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传感器习题10及答案

传感器习题10及答案
传感器习题10及答案

习题一

1、传感器就是把非电量转换成电量的装置。

2、传感器是由敏感元件、转换元件和测量电路组成。

3、按照其被测量,传感器可分为力、位移、速度、加速度传感器等。

4、传感器的静态特性主要由测量范围、量程、精度、灵敏度、线性度、分辨率、重复性、迟滞、漂移、稳定性等量来描述。

5、检测技术主要研究被测量的测量原理、测量方法、检测系统和数据处理等方面的内容。

6、检测系统是由被测对象、传感器、数据传输环节、数据处理环节和数据显示环节构成。

7、线性电位器式传感器又可分为直线位移式的和角位移式的,分别用来测直线位移和角位移。

8、常用的线绕式电位器通常由电阻丝、电刷及骨架构成。

9、应变效应是指导体或半导体材料在受到外界力(拉力或压力)作用时,将产生机械变形,进而导致其电阻值的变化。

10、电容式传感器有变面积式电容传感器、变极距式电容传感器、变介质式电容传感器、电容栅式传感器四种。

二、判断题:

1、电位器是一种把线位移或角位移转换成电阻或电压输出的传感元件。(√)

2、电阻应变片的温度误差补偿方法有自补偿法、线路补偿法、计算补偿。(╳)

3、自感式传感器由线圈和衔铁两部分组成。(╳)

4、电涡流式传感器是一种建立在涡流效应原理上的传感器,它主要实现接触测量。(╳)

5、变面积式电容传感器的是非线性的。(╳)

6、压电效应产生的电荷大小和极性与施加力大小和方向无关。(╳)

7、热电偶两端的热电动势是由两种导体的接触电荷和单一导体的温差电动势所组成。(╳)

8、热电动势是热电效应产生的电动势,它包括接触电动势和温差电动势。(√)

9、光电传感器能够将光量的变化转换为电量的变化,其基本原理就是光电效应。(√)

10、微波以波的形式向四周辐射,当波长远小于物体尺寸时,微波具有似光性;当波长和物体尺寸有相同数量级时,微波又有近于声学的特性。(√)

三、简答题:

1、简述传感器的发展趋势?

答:(1)发现利用新现象、新效应;

(2)开发新材料;

(3)采用高新技术;

(4)拓展应用领域;

(5)提高传感器的性能;

(6)传感器的微型化与低功耗;

(7)传感器的集成化与多功能化;

(8)传感器的智能化与数字化;

(9)传感器的网络化。

2、什么是测量误差?

答:在检测过程中,被测对象、检测系统、检测方法和检测人员都会受到各种变动因素的影响。而对被测量的转换,有时也会改变被测对象原有的状态。这就造成了检测结果和被测量的客观真值之间存在一定的差别,这个差值称为测量误差。简言之,测量误差就是测量值与真实值之间的差值,它反映了测量的精度。测量误差的主要来源可以概括为工具误差、环境误差、方法误差和人员误差等。

3、电阻应变片的主要特性有哪些?

答:1. 横向效应

2. 机械滞后、零漂和蠕变

3. 温度效应。

4、压电效应?

答:压电效应就是指当沿着一定方向对某些物质施力(拉力或压力)而使其变形时,在它的两个表面上会出现电荷的聚集,当外力去掉后,又重新恢复不带电状态的现象。

四、问答题:

1、测量方法有几种?

答:1) 直接测量、间接测量和组合测量

(1)直接测量。在使用仪表进行测量时,对仪表读数不需要经过任何运算,就能直接表示测量所需要的结果,称为直接测量。

(2)间接测量。有的被测量无法或不便于直接测量,这就要求在使用仪表进行测量时,首先对与被测物理量有确定函数关系的几个量进行测量,然后将测量值代入函数关系式,经过计算得到所需的结果,这种方法称为间接测量。

(3)组合测量(又称联立测量)。经过求解联立方程组,才能得到被测物理量的最后结果,则称这样的测量为组合测量。

2) 偏差式测量、零位式测量与微差式测量

偏差式测量是用仪表指针的位移(即偏差)决定被测量的量值。零位式测量使用指零仪表的零位指示检测测量系统的平衡状态,在测量系统平衡时,用已知的标准量决定被测量的量值的测量方法。微差式测量是综合了偏差式测量与零位式测量的优点而提出的一种测量方法。它将被测量与已知的标准量相比较,取得差值后,再用偏差法测得此差值。

3) 等精度测量与非等精度测量

在整个测量过程中,若影响和决定测量精度的全部因素(条件)始终保持不变,即在同样的环境条件下,对同一被测量进行多次重复测量,称为等精度测量。

用不同精度的仪表或不同的测量方法,或在环境条件相差很大的情况下对同一被测量进行多次重复测量称为非等精度测量。

4) 静态测量与动态测量

被测量在测量过程中认为是固定不变的,这种测量称为静态测量。若被测量在测量过程中是随时间不断变化的,这种测量称为动态测量。

在实际测量过程中,一定要从测量任务的具体情况出发,经过认真的分析后,再决定选用哪种测量方法。

2、压阻式传感器工作原理是?

答:固体受到作用力后,电阻率就要发生变化,进而引起电阻的变化,这种效应称为压阻效应。半导体材料的压阻效应特别强。对于半导体应变片,有

ρ

ρ

εμ?+

+=?)21(R R 其中由材料几何尺寸变化而引起电阻的变化很小,可忽略不计,故0)21(≈+μ,而

ρ

ρ

?很大。也就是说,半导体材料电阻的变化主要由半导体材料电阻率的变化所造成的,则

ρ

ρ

?≈

?R R 又因半导体电阻率相对变化量,所以

l

l

E

l ??πρ

ρ

= 式中,l π为半导体材料的压阻系数,它与半导体材料种类、应力方向、杂质浓度及环境温度有关,E 为半导体材料的弹性模量。因此

l l l E l

l

E R R εππρρ=?=?≈? 上式说明,半导体材料的电阻值变化,主要是由电阻率变化引起的,而电阻率ρ的变化是由应变引起的。

由此可见,当半导体应变片受到外界应力的作用时,其电阻(率)的变化与受到应力的大小成正比,这就是压阻传感器的工作原理。

五、计算题:

1、现有0.5级的0~300℃和1.0级的0~100℃的两个温度计,欲测量80℃的温度,试问选用哪一个温度计好?为什么?

