第1章 绪论
1、 本章知识要点：传感器的共性；传感器的基本的基本组成和典型组成；传感器的两个基本功能；传感器的分类；传感器技术的发展趋势。
2、本章重点：传感器的定义与组成；传感器的分类。
一、选择题
1、 下列不属于按传感的工作原理进行分类的传感器是（ ）
A．应变式传感器 B．化学型传感器
C．压电式传感器 D．热电式传感器
2、随着人们对各项产品技术含量要求的不断提高，传感器也朝向智能化方向发展。其中，典型的传感器智能化结构模式是（ ）
A．传感器+通信技术 B．传感器+微处理器
C．传感器+多媒体技术 D．传感器+计算机
3、传感器主要完成两方面的功能：检测和（ ）
A．测量 B．感知 C．信号调节 D．转换
4、传感器技术主要体现在：（ ）
A．传感技术是产品检验和质量控制的重要手段
B．传感技术在系统安全经济运行监测中得到了广泛应用
C．传感技术及装置是自动化系统不可缺少的组成部分
D．传感技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步
A．信息获取 B．信息转换 C．信息处理 D．信息传输
二、填空题
1、传感器是能感受被测量并按照（ ）转换成可用输出信号的器件或装置，通常由直接响应于被测量的（ ）、产生可用信号输出的（ ）以及相应的（ ）组成。
2、传感技术的共性，就是利用物理定律和物质的（ ），将（ ）转换成（ ）。
3、（ ）是人们为了对被测对象所包含的信息进行定性了解和定量掌握所采取的一系列技术措施。
第2章 传感器的基本特性
1、本章知识要点：传感器基本特性的含义；传感器所测物理量的两种基本形式；传感器的静态特性和动态特性的定义；衡量传感器静态特性的主要指标及其各自的含义；产生迟滞和重复性问题的原因；传感器动态特性的分析方法；线性时不变系统的叠加性和频率保持性；一阶、二阶传感器的频率特性分析；传感器标定和校准的含义；传感器的标定方法。
08自动化章节习题解答
1 第一章 基础习题答案
1．什么是传感器？它由哪几个部分组成？分别起到什么作用？
解：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置，能完成检测任务；传感器由敏感元件，转换元件，转换电路组成。敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量；转换元件把敏感元件的输出作为它的输入，转换成电路参量；上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出。
2．传感器技术的发展动向表现在哪几个方面？
解：（1）开发新的敏感、传感材料：在发现力、热、光、磁、气体等物理量都会使半导体硅材料的性能改变，从而制成力敏、热敏、光敏、磁敏和气敏等敏感元件后，寻找发现具有新原理、新效应的敏感元件和传感元件。
（2）开发研制新型传感器及组成新型测试系统
① MEMS技术要求研制微型传感器。如用于微型侦察机的CCD传感器、用于管道爬壁机器人的力敏、视觉传感器。
② 研制仿生传感器
③ 研制海洋探测用传感器
④ 研制成分分析用传感器
⑤ 研制微弱信号检测传感器
（3）研究新一代的智能化传感器及测试系统：如电子血压计，智能水、电、煤气、热量表。它们的特点是传感器与微型计算机有机结合，构成智能传感器。系统功能最大程度地用软件实现。
（4）传感器发展集成化：固体功能材料的进一步开发和集成技术的不断发展，为传感器集成化开辟了广阔的前景。
（5）多功能与多参数传感器的研究：如同时检测压力、温度和液位的传感器已逐步走向市场。
3. 时间常数为0.001秒的一阶装置对正弦信号进行测量，要求振幅误差在5%以内，求该装置能够测量的正弦信号的最高频率。
解:
τ=0.001
100/5])2(1[11)(1212ffH …………7
f=52.3 ……………………………………….3
4.设时间常数为5s的温度计，从C20的室温条件下突然输入C80的水中，经过15s之后，温度计的指示值为多少度?(77℃)
绪论
一、传感器的定义、组成、分类、发展趋势
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或装置，通常由敏感元件和转换元件构成。
如果传感器信号经信号调理后，输出信号为规定的标准信号（0~10mA,4~20mA;0~2V,1~5V;…），通常称为变送器，
分类：
按照工作原理分，可分为：物理型、化学型与生物型三大类。物理型传感器又可分为物性型传感器和结构型传感器。
按照输入量信息：
按照应用范围：
传感器技术: 是关于传感器的研究、设计、试制、生产、检测和应用的综合技术.
