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传感器原理课程教学参考与复习提纲

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教学参考与复习提纲 课程名称传感器原理

课程类型 过程性（）纯实践（）纯理论（）理论+实践（） 任课教师 适用年级 基础知识与习题 第一章 检测技术的基本概念 第一节 测量的基本概念及方法 从不同角度测量方法分类：根据测量的具体手段分：偏位式测量、零位式测量和微差式测量。

第二节 测量误差及数据处理 一、基本概念 （1）真值：理论真值 （2）实际值：相对真值 （3）示值：测量值 （4）测量误差：测量值与真值之间的差值。 示值相对误差： 引用相对误差（满度相对误差）： 最大满度相对误差： 仪表准确度等级： 最大示值相对误差: 二、误差的分类： 粗大误差，系统误差，随机误差。 随机误差的正态分布规律。 按被测量随时间变化的速度分类：静态误差，动态误差。 三、测量结果的数据统计处理: 置信区间：定义为随机变量取值的范围，常用正态分布的标准误差的倍数来表示。 置信概率P：随机变量在置信区间内取值的概率 置信水平：随机变量在置信区间以外取值的概率。 随机误差的正态分布规律，统计特点：集中性、对称性、有界性 算术平均值，用平均值计算出来的误差称为残余误差。 标准误差（方均根误差） ：误差列中各误差平方和的算术平均值再开方得到均方根误差。 对于等精度测量，当用残余误差来代替误差时，则使用贝塞尔公式计算标准误差（方均根误差） 。 标准误差可用于确定随机误差的正态分布曲线形状和离散度。 拉依达准则—— 3σ准则 四、测量系统静态误差的合成 绝对值合成法，方均根合成法

第三节 传感器及基本特性 一、传感器的组成 二、传感器分类 常用的分类方法 三、传感器基本特性 ：灵敏度、分辨力、线性度、迟滞误差。 线性度：端基线性度，最小二乘法线性度。 理想的线性特性 习题参考（带答案）