解:0.5级温度计测量时可能出现的最大绝对误差、测量80℃可能出现的最大示值相对误差分别为

()%

875.1%10080

5

.1%1005.10300%5.01

1111

=?=?=

=-?=A ?=?χ

χ

γγχ

χm m m m 1.0级温度计测量时可能出现的最大绝对误差、测量80℃时可能出现的最大示值相对误差分别为

()%

25.1%10080

1

%10010100%0.12

2222

=?=?=

=-?=A ?=?χ

χ

γγχ

χm m m m

计算结果,显然用1.0级温度计比0.5级温度计测量时,示值相对误差反而小。因此在选用仪表时,不能单纯追求高精度,而是应兼顾精度等级和量程。

2、镍铬-镍硅热电偶,工作时其自由端温度为30℃,测得热电势为39.17mV,求被测介质的实际温度。

解:由t0=0℃,查镍铬-镍硅热电偶分度表,E(30,0)=1.2mV,又知E(t,30)=39.17mV 所以E(t,0)= E(30,0)+E(t,30)=1.2mV+39.17mV=40.37mV。

再用40.37mV反查分度表得977℃,即被测介质的实际温度。

习题二

一、填空:

1、传感器的基本用途可归结为:(1)生产工程的测量与控制;(2)环境监测与保护;(3)交通运输与资源探测;(4)医疗卫生和家用电器。

2、在过程工业中,需要经常检测的“四大参数”为湿度、压力、流量和液面。此外还包括密度、粘度等参数。与“四大参数”相比,这些参数的检测和控制更困难。

3、压力传感器中按原理主要有如下几种:电容式、电感式、电阻应变片式、压阻半导体式、压电式等传感器。其中电容式压力传感器灵敏度高、稳定性好,可以测量从声压到几十兆帕的压力。

4、声即声音,通常指人耳能感觉到的空气振动。广义而言,声音是各种弹性介质中的机械波,包括人耳不能感知的振动。介质可以是各种气体、液体和固体。

5、超声具有方向性好、穿透力强、在液体、固体中衰减很小、能量易于集中等优点。因此超声可用于工业检测、探伤、测距、测速、清洗、焊接、医学成像诊断、碎石等。在工业、农业、国防、医药卫生和科学研究等方面得到广泛的应用。

6、光是由粒子即光子所组成,这种粒子具有一定的质量、能量和动量。因此,光既具有波动的本性,又具有粒子性。

7、光电效应分为内光电效应和外光电效应。

8、光敏三极管有PNP型和NPN型两种。光敏三极管的结构与一般三极管很相似,只是它的发射极一边做得很大,以扩大光的照射面积,并且其基极通常不连接引线。

9、工程上把红外线所占据的波段分为四部分:近红外、中红外、远红外和极远红外。

10、工业上,常采用冷端自动补偿法,也就是电桥补偿法。这种补偿方法是在热电偶和测量仪表间接入一个不平衡电桥,也称为冷端温度补偿器。

二、判断:

1、人耳能听到的声音的频率范围一般为20Hz~20kHz,称为可听声。频率高于20kHz的声称为超声。(√)

2、微波以波的形式向四周辐射,当波长远小于物体尺寸时,微波具有似光性;当波长和物体尺寸有相同数量级时,微波又有近于声学的特性。(√)

3、微波在空间传播的形式实质上是交变电流,它由一定能量的、不连续的“能量子”所组成。(╳)

4、发射微波信号时,先由波导管将微波振荡器产生的振荡信号传输到天线,再通过天线向外发射。为了使发射的微波具有尖锐的方向性,天线需要具有特殊的结构。如喇叭形天线、抛物面天线、介质天线与隙缝天线等。(√)

5、开关型集成霍尔传感器是利用霍尔效应与集成电路技术结合而制成的一种光敏传感器。(╳)。

6、霍尔式压力传感器就是一种将非电量转换成位移量的传感器。(√)

7、所谓光电效应是指在光的照射下一些金属、金属氧化物或半导体材料释放电子的现象。(√)。

8、光的波长越短,即频率越低,其光子的能量也越大;反之,光的波长越长,其光子的能量也就越大(╳)。

9、红外传感器是用来检测物体红外辐射的敏感器件。所谓红外辐射就是红外光,红外光是太阳光谱的一部分,其波长范围为0.76~10000μm。(╳)

10、若把两个热电极的一个端点焊接在一起组成热端,就构成了热电偶。(√)

三、简答题:

1、简述传感器测试电路基本组成?

答:

2、画出传感器在伺服控制系统中的应用组成图

答:

3、简述过程工业控制用传感器的要求?

答:过程工业控制用传感器的要求有三点。

(1)智能化。

(2)高可靠性和稳定性。

(3)高精度和优异的动态特性。

4、简述超声波探伤仪。

答:超声波探伤仪,采用超声波原理可对金属及非金属材料与缺陷特征值进行检测,例如可检测钢板中存在的缺陷,可对焊缝、锻件、铸件、复合材料进行探伤。超声波探伤是无损检测技术的重要组成部分。以超声波原理制成的探伤仪器称为超声波探伤仪。

超声波探伤仪种类繁多,而其中的脉冲波探伤仪是最常用的一种,其基本工作原理为:探伤仪向被测试件发射脉冲波,由被测试件底部反射回来的声波与在被测试件中遇到缺陷所反射回来的声波的幅度是有区别的,根据反射回来的声波来判断缺陷状况。

5、微波的特点?

答:(1)、微波的频率较高,传播指向性强;

(2)、微波的波长短,因此遇到各种障碍物容易被反射;

(3)、微波的穿透力较强,不易受环境因素影响,例如烟雾、灰尘、强光等;

(4)、介质对微波的吸收作用与介质的介电常数有关,其中水对微波的吸收作用最强。

四、问答题:

1、传感器选用的基本原则是什么?

