性处理第2章传感器的基本特性什么是传感器的静态特性描述传感器静态特性的主要指标有哪些答: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。
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、零点漂移、温度漂移。
传感器输入-输出特性的线性化有什么意义如何实现其线性化答:传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。
传感器与检测技术习题答案第一章1.1答:随着我国工业化、信息化步伐加快,现代化建设中的各行各业高效生产对传感器也检测技术的依赖逐步加深。
比如:先进的传感器技术助力现代化石油钻井平台建设。
为了能够可靠地采集钻井平台钴机塔架上运动部件的终点位置,使用了感应式传感器。
在整个新型钻井中共使用了60个这样的感应式传感器,方形的接近开关对钢质目标的感应距离增大到20mm,满足了近海海上勘探工作环境极为恶劣的所有要求。
1.2答:自动检测系统组成框图如下:信号调理J L,稳压电源对于传感器,一般要求是:①准确性:输出信号必须反映其输入量,即被测量的变化。
因此,传感器的输出与输入关系必须是严格的单值函数关系,最好是线性关系。
②稳定性:传感器的输入、输出的单值函数关系最好不随时间和温度二变化,受外界其他因素的干扰影响亦很小,重复性要好。
③灵敏度:即被测参量较小的变化就可使传感器获得较大的输出信号。
④其他:如耐腐蚀性、功耗、输出信号形式、体积、售价等。
1.3答:功能:信号调理:在检测系统中的作用是对传感器输出的微弱信号进行检波、转换、滤波、放大等,以方便检测系统后续处理或显示。
信号处理:信号处理时自动检测仪表,检测系统进行数据处理和各种控制的中枢环节,其作用和人类的大脑相类似。
区别:信号调理作用是把信号规格化,滤除干扰,信号处理则是提取信号中的信息,并对这些信息按照功能要求进行处理。
可以说,信号调理是进行信号处理的基础。
组成:信号调理:信号放大、信号滤波、A/D转换信号处理:主要是各种信号的嵌入式微控制器、专用高速数据处理器(DSP等1.4答:分类见表1-1(P8)1.5答:按照被测参量分类,可以分成测量:电工量、热工量、机械量、物性和成分量、光学量、状态量等。
1.6答:1•不断拓展测量范围,提高管检测精度和可靠性2重视非接触式检测技术研究3检测系统智能化第二章2.1答:随机误差:检测仪器或者测量过程中某些未知或无法控制的随机因素(如仪器某些原件器件性能不稳定、外界温度、湿度变化,空中电磁波扰动等)综合作用的结果。
传感器与检测技术(胡向东,第2版)习题解答王涛第1章概述1・1什么是传感器?答:传感器是能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置,通常由敏感元件和转换元件组成1.2传感器的共性是什么?答:传感器的共性就是利用物理定律或物质的物理、化学或生物特性,将非电量(如位移、速度、加速度、力等)输入转换成电量(电压、电流、频率、电荷、电容、电阻等)输出。
1.3传感器般由哪几部分组成?答:传感器的基本组成分为敏感元件和转换元件两部分,分别完成检测和转换两个基本功另外还需要信号调理与转换电路,辅助电源特征等分类,其中按输入量和工作原理的分类方式应用较为普遍①按传感器的输入量(即被测参数)进行分类按输入量分类的传感器以被测物理量命名,如位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。
②按传感器的工作原理进行分类根据传感器的工作原理(物理定律、物理效应、半导体理论、化学原理等),可以分为电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。
③按传感器的基本效应进行分类根据传感器敏感元件所蕴含的基本效应,可以将传感器分为物理传感器、化学传感器和生物传感器。
1.6改善传感器性能的技术途径有哪些?答:①差动技术;②平均技术;③补偿与修正技术;④屏蔽、隔离与干扰抑制;⑤ 稳定性处理。
第2章传感器的基本特性2.1什么是传感器的静态特性?描述传感器静态特性的主要指标有哪些?答:传感器的静态特性是它在稳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-输出关系中不含时间变量。
衡量传感器静态特性的主要指标是线性度、灵敏度、分辨率、迟滞、重复性和漂移。
2.3利用压力传感器所得测试数据如下表所示,计算非线性误差、迟滞和重复性误差。
设压力为OHPa时输出为OmV,压力为0. 12MPa时输出最大且为16. 50mV。
解:①求非线性误差,首先要求实际特性曲线与拟合直线之间的最大误差,拟合直线在输入量变化不大的条件下,可以用切线或割线拟合、过零旋转拟合、端点平移拟合等来近似地代表实际曲线的一段(多数情况下是用最小二乘法来求出拟合直线)。