发展趋势: 一是开展基础研究，探索新理论，发现新现象，开发传感器的新材料和新工艺；二是实现传感器的集成化、多功能化与智能化。
1．发现新现象；
2．发明新材料；
3．采用微细加工技术；
4．智能传感器；
5．多功能传感器；
6．仿生传感器。
二、信息技术的三大支柱
现在信息科学（技术）的三大支柱是信息的采集、传输与处理技术，即传感器技术、通信技术和计算机技术。
课后习题
1、什么叫传感器，它由哪几部分组成？它们的作用与相互关系？
传感器(transducer/sensor)：能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（国标GB7665—2005）。通常由敏感元件和转换元件组成。
敏感元件：指传感器中能直接感受或响应被测量并输出与被测量成确定关系的其他量(一般为非电量)部分。
转换元件：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可用输出信号(一般为电信号)部分。
信号调理电路(Transduction circuit) ：由于传感器输出电信号一般较微弱，而且存在非线性和各种误差，为了便于信号处理，需配以适当的信号调理电路，将传感器输出电信号转换成便于传输、处理、显示、记录和控制的有用信号。
第一章 传感器的一般特性
1. 传感器的基本特性
动态特性 静态特性
传感器知识点
一、电阻式传感器
1) 电阻式传感器的原理：将被测量转化为传感器电阻值的变化，并加上测量电路。
2) 主要的种类：电位器式、应变式、热电阻、热敏电阻
应变电阻式传感器
1) 应变：在外部作用力下发生形变的现象。
2) 应变电阻式传感器：利用电阻应变片将应变转化为电阻值的变化
a. 组成：弹性元件+电阻应变片
b. 主要测量对象：力、力矩、压力、加速度、重量。
c. 原理：作用力使弹性元件形变发生应变或位移应变敏感元件电阻值变化通过测量电路变成电压等点的输出。
3) 电阻值：ALR(电阻率、长度、截面积)。
4) 应力与应变的关系：E(被测试件的应力=被测试件的材料弹性模量*轴向应变)
5) 应力与力和受力面积的关系：（面积）（力）（应力）AF
6) 应变片的种类：
种类 金属电阻应变片（应变为主） 半导体电阻应变片（压阻为主）
灵敏度 21 ）（/
优点 散热好允许通过较大电流
电阻应变的温度补偿：电桥补偿
应注意的问题：
a. R3=R4；
b. R1与R2应有相同的温度系数、线膨胀系数、应变灵敏度、初值；
c. 补偿片的材料一样，个参数相同；
d. 工作环境一样；
测量电路：直流电桥、交流电桥
直流电桥 交流电桥
平衡条件 R1R4=R2R3
输出电压
44.1'URRUO
典型应用
种类 被测量
电阻式力传感器 荷重或力
电阻式压力传感器 流动介质
~液体重量传感器 容器内液体的重量
~加速度传感器 加速度
~差压传感器 气动测量
二、电感式传感器
1) 电感式传感器的原理：将输入物理量的变化转化为线圈自感系数L或互感系数M的变化。
2) 种类：变磁阻式、变压器式、电涡流式。
3) 主要测量物理量：位移、振动、压力、流量、比重。
变磁阻电感式传感器
1) 原理：衔铁移动导致气隙变化导致电感量变化，从而得知位移量的大小方向。