答:传感器选用的基本原则可以总结为两点。

(1)与测量条件有关的因素。

(2)与传感器有关的技术指标。

以上是有关选择传感器时主要考虑的因素。此外传感器的安装方法也是实际使用中常常需要考虑的问题之一。总之,如何正确合理的选用传感器,是传感器应用之前必须要认真分析和重点关注的问题之一。

2、工业应用中怎样实现传感器信号的远距离传输?

答:工业自动化中,信号常常需要远距离传输,而直接传送电压信号,由于传输线越长,电

阻越大,因此远距离时,传送的信号容易被衰减。从而导致接收端测得的信号不准确。此外长距离传送电压信号,在传输线上必然引入干扰,这种干扰往往使后级电路不能正常工作。因此,信号的远距离传输是传感器在工业自动化应用中必需关注的问题之一。目前的解决途径有两种方法。

(1)选用电流输出型传感器(适用于功耗较大的敏感元件);如图1所示。

(2)采用高精度电流输出型模块,将电压信号转换成4~20mA电流信号输出(见图2)。

图1 标准4~20mA两线制传感器的应用

图2 信号转换模块的应用

两线制传感器既可采集电流信号、亦可采集电压信号。不管传输线长短。在负载电阻(一般取300Ω)上,测得的信号电压不会随传输线长度的改变而变化。对于已经采用电压输出信号的传感器,为了保证信号的远距离传输不受衰减和干扰,可以选用高精度转换模块,将电压输出改为电流输出后再进行远距离传输。

五、计算题:

温度传感器对某温度进行12次等精度测量,测量数据(℃)如下

20.46,20.52,20.50,20.52,20.48,20.47,

20.50,20.49,20.47,20.49,20.51,20.51

要求对该组数据进行分析整理,并写出最后结果。

解:1)记录填表将测量数据xi(i =1、2、3、……12)按测量序号依次列在表格中。

2)计算

①求出测量数据列的算术平均值。

49.2092.24512

1

12111211≈?===∑∑--i i n i i x x n x

②计算各测量值的残余误差

x x p i i -=。当计算无误时,理论上有 01

=∑-n

i i p ,但

实际上,由于计算过程中四舍五入所引入的误差,此关系式往往不能满足。本题中。

0004.012

1

≈=∑-i i

p

③计算标准误差。

由于

14

21068.44?=∑i

p

,于是02.011

1068.441

4

12

1

2

≈?=

-=

--∑n p

i i

σ

(3)判别坏值

本题采用拉依达准则检查坏值,因所有测量值的剩余误差均满足,显然数据中无坏值。 (4)写出测量结果

006.0==

n

σ

σ

所以,测量结果可表示为

018.049.203 ==σx x (oC )。

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压电式传感器 一、选择填空题: 1、压电式加速度传感器是(D )传感器。 A、结构型 B、适于测量直流信号 C、适于测量缓变信号 D、适于测量动态信号 2、沿石英晶体的光轴z的方向施加作用力时,(A )。 A、晶体不产生压电效应 B、在晶体的电轴x方向产生电荷 C、在晶体的机械轴y方向产生电荷 D、在晶体的光轴z方向产生电荷 3、在电介质极化方向施加电场,电介质产生变形的现象称为(B )。 A、正压电效应 B、逆压电效应 C、横向压电效应 D、纵向压电效应 4、天然石英晶体与压电陶瓷比,石英晶体压电常数(C),压电陶瓷的稳定性(C )。 A、高,差 B、高,好 C、低,差 D、低,好 5、沿石英晶体的电轴x的方向施加作用力产生电荷的压电效应称为(D)。 A、正压电效应 B、逆压电效应 C、横向压电效应 D、纵向压电效应 6、压电式传感器可等效为一个电荷源和一个电容并联,也可等效为一个与电容相串联的电压源。 7、压电式传感器的输出须先经过前置放大器处理,此放大电路有电压放大器和电荷放大器两种形式。 二、简答题 1、什么是压电效应?纵向压电效应与横向压电效应有什么区别? 答:某些电介质,当沿着一定方向对其施加外力而使它变形时,内部就产生极化现象,相应地会在它的两个表面上产生符号相反的电荷,当外力去掉后,又重新恢复到不带电状态,这种现象称压电效应。通常把沿电轴X-X方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向压电效应”;而把沿机械轴Y-Y方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“横向压电效应”;所以纵向压电效应与横向压电效应的主要区别在于施力方向不同,电荷产生方向也不同。 2、压电式传感器为何不能测量静态信号? 答:因为压电传感元件是力敏感元件,压电式传感器是利用所测的物体的运动产生的相应的电信号,而静态的不能产生相应的电信号。所以压电式传感器不能测量静态信号。

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1.用测量围为-50~150kPa 的压力传感器测量140kPa 压力时,传感器测得示值为142kPa ,求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。 解:真值L=140kPa, 测量值x=142 kPa 绝对误差Δ=x-L=142-140=2 kPa 实际相对误差 标称相对误差 引用误差 2 .用电位差计测量电势信号x E (如图所示),已知: ,10,10,5,2,42121Ω=Ω=Ω===p r R R mA I mA I 电路中电阻 p r R R ,,21的定值系统误差分别为 ,005.0,01.0,01.021Ω+=?Ω+=?Ω+=?p r R R 设检流计A 、上支 路电流1I 和下支路电流2I 的误差忽略不计。求修正后的x E 的大小。 解:1122()x p E r R I R I =+- 当不考虑系统误差时,有0(105)410240x E mV =+?-?= 已知12,,p r R R 存在系统误差,按照误差合成理论,可得 2100% 1.43%140L δ?= ?==2 100% 1.41%142 x δ?'=?= =100%100%2 1% 150(50) m x γ?? =?= ?= =--测量上限-测量下限

11122 40.00540.0120.010.04x p E I r I R I R mV ?=?+?-?=?+?-?= 修正后的E x 为0400.0439.96x x x E E E mV =-?=-= 3. 某压力传感器测试数据如表所示,计算非线性误差、迟滞和重复性误差。 解: 1).先分别求出三次测量正行程、反行程及正反行程的平均值:

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1-7 已知某温度计测量范围0~200℃,检测测试其最大误差 4max =?Y ℃,求其满度相对误差,并根据精度等级标准判断精度等级。 解:Y FS =200-0=200 由A=ΔA/Y FS *100%有 A =4/200*100%=2%。 精度特级为2.5级。 1-11:解:(1)切线法: 1 2 1 1 ,02 1 2/1)0()1(21 21 +===+===+?=-x y y x b x y x dx dy x dx dy 则当设 线性度: %1.10%10025 .0,02525.0,5.00 21 )1(21)0() 12 1 (1.max .max 21=??= =-=?=<-+=?>+-+=?-S F L S F Y y Y y x x dx y d x x x y δ则时, 端基法:

1 )26(2 62 3,5.0+-=-===x y k y x 则则 线性度: % 526.2,1067596.50, 2373.022474.05.0)26(]1)26[(13max .=?=?=?==?-=+--+=?-L S F y dx y d x Y x x y δ求导得:同理: 最小二乘法:设y=kx+b 61237 .047328.034205.021909.010488.0025.016.009.004.001.002247 .11832.11401.10954.10488.115.04.03.02.01.002xy x y x 9945 .04835.0:9945.0) (64835 .0) (6625 .2)(55.0,75167.16922.6,5.12 2 2 2 2 2 2 +==-?-?= =--?======∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑x y x x xy x y x a x x y x xy k x x xy y x 求得则 线性度:% 50.210063.60694.0) 9945.04835.0(13 =?=?=+-+=?-L y x x x y δ时,同理求得: 1-12:解:

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一、填空(30分,每空1.5分) 1、有一温度计,它的量程范围为0∽200℃,精度等级为0.5级。该表可能出现的最大误差为,当测量100℃时的示值相对误差为。 2、在选购线性仪表时,必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的 倍左右为宜。 3、传感器由、、三部分组成。 4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护,应选择型热敏电阻。 5、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω,则其分度号是,对 于镍铬-镍硅热电偶其正极是。 6、霍尔元件采用恒流源激励是为了。 7、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于测量。 二、选择题(30分,每题2分) 1、在以下几种传感器当中属于自发电型传感器。 A、电容式 B、电阻式 C、压电式 D、电感式 2、的数值越大,热电偶的输出热电势就越大。 A、热端直径 B、热端和冷端的温度 C、热端和冷端的温差 D、热电极的电导率 3、将超声波(机械振动波)转换成电信号是利用压电材料的。 A、应变效应 B、电涡流效应 C、压电效应 D、逆压电效应 4、在电容传感器中,若采用调频法测量转换电路,则电路中。 A、电容和电感均为变量 B、电容是变量,电感保持不变 C、电感是变量,电容保持不变 D、电容和电感均保持不变 5、在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入,可测得最大的容量。 A、塑料薄膜 B、干的纸 C、湿的纸 D、玻璃薄片 6、热电阻测量转换电路采用三线制是为了 A、提高测量灵敏度 B、减小非线性误差 C、提高电磁兼容性 D、减小引线电阻的影响 7、当石英晶体受压时,电荷产生在。 A、Z面上 B、X面上 C、Y面上 D、X、Y、Z面上 8、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是。 A、悬臂梁 B、弹簧管 C、实心轴 D、圆环 9、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是。 A、补偿热电偶冷端热电势的损失 B、起冷端温度补偿作用 C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D、提高灵敏度 10、减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是。 A、减小激励电流 B、减小磁感应强度 C、使用电桥调零电位器 11、测得某检测仪表的输入信号中,有用信号为20毫伏,干扰电压也为20毫伏, 则此时的信噪比为。 A、20dB B、1 dB C、0 dB 12、发现某检测仪表机箱有麻电感,必须采取措施。 A、接地保护环 B、将机箱接大地 C、抗电磁干扰 13、在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸,该加工检测装置是采了 测量方法。 A、微差式 B、零位式 C、偏差式

传感器题库及答案

第一章检测技术的基本概念 一、填空题: 1、传感器有、、组成 2、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下,输出与输入的比值。 3、从输出曲线看,曲线越陡,灵敏度。 4、下面公式是计算传感器的。 5、某位移传感器的输入变化量为5mm,输出变化量为800mv,其灵敏度为。 二、选择题: 1、标准表的指示值100KPa,甲乙两表的读书各为 KPa和 KPa。它们的绝对误差为。 A 和 B 和 C 和 2、下列哪种误差不属于按误差数值表示。 A绝对误差 B相对误差 C随机误差 D引用误差 3、有一台测量仪表,其标尺范围0—500 KPa,已知绝对误差最大值 P max=4 KPa,则该仪表的精度等级。 A 级 B 级 C 1级 D 级 4、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。应选购的仪表量程为测量值的 倍。 A3倍 B10倍 C 倍 D 倍 5、电工实验中,常用平衡电桥测量电阻的阻值,是属于测量, 而用水银温度计测量水温的微小变化,是属于测量。 A偏位式 B零位式 C 微差式 6、因精神不集中写错数据属于。 系统误差 B随机误差 C粗大误差 7、有一台精度级,测量范围0—100 KPa,则仪表的最小分格。 A45 B40 C30 D 20 8、重要场合使用的元件或仪表,购入后进行高、低温循环老化试验,目的是为了。 A提高精度 B加速其衰老 C测试其各项性能指标 D 提高可靠性 9、传感器能感知的输入量越小,说明越高。 A线性度好 B迟滞小 C重复性好 D 分辨率高 三、判断题 1、回差在数值上等于不灵敏度 ( ) 2、灵敏度越大,仪表越灵敏() 3、同一台仪表,不同的输入输出段灵敏度不同() 4、灵敏度其实就是放大倍数() 5、测量值小数点后位数越多,说明数据越准确() 6、测量数据中所有的非零数字都是有效数字() 7、测量结果中小数点后最末位的零数字为无效数字() 四、问答题 1、什么是传感器的静态特性,有哪些指标。 答:指传感器的静态输入、输出特性。有灵敏度、分辨力、线性度、迟滞、稳定性、电磁兼容性、可靠性。