选择题 1. 用该表直流电压档测量实际值为2V电压，发现每次示值均为1.5V，该误差属于（ A ）。 A.系统误差 B.粗大误差 C.随机误差 D.动态误差

2. 压力传感器测量实际值80KPa的压力，示值为81KPa，其绝对误差为（ C ）。 A．2KPa B．4KPa C．1KPa D．5KPa 3. 某仪表厂生产的温度传感器量程为0-250C，测得此表最大绝对误差为2C，则其精度应定（C ）。 A. 0.1级 B. 0.5级 C. 1.0级 D.1.5级 4.在选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。这时必须考虑到被测量为仪表量程的（B ）左右为宜。 A.3倍 B.2/3倍 C.1.5倍 D.2倍 5.如x表示输入，y表示输出，则下列哪一项是理想的线性输入-输出特性（ B ） A. y=ax+b B. y=ax C. y=ax+bx2 D. y=ax+bx3 6.要使随机误差的置信概率达到99.7%，随机误差的置信区间取为（A ） A. （-3，+3）B. （-，+） C. （-∞，+∞） D. （-4，+4） 7.有一位移传感器，它的测量范围为0～400mm，精度为0.5级，其最大绝对误差为（C ） A. 1 mm B. 5 mm C. 2 mm D. 10 mm 8．某位移传感器在位移变化4mm时，输出电压变化300mv，此位移传感器的灵敏度为（ B ） A. 53 mv/mm B. 75 mv/mm C. 20 mv/mm D. 300 mv/mm 9. 用万用表测量10V直流电压，发现示值还不到4V，该误差属于（ B ） A.系统误差 B.粗大误差 C.随机误差 D.动态误差 10. 随机误差的置信区间为（-∞，+∞）时，随机误差的置信概率为（ C） A. 50% B. 0 C. 100% D. 93% 11. 用电流表测量实际值为10mA的直流电流，示值为10.8mA，此次测量的绝对误差为（ B ） A. 2mA B. 0.8mA C. 1mA D. 5mA 12. 某位移传感器在位移变化2mm时，输出电压变化200mv，此位移传感器的灵敏度为（ C ）A. 200 mv/mm B. 0.9 mv/mm C. 100 mv/mm D. 202 mv/mm 13. 某用户需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于0.9%，应购买压力表的等级是 （B ） A. 0 .2 B. 0 .5 C. 1 .0 D. 1.5 14．使用某压力传感器测量压力容器中的压力，压力实际值为50 KPa，传感器示值为49KPa，问此测量值中的实际相对误差为（ A ） A. 2% B. 0 C. 100% D. 93% 15. 用电容传感器测量工件厚度，其实际值为10 mm，传感器测量值为9.8mm，此次测量的绝对误差值是（ A ） A. -0.2mm B. 1mm C. 2 mm D. -0.1 mm 16. 某压力传感器测量实际值为80KPa的压力，示值为80.5KPa，示值相对误差x为（ A ） A.0.62% B. 1% C. 0.8% D. 6% 17. 有一温度传感器，测量范围为-100C～100C，该传感器满度值Am为（ B ） A. 100C B. 200C C. 400C D. 10C 18. 某用户需要购买压力传感器，希望满度相对误差小于1.4%，应购买压力表的等级是（A ） A. 1 .0 B. 0 .5 C. 2.0 D. 1.5 19.热电偶在冷端温度为零，热端温度增加5C，输出热电动势增加10uv，此热电偶的灵敏度为（B ） A. 5 uv/C B. 2uv/C C. 20uv/C D. 10uv/C 20. 传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的（ D ） A．线性度越好 B．迟滞越小 C．重复性越好 D．分辨力越高 21. 有-电压表的量程为0- 10 伏，接到电路进行测量，显示值为9伏，而该测量值的实际值为 8伏，满度相对误差 m 为 ( B ) A．12.5 % B．10 % C．11.1 % D．1 % 22. 有-电压表的量程为0-20 伏，接到电路进行测量，显示值为16伏，而该测量值的实际值为 14伏，引用相对误差 m 为( B ) A．12.5 % B．10 % C．11.1 % D．1 % 23.某压力表准确度等级为1.0级，量程为0～10MPa，此表的最大满度相对误差是（B ） A．±0.5 % B．±1 % C．±2.1 % D．±1.5 % 24. 某测温仪表厂生产的测温表满度相对误差均控制在0.9%~1.2%，该表的精度等级定为:( D ) A．1 .0 B. 0 .5 C. 0 .2 D. 1.5 25. 下列不属于传感器的静态特性指标是:( D) A．线性度 B．迟滞 C．重复性 D．超调量 26．使用某压力传感器测量压力容器中的压力，压力实际值为50 KPa，传感器示值为49KPa，问此测量值的绝对误差为（ C ） A. -2 KPa B. 0 KPa C. -1 KPa D. 5KPa 27.某温度传感测量实际值为65C的温度，测量得示值为66.1C，则其绝对误差为（C ） A.2.1C B. 1.5C C. 1.1C D.1.0C 28.被测量不随时间变化时所产生的误差是（ B ） A.动态误差 B.静态误差 C. 系统误差 D.粗大误差 29.有一电压表度为1.0级，可能出现的最大满度相对误差为（ A ） A. ±1.0% B. ±2.0% C. ±10% D. ±5.0% 30.传感器输出量增量与被测输入量增量之比，用K表示，是指传感器的（D ） A.分辨力 B.线性度 C.迟滞误差 D.灵敏度 31. 被测电压真值为 100V，用电压表测试时,示值为 80v，则示值相对误差为（D ） A. +25% B. -25% C. +20% D. -20% 32. 修正值与绝对误差的绝对值（ A ） A. 相等但符号相反 B. 不相等且符号相反 C. 相等且符号相同 D. 不相等但符号相同 33. 通常在相同的条件下，多次测量同一量时，误差的绝对值和符号保持恒定或在条件改变时，按某种规律而变化的误差称为（ B ） A.随机误差 B.系统误差 C.影响误差 D.固有误差。 34. 被测量的真值是 （B ） A.都是可以准确测定的 B.在某一时空条件下是客观存在的，但很多情况下不能准确确定 C.全部不能准确测定 D.客观上均不存在，因而无法测量 35.若σ是有限次测量的方均根误差，则算术平均值的方均根误差x为（ B）