《传感器》唐文彦习题答案

第一章 思考题与习题 1、什么是传感器的静态特性它有哪些性能指标 答:输入量为常量或变化很慢情况下,输出与输入两者之间的关系称为传感器的静态特性。它的性能指标有:线性度、迟滞、重复性、灵敏度与灵敏度误差、分辨率与阈值、稳定性、温度稳定性、抗干扰稳定性和静态误差(静态测量不确定性或精度)。 2、传感器动特性取决于什么因素 答:传感器动特性取决于传感器的组成环节和输入量,对于不同的组成环节(接触环节、模拟环节、数字环节等)和不同形式的输入量(正弦、阶跃、脉冲等)其动特性和性能指标不同。 3、某传感器给定相对误差为2%FS ,满度值输出为50mV ,求可能出现的最大误差δ(以mV 计)。当传感器使用在满刻度的1/2和1/8时计算可能产生的百分误差。并由此说明使用传感器选择适当量程的重要性。 已知:FS %2=γ, mV y FS 50=;求:δm = 解: ∵ %100?= FS m y δγ; ∴ mV y FS m 1%100=??=γδ 若: FS FS y y 2 1 1= 则: %4%100251%1001=?= ?=FS m y δγ 若: FS FS y y 8 1 2= 则: %16%10025 .61 %1002 =?= ?= FS m y δγ 由此说明,在测量时一般被测量接近量程(一般为量程的2/3以上),测得的值误差

小一些。 4、有一个传感器,其微分方程为x y dt dy 15.03/30=+,其中y 为输出电压(mV ),x 为输入温度(0C ),试求该传感器的时间常数τ和静态灵敏度k 。 已知:x y dt dy 15.03/30=+;求:τ=,k = 解:将x y dt dy 15.03/30=+化为标准方程式为:x y dt dy 05.0/10=+ 与一阶传感器的标准方程:kx y dt dy =+τ 比较有: 5、已知某二阶系统传感器的自振频率f 0=20k Hz,阻尼比ξ=,若要求传感器的输出幅值误差小于3%,试确定该传感器的工作频率范围。 已知:f 0=20k Hz, ξ=。求:%3<γ时的工作频率范围。 解:二阶传感器频率特性(p14-1—30式) ∵ 2 2 22 ) 2()1()(ξωττωω-= k k ∴ %3) 2()1(1 1)(2222<--=-= ξωττωωγk k k 式中:???? ? ??=====1 .0816.1252000ξμωτπωs kHz f 则有: 由(1)式: 由(2)式: 即: 取: 则有: 第二章 思考题与习题

最新传感器试题及答案

一、填空题(20分) 1.传感器由(敏感元件,转换元件,基本转换电路)三部分组成。 2.在选购线性仪表时,必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的(1.5 ) 倍左右为宜。 3.灵敏度的物理意义是(达到稳定工作状态时输出变化量与引起此变化的输入变化量之比。) 4. 精确度是指(测量结果中各种误差的综合,表示测量结果与被测量的真值之间的一致程度。) 5.为了测得比栅距W更小的位移量,光栅传感器要采用(细分)技术。 6.热电阻主要是利用电阻随温度升高而(增大)这一特性来测量温度的。 7.传感器静态特性主要有(线性度,迟滞,重复性,灵敏度)性能指标来描述。 8.电容传感器有三种基本类型,即(变极距型电容传感器、变面积型电容传感器, 变介电常数型电容传感器) 型。 9.压电材料在使用中一般是两片以上在,以电荷作为输出的地方一般是把压电元件(并联)起来,而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件(串联)起来 10.压电式传感器的工作原理是:某些物质在外界机械力作用下,其内部产生机械压力,从而引起极化现象,这种现象称为(顺压电效应)。相反,某些物质在外界磁场的作用下会产生机械变形,这种现象称为(逆压电效应)。 11. 压力传感器有三种基本类型,即(电容式,电感式,霍尔式)型. 12.抑制干扰的基本原则有(消除干扰源,远离干扰源,防止干扰窜入). 二、选择题(30分,每题3分)1、下列( )不能用做加速度检测传感器。D.热电偶 2、将超声波(机械振动波)转换成电信号是利用压电材料的( ).C.压电效应 3、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是(). C.温度 4、属于传感器动态特性指标的是().D.固有频率 5、对压电式加速度传感器,希望其固有频率( ).C.尽量高些 6、信号传输过程中,产生干扰的原因是( )C.干扰的耦合通道 7、在以下几种传感器当中( )属于自发电型传感器.C、热电偶 8、莫尔条纹光栅传感器的输出是( ).A.数字脉冲式 9、半导体应变片具有( )等优点.A.灵敏度高 10、将电阻应变片贴在( )上,就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器. C.弹性元件 11、半导体热敏电阻率随着温度上升,电阻率( ).B.迅速下降 12、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是( ). C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 13、在以下几种传感器当中( ABD 随便选一个)不属于自发电型传感器. A、电容式 B、电阻式 C、热电偶 D、电感式 14、( )的数值越大,热电偶的输出热电势就越大.D、热端和冷端的温差 15、热电阻测量转换电路采用三线制是为了( B、减小引线电阻的影响). 16、下列( )不能用做加速度检测传感器.B.压电式 三、简答题(30分) 1.传感器的定义和组成框图?画出自动控制系统原理框图并指明传感器在系统中的位置和

传感器试卷及答案

一、填空( 30 分,每空分) 1、有一温度计,它的量程范围为 O s200C,精度等级为级。该表可能出现的最 大误差为,当测量1OO°C时的示值相对误差为。 2、在选购线性仪表时,必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的 倍左右为宜。 3、传感器由、、三部分组成。 4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护,应选择型热敏电阻。 5、已知某铜热电阻在O C时的阻值为50Q,则其分度号是,对 于镍铬 - 镍硅热电偶其正极是。 6、霍尔元件采用恒流源激励是为了。 7、用水银温度计测量水温 , 如从测量的具体手段来看它属于测量。 二、选择题(3O 分,每题 2 分) 1、在以下几种传感器当中属于自发电型传感器。 A 、电容式 B 、电阻式 C 、压电式 D 、电感式 2、的数值越大 , 热电偶的输出热电势就越大。 A、热端直径 B 、热端和冷端的温度 C、热端和冷端的温差 D 、热电极的电导率 3、将超声波(机械振动波)转换成电信号是利用压电材料的。 A、应变效应 B、电涡流效应 C、压电效应 D、逆压电效应 4、在电容传感器中,若采用调频法测量转换电路,则电路中。 A、电容和电感均为变量 B 、电容是变量,电感保持不变 C、电感是变量,电容保持不变 D、电容和电感均保持不变 5、在两片间隙为1mm勺两块平行极板的间隙中插入,可测得最大的容量。 A、塑料薄膜 B、干的纸 C、湿的纸 D、玻璃薄片 6、热电阻测量转换电路采用三线制是为了 A、提高测量灵敏度 B 、减小非线性误差 C、提高电磁兼容性 D 、减小引线电阻的影响 7、当石英晶体受压时,电荷产生在。 A、Z面上 B、X面上 C、Y面上 D、X、Y、Z面上 8、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是。 A、悬臂梁 B 、弹簧管 C、实心轴 D、圆环 9、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是。 A、补偿热电偶冷端热电势的损失 B 、起冷端温度补偿作用 C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D、提高灵敏度

传感器习题10及答案

习题一 1、传感器就是把非电量转换成电量的装置。 2、传感器是由敏感元件、转换元件和测量电路组成。 3、按照其被测量,传感器可分为力、位移、速度、加速度传感器等。 4、传感器的静态特性主要由测量范围、量程、精度、灵敏度、线性度、分辨率、重复性、迟滞、漂移、稳定性等量来描述。 5、检测技术主要研究被测量的测量原理、测量方法、检测系统和数据处理等方面的内容。 6、检测系统是由被测对象、传感器、数据传输环节、数据处理环节和数据显示环节构成。 7、线性电位器式传感器又可分为直线位移式的和角位移式的,分别用来测直线位移和角位移。 8、常用的线绕式电位器通常由电阻丝、电刷及骨架构成。 9、应变效应是指导体或半导体材料在受到外界力(拉力或压力)作用时,将产生机械变形,进而导致其电阻值的变化。 10、电容式传感器有变面积式电容传感器、变极距式电容传感器、变介质式电容传感器、电容栅式传感器四种。 二、判断题: 1、电位器是一种把线位移或角位移转换成电阻或电压输出的传感元件。(√) 2、电阻应变片的温度误差补偿方法有自补偿法、线路补偿法、计算补偿。(╳) 3、自感式传感器由线圈和衔铁两部分组成。(╳) 4、电涡流式传感器是一种建立在涡流效应原理上的传感器,它主要实现接触测量。(╳) 5、变面积式电容传感器的是非线性的。(╳) 6、压电效应产生的电荷大小和极性与施加力大小和方向无关。(╳) 7、热电偶两端的热电动势是由两种导体的接触电荷和单一导体的温差电动势所组成。(╳) 8、热电动势是热电效应产生的电动势,它包括接触电动势和温差电动势。(√) 9、光电传感器能够将光量的变化转换为电量的变化,其基本原理就是光电效应。(√) 10、微波以波的形式向四周辐射,当波长远小于物体尺寸时,微波具有似光性;当波长和物体尺寸有相同数量级时,微波又有近于声学的特性。(√) 三、简答题: 1、简述传感器的发展趋势? 答:(1)发现利用新现象、新效应; (2)开发新材料; (3)采用高新技术; (4)拓展应用领域; (5)提高传感器的性能; (6)传感器的微型化与低功耗;

传感器题库及答案

第一章 检测技术的基本概念 一、填空题: 1、 传感器有 ____________ 、 、 __________ 组成 2、 传感器的灵敏度是指稳态标准条件下,输出 _______________ 与输入 _________ 的比值。 3、 从输出曲线看,曲线越陡,灵敏度 ______________ 。 4、 下面公式是计算传感器的 ____________ 。 y max y min 5、某位移传感器的输入变化量为 5mm ,输出变化量为800mv ,其灵敏度为 _________________ 。 、 选择题: 1、 标准表的指示值 100KPa ,甲乙两表的读书各为 101.0 KPa 和99.5 KPa 。它们的绝对误差 为 ______________ 。 A 1.0KPa 禾口 -0.5KPa B 1.0KPa 禾口 0.5KPa C 1.00KPa 禾口 0.5KPa 2、 下列哪种误差不属于按误差数值表示 _____________________ 。 A 绝对误差 B 相对误差 C 随机误差 D 引用误差 3、 有一台测量仪表,其标尺范围 0— 500 KPa ,已知绝对误差最大值 Pmax=4 KPa ,则该仪表的精度等级 __________________ 。 A 0.5 级 B 0.8 级 C 1 级 D 1.5 级 4、 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。应选购的仪表量程为测量 值的 _______________ 倍。 A3 倍 B10 倍 C 1.5 倍 D 0.75 倍 5、 电工实验中,常用平衡电桥测量电阻的阻值,是属于 ___________________ 测量, 而用水银温度计测量水温的微小变化,是属于 ___________________ 测量。 A 偏位式 B 零位式 C 微差式 6、 因精神不集中写错数据属于 。 系统误差 B 随机误差 C 粗大误差 7、 有一台精度2.5级,测量范围0—100 KPa ,则仪表的最小分 _______________ 格。 A45 B40 C30 D 20 8、重要场合使用的元件或仪表,购入后进行高、低温循环老化试验,目的是为 了 。 9、传感器能感知的输入量越小,说明 _________________ 越高。 三、判断题 1、 回差在数值上等于不灵敏度 ( ) 2、 灵敏度越大,仪表越灵敏 ( 3、 同一台仪表,不同的输入输出段灵敏度不同 ( ) 4、 灵敏度其实就是放大倍数 ( ) 5、 测量值小数点后位数越多,说明数据越准确 ( ) A max 100% (1-9) A 提高精度 B 加速其衰老 C 测试其各项性能指标 D 提高可靠性 A 线性度好 B 迟滞小 C 重复性好 D 分辨率高

传感器试题与答案

《传感器与检测技术》试题1 班级_______ 姓名学号成绩 一、填空:(20分) 1、测量系统的静态特性指标主要有 。(2分) 2、霍尔元件灵敏度的物理意义就是 。(2分) 3、光电传感器的理论基础就是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。第一类就是利用在光线作用下 效应,这类元件有;第二类就是利用在光线作用下效应,这类元件有;第三类就是利用在光线作用下效应,这类元件有。 4、热电偶所产生的热电动势就是电动势与电动势组成的,其表达式为E ab(T,T0)= 。在热电偶温度补偿中补偿导线法(即冷端延长线法)就是在与之间,接入,它的作用。 5、压磁式传感器的工作原理就是:某些铁磁物质在外界机械力作用下,其内部产生机械压力,从而引起,这种现象称为。相反,某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生,这种现象称为。(2分)