A. n B. n C. n D. n 36. 在使用连续刻度的仪表进行测量时，一般应使被测量的数值尽可能在仪表满刻度值的多少倍以上(C ) A.1/4 B.1/2 C. 2/3 D.1/3 37. 某温度计刻度范围为0～600℃，通过检定在整个刻度范围内、最大基本误差为7.2℃，按 国家工业仪表的规定、该温度计的精度等级定为( C ) A.1.0级 B.1.2级 C.1.5级 D.2.0级 38.在一项对航空发动机页片稳态转速试验中，测得其平均值为20000 转/分钟。其中某次测量结果为20002 转/分钟，则此次测量的绝对误差（ A ） A．2 转/分钟 B．2 转/分钟 C．2 转/分钟 D．2 转/分钟 39. 被测电压真值为 100v ，用电压表测试时，指示值为 80v ，则示值相对误差为（B ） A.+25% B.-25% C.+20% D.-20% 40. 某温度计刻度范围为0～600℃，通过检定、在整个刻度范围内、最大基本误差为7.2℃、按国家工业仪表的规定、该温度计的精度等级为（ B ） A.1.0级 B.1.2级 C.1.5级 D.2.0级 41．在相同条件下多次测量同一量时，随机误差符合下列哪种说法（A ） A.绝对值和符号均发生变化 B.绝对值发生变化，符号保持恒定 C.符号发生变化，绝对值保持恒定 D.绝对值和符号均保持恒定 42．用一压力传感器测量某实际值为800KPa的压力，发现示值还不到500KPa，该值中的误差属于:（ B ） A.系统误差 B.粗大误差 C.随机误差 D.动态误差 43．传感器能检出被测信号的最小变化量，称为传感器的（ D ） A.灵敏度 B.线性度 C. 迟滞误差 D. 分辨力 44. 电位器式传感器是一种将什么转换成电阻值的传感元件（ A ） A.位移 B.力 C.压力 D.速度 45. 汽车衡所用的测力弹性敏感元件是( A ) A．实心轴 B．弹簧管 C．悬臂梁 D．圆环 填空题 1. 传感器正向特性和反向特性重合的程度越好，表示传感器的迟滞误差越小 。 2．示值相对误差定义为 绝对误差 与被测量示值的比值，通常用百分数表示。 3. 随机误差的大小和正态分布曲线的形态，可以用测量值的 标准 误差来衡量。 4.当测量次数 n 趋近无穷大时，测量值的实际值等于各次测量值的 算术平均 值 。 5.传感器正向特性曲线和反向特性曲线不重合的程度越大，表明传感器的迟滞误 差越大。

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传感器复习提纲

传感器复习提纲

复习提纲第1章 传感器概述1 构成信息技术的三大支柱是什么？它们各自起到什么作用2 什么是传感器？（传感器定义，包括广义和狭义）3 传感器由哪几个部分组成？分别起到什么作用？4 了解传感器的分类方法。

按检测的量分类有哪三大类？5 了解传感器的图形符号，其中符号代表什么含义。

第2章 传感器特性1 什么是传感器的静态特性？静态特性参数有哪些？（线性度、迟滞、重复性、灵敏度、分辨率、稳定性），各种参数代表什么意义，描述了传感器的哪些特征？特别要注意区分灵敏度和分辨力。

2 什么是传感器的动态特性？动态误差的理解。

3 传递函数的定义是什么？一阶系统和二阶系统的传递函数的表达式。

第3章 应变式传感器1 什么是应变效应？金属电阻丝应变片的灵敏度系数的表达式为： 0//12R Rk ρρμεε∆∆==++，其主要由材料的几何尺寸决定的。

2 什么是压阻效应？半导体应变片的灵敏度系数的表达式为： 0012100(12)k E k E μππμ=++≈>>+，50,因此，:，主要是由电阻率的变化所决定的。