6、变气隙式自感法感器,当街铁移动靠近铁心时,铁心上的线圈电感量(①增加②减小③不变)(2分) 7、仪表的精度等级就是用仪表的(①相对误差②绝对误差③引用误差)来表示的。(2分) 8、电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系,除(①变面积型 ②变极距型③变介电常数型)外就是线性的。(2分) 9、电位器传器的(线性),假定电位器全长为X max, 其总电阻为R max,它的滑臂间的阻值可以用R x = (①X max/x R max,②x/X max R max,③X max/XR max ④X/X max R max)来计算,其中阻灵敏度R r=(① 2p(b+h)/A t, ② 2pAt/b+h, ③ 2A(b+b)/pt, ④ 2Atp(b+h))。(4分) 二、用镍铬━镍硅热电偶测量某低温箱温度,把热电偶直接与电位差计相连接。在某时刻,从电位差计测得热电动势为-1、19mV,此时电位差计所处的环境温度为15℃,试求该时刻温箱的温度就是多少摄氏度?(20分) 镍铬-镍硅热电偶分度表

传感器原理及应用习题及答案

第1章 传感器的一般特性 1.1 什么叫传感器?它由哪几部分组成?并说出各部分的作用及其相互间的关系。 1.2 简述传感器的作用和地位及其传感器技术的发展方向。 1.3 传感器的静态特性指什么?衡量它的性能指标主要有哪些? 1.4 传感器的动态特性指什么?常用的分析方法有哪几种? 1.5 传感器的标定有哪几种?为什么要对传感器进行标定? 1.6 某传感器给定精度为2%F·S ,满度值为50mV ,零位值为10mV ,求可能出现的最大误差δ(以mV 计)。当传感器使用在满量程的1/2和1/8时,计算可能产生的测量百分误差。由你的计算结果能得出什么结论? 解:满量程(F?S )为50﹣10=40(mV) 可能出现的最大误差为: δ=40?2%=0.8(mV) 当使用在1/2和1/8满量程时,其测量相对误差分别为: % 4%10021408.01=??=γ % 16%10081408 .02=??=γ 结论:测量值越接近传感器(仪表)的满量程,测量误差越小。 1.7 有两个传感器测量系统,其动态特性可以分别用下面两个微分方程描述,试求这两个系统的时间常数τ和静态灵敏度K 。 1) T y dt dy 5105.1330 -?=+ 式中, y ——输出电压,V ;T ——输入温度,℃。 2) x y dt dy 6.92.44 .1=+ 式中,y ——输出电压,μV ;x ——输入压力,Pa 。 解:根据题给传感器微分方程,得 (1) τ=30/3=10(s), K=1.5 10 5/3=0.5 10 5(V/℃); (2) τ=1.4/4.2=1/3(s), K=9.6/4.2=2.29(μV/Pa)。 1.8 已知一热电偶的时间常数τ=10s ,如果用它来测量一台炉子的温度,炉内温度在540℃至500℃之间接近正弦曲线波动,周期为80s ,静态灵敏度K=1。试求该热电偶输出的最大值和最小值。以及输入与输出之间的相位差和滞后时间。 解:依题意,炉内温度变化规律可表示为 x(t) =520+20sin(ωt)℃ 由周期T=80s ,则温度变化频率f =1/T ,其相应的圆频率 ω=2πf =2π/80=π/40; 温度传感器(热电偶)对炉内温度的响应y(t)为 y(t)=520+Bsin(ωt+?)℃ 热电偶为一阶传感器,其动态响应的幅频特性为 ()()786 010******** 2 2 .B A =??? ? ???π+= ωτ+== ω 因此,热电偶输出信号波动幅值为 B=20?A(ω)=20?0.786=15.7℃ 由此可得输出温度的最大值和最小值分别为 y(t)|m ax =520+B=520+15.7=535.7℃ y(t)|m in =520﹣B=520-15.7=504.3℃ 输出信号的相位差?为 ?(ω)= -arctan(ωτ)= -arctan(2π/80?10)= -38.2? 相应的时间滞后为

(完整版)传感器考试试题及答案

传感器原理及其应用习题 第1章传感器的一般特性 一、选择、填空题 1、衡量传感器静态特性的重要指标是_灵敏度______、__线性度_____、____迟滞___、___重复性_____ 等。 2、通常传感器由__敏感元件__、__转换元件____、_转换电路____三部分组成,是能把外界_非电量_转换成___电量___的器件和装置。 3、传感器的__标定___是通过实验建立传感器起输入量与输出量之间的关系,并确定不同使用条件下的误差关系。 4、测量过程中存在着测量误差,按性质可被分为粗大、系统和随机误差三类,其中随机误差可以通过对多次测量结果求平均的方法来减小它对测量结果的影响。 5、一阶传感器的时间常数τ越__________, 其响应速度越慢;二阶传感器的固有频率ω0越_________, 其工作频带越宽。 6、按所依据的基准直线的不同,传感器的线性度可分为、、、。 7、非线性电位器包括和两种。 8、通常意义上的传感器包含了敏感元件和( C )两个组成部分。 A. 放大电路 B. 数据采集电路 C. 转换元件 D. 滤波元件 9、若将计算机比喻成人的大脑,那么传感器则可以比喻为(B )。 A.眼睛 B. 感觉器官 C. 手 D. 皮肤 10、属于传感器静态特性指标的是(D ) A.固有频率 B.临界频率 C.阻尼比 D.重复性 11、衡量传感器静态特性的指标不包括( C )。 A. 线性度 B. 灵敏度 C. 频域响应 D. 重复性 12、下列对传感器动态特性的描述正确的是() A 一阶传感器的时间常数τ越大, 其响应速度越快 B 二阶传感器的固有频率ω0越小, 其工作频带越宽 C 一阶传感器的时间常数τ越小, 其响应速度越快。 D 二阶传感器的固有频率ω0越小, 其响应速度越快。 二、计算分析题 1、什么是传感器?由几部分组成?试画出传感器组成方块图。 2、传感器的静态性能指标有哪一些,试解释各性能指标的含义。 作业3、传感器的动态性能指标有哪一些,试解释各性能指标的含义 第2章电阻应变式传感器 一、填空题 1、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化,这种现象称__应变_____效应;半导体或固体受到作用力后_电阻率______要发生变化,这种现象称__压阻_____效应。直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同,圆弧部分使灵敏度下降了,这种现象称为____横向___效应。 2、产生应变片温度误差的主要因素有_电阻温度系数的影响、_试验材料和电阻丝材料的线性膨胀系数的影响_。 3、应变片温度补偿的措施有___电桥补偿法_、_应变片的自补偿法、_、。 4. 在电桥测量中,由于电桥接法不同,输出电压的灵敏度也不同,_全桥__接法可以得到最大灵敏度输出。 5. 半导体应变片工作原理是基于压阻效应,它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数大十倍