3 电阻应变片测量电路，直流电桥电压灵敏度的定义：()021=/1u U n K E R R n =⋅∆+及其讨论（P28）， 4 比较电阻应变片组成的单桥、半桥、全桥电路，讨论各电路输出电压灵敏度、非线性误差补偿及温度补偿。

掌握半桥电路和全桥电路的应变片的布置方式。

5 典型的例子：有一吊车的拉力传感器如图所示，电阻应变片R 1、R 2、R 3、R 4粘贴在等截面轴上，已知R 1～R 4标称阻值为120Ω，桥路电压2V ，物重M 引起R 1、R 2变化增量为1.2Ω。

请连接出应变片电桥电路，计算出测得的输出电压和电桥的输出灵敏度，说明R 3、R 4可以起到什么作用？6 应变式传感器的应用（主要用于测力、压力和加速度的测量）。

第4章 电容式传感器1 电容传感器的工作原理及其结构类型？2 变极距型电容传感器的工作原理及其灵敏度定义（000/1C C k δδ∆==∆）及其讨论（P46），非线性误差的表达式。

传感器原理期末复习提纲

传感器原理期末复习提纲

传感器复习提纲第6章压电式传感器(考四个)2 压电材料的主要特性参数有哪些?试比较三类压电材料的应用特点。

特性参数：压电常数、弹性常数、介电常数、机电耦合系数、电阻、居里点；应用特点：压电晶体常用于精度和稳定性要求高的场合和制作标准传感器；压电陶瓷可制作热电传感器件用于红外探测器中，对高稳定性的传感器压电陶瓷受限制；新型压电材料包括压电半导体和有机高分子压电材料，前者既可用其压电性研制传感器又可用其半导体特性制作电子器件，两者结合集元件与电路为一体，研制成新型集成压电传感器系统；后者可制成大面积阵列传感器乃至人工皮肤。

3 试述石英晶片切型(yxlt+50°/45°)的含意。

xy表示晶片的原始方位，x表示厚度t的方向，y表示长度l的方向，逆时针旋转相应角度50°、45°。

4为了提高压电式传感器的灵敏度，设计中常采用双晶片或多晶片组合，试说明其组合的方式和适用场合。

7 简述压电式传感器前置放大器的作用、两种形式各自的优缺点及其如何合理选择回路参数?电压放大器.作用：把压电期间的高输出阻抗变换为传感器的低输出阻抗，并保持输出电压与输入电压成正比；优点：电路简单、成本低、工作稳定可靠；缺点：存在电缆干扰现象。

电荷放大器.作用：把压电器件高内阻的电荷源变换为传感器低内阻的电压源，以实现阻抗匹配，并使其输出电压与输入电荷成正比；优点：电路线性较好，无接长和变动电缆的后顾之忧；缺点：零漂现象。

1213石英晶体的直角坐标是如何定义的？第7章 热电式传感器（没有大题）1 热电式传感器有哪几类?它们各有什么特点?热电阻传感器：高温度系数、高电阻率、化学、物理性能稳定、良好的输出特性、良好的工艺性、便于批量生产、降低成本。

热电偶传感器：结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传。

2 常用的热电阻有哪几种?适用范围如何?铂：一般在册亮精度要求不高和测温范围较小时采用；铜：使用于温度较低和没有浸蚀性的介质中工作3 热敏电阻与热电阻相比较有什么优缺点?用热敏电阻进行线性温度测量时必须注意什么问题? 优点：电阻温度系数大、灵敏度高、结构简单、体积小、可以测量点的温度、电阻率高、热惯性小 适宜动态测量、易于维护和进行远距离控制、制造简单、使用寿命长。

高中物理 传感器(原理及典型应用) (提纲、例题、练习、解析)

高中物理 传感器(原理及典型应用) (提纲、例题、练习、解析)

传感器（原理及典型应用）【学习目标】1．知道什么是传感器，常见的传感器有哪些。

2．了解一些传感器的工作原理和实际应用。

3．了解传感器的应用模式，能够运用这一模式去理解传感器的实际运用。

4．了解传感器在生活、科技中的运用和发挥的巨大作用。

【要点梳理】要点一、传感器1．现代技术中，传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。

把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。

2．传感器原理传感器感受的通常是非电学量，如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等，而它输出的通常是电学量，如电压值、电流值、电荷量等，这些输出信号是非常微弱的，通常要经过放大后，再送给控制系统产生各种控制动作。

传感器原理如下图所示。

3．传感器的分类常用传感器是利用某些物理、化学或生物效应进行工作的。

根据测量目的不同，可将传感器分为物理型、化学型和生物型三类。

物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质（如电阻、电压、电容、磁场等）发生明显变化的特性制成的，如光电传感器、力学传感器等。

化学型传感器是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转换成为电学量的敏感元件制成的。

生物型传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的，用以检测与识别生物体内化学成分的传感器，生物或生物物质主要是指各种酶、微生物、抗体等，分别对应酶传感器、微生物传感器、免疫传感器等等。

要点二、光敏电阻光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻大小这个电学量，一般随光照的增强电阻值减小。

要点诠释：光敏电阻是用半导体材料制成的，硫化镉在无光时，载流子（导电电荷）极少，导电性能不好，随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好。

要点三、热敏电阻和金属热电阻1．热敏电阻热敏电阻用半导体材料制成，其电阻值随温度变化明显。

如图为某一热敏电阻的电阻—温度特性曲线。

要点诠释：（1）在工作温度范围内，电阻值随温度上升而增加的是正温度系数（PTC）热敏电阻器；电阻值随温度上升而减小的是负温度系数（NTC）热敏电阻器。

光纤传感技术与应用复习提纲

光纤传感技术与应用复习提纲

《光纤传感技术与应用》复习提纲第一章光纤传感器1．1．1 光纤传感器的定义及分类传像光纤的作用传感器光振幅相位光纤传感器的基本原理偏振态波长温度压力光纤传感器可以测量的物理量磁场、电场位移转动用方框图表示光纤传感原理示意图（图1-1-1 光纤传感原理示意图）传感型：利用外界因素改变光纤中光的强度（振幅）、相位、偏振态或波长（频率），从而对外界因素进行讲师和数据传输的，称为传感型（功功能型光纤传感器。

特点是传感合一（信息获取和传输都在光纤中完成。

光纤传感器分类传光型：利用其他敏感元件测得物理量，由光纤进行数据传输。

特点是充分利用现有传感器，便于推广应用。

散射型干涉型（相位型）按传感原理分类：偏振型微弯型荧光型1．1．2 光纤传感器的特点（1）抗电磁干扰、绝缘、耐腐蚀；适用于强电磁干扰、易燃、易爆、强腐蚀环境下使用。

（2）灵敏度高；长光纤可以灵敏地探测光波的干涉，适用于测量水声、加速度、位移、温度、磁场。

（3）重量轻、体积小、形状可变；（4）测量对像广泛；力学、物理、核物理、航空、航天。

（5）对被测介质影响小；（6）便于复用，便于成网；（7）成本低1．2 振幅调制传感型光纤传感器（1）什么是：利用外界因素引起的光纤中光强的变化来探测物理量等各种参量的光纤传感器称为振幅调制传感型光纤传感器。

改变微弯状态改变耦合条件（2）用来改变光纤中光强的办法改变吸收特性改变折射率分布1．2．1 光纤微弯传感器原理：利用微弯损耗的变化，来探测外界物理量的变化。

微弯损耗：多模光纤微弯时，部分芯模能量转化为包层模能量。

通过测量芯模能量或包层能量的变化来测量位移或振动等参量。

光纤微弯传感器原理图1．2．2 光纤受抑全内反射传感器一、透射式原理：全内反射缺点：需要精密的机械调整和固定装置，不利于现场环境使用。

透射式光纤受抑全内反射传感器简图二、反射式原理：也可以利用外界介质折射率变化，改变临界全反射条件，使反射光强变弱，从而测量外界物理量变化。