(完整版)传感器新习题集及答案

习题集及答案 第1章概述 1.1 什么是传感器?按照国标定义,“传感器”应该如何说明含义? 1.2 传感器由哪几部分组成?试述它们的作用及相互关系。 1.3 简述传感器主要发展趋势,并说明现代检测系统的特征。 1.4 传感器如何分类?按传感器检测的范畴可分为哪几种? 1.5 传感器的图形符号如何表示?它们各部分代表什么含义?应注意哪些问题? 1.6 用图形符号表示一电阻式温度传感器。 1.7 请例举出两个你用到或看到的传感器,并说明其作用。如果没有传感器,应该出现哪种 状况。 1.8 空调和电冰箱中采用了哪些传感器?它们分别起到什么作用? 答案 1.1答: 从广义的角度来说,感知信号检出器件和信号处理部分总称为传感器。我们对传感器定义是:一种能把特定的信息(物理、化学、生物)按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。从狭义角度对传感器定义是:能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。 我国国家标准(GB7665—87)对传感器(Sensor/transducer)的定义是:“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”。定义表明传感器有这样三层含义:它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置;能按一定规律将被测量转换成电信号输出;传感器的输出与输入之间存在确定的关系。按使用的场合不同传感器又称为变换器、换能器、探测器。 1.2答: 组成——由敏感元件、转换元件、基本电路组成; 关系,作用——传感器处于研究对象与测试系统的接口位置,即检测与控制之首。传感器是感知、获取与检测信息的窗口,一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号,其作用与地位特别重要。 1.3答:(略)答: 按照我国制定的传感器分类体系表,传感器分为物理量传感器、化学量传感器以及生物量传感器三大类,含12个小类。按传感器的检测对象可分为:力学量、热学量、流体量、光学量、电量、磁学量、声学量、化学量、生物量、机器人等等。 1.5 答: 图形符号(略),各部分含义如下: ①敏感元件:指传感器中直接感受被测量的部分。 ②传感器:能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组成。 ③信号调理器:对于输入和输出信号进行转换的装置。 ④变送器:能输出标准信号的传感器答:(略)答:(略)答:(略) 第2章传感器的基本特性 2.1传感器的静态特性是什么?由哪些性能指标描述?它们一般可用哪些公式表示? 表征了2.2传感器的线性度是如何确定的?确定拟合直线有哪些方法?传感器的线性度 L

传感器课后题答案

第五章 3.试述霍尔效应的定义及霍尔传感器的工作原理。 霍尔效应:将半导体薄片置于磁场中,当它的电流方向与磁场方向不一致时,半导体薄片上平行于电流和磁场方向的两个面之间产生电动势,这种现象称为霍尔效应。 霍尔传感器工作原理:霍尔传感器是利用霍尔效应原理将被测物理量转换为电动势的传感器。在垂直于外磁场B的方向上放置半导体薄片,当半导体薄片流有电流I时,在半导体薄片前后两个端面之间产生霍尔电势Uho霍尔电势的大小与激励电流I和磁场的磁感应强度成正比,与半导体薄片厚度d成反比。 4?简述霍尔传感器的组成,画出霍尔传感器的输出电路图。 组成:从矩形薄片半导体基片上的两个相互垂直方向侧面上,引出一对电极,其中1-1'电极用于加控制电流,称控制电流,另一对2-2'电极用于引出霍尔电势。在基片外面用金属或陶瓷、环氧树脂等封装作为外壳。 电路图: 5.简述霍尔传感器灵敏系数的定义。 答:它表示一个霍尔元件在单位激励电流和单位磁感应强度时产生霍尔电势的大小。 7?说明单晶体和多晶体压电效应原理,比较石英晶体和压电陶瓷各自的特点。原理:石英晶体是天然的六角形晶体,在直角坐标系中,x轴平行于它的棱线,称为电轴,通常把沿电轴方向的作用下产生电荷的压电效应称为纵向压电效应;y轴垂直于它的棱面,称为机械轴,把沿机械轴方向的力作用下产生电荷的压电效应称为横向压电效应;z轴表示其纵轴,称为光轴,在光轴方向时,不产生压电效应。 压电陶瓷是人工制造的多晶体,在极化处理以前,各晶粒的电畴按任意方向排列,当陶瓷施加外电场时,电畴由自发极化方向转到与外加电场方向一致,此时,压电陶瓷具有一定极化强度,这种极化强度称为剩余极化强度。由于束缚电荷的作用,在陶瓷片的电极表面上很快就吸附了一层来自外界的自由电荷,正负电荷距离大小因压力变化而变化,这种由机械能转变成电能的现象就是压电陶瓷的正压电效应,放电电荷的多少与外力的大小成比例关系,Q=d33F 特点:石英晶体:(1)压电常数小,时间和温度稳定性极好;(2)机械强度和品质因素高,且刚度大,固有频率高,动态特性好;(3)居里点573°C,无热释电性,且绝缘性、重复性均好。压电陶瓷的特点是:压电常数大,灵敏度高;制造工艺成熟,可通过合理配方和掺杂等人工控制来达到所要求的性能;成形工艺性也好,成本低廉,利于广泛应用。 压电陶瓷除有压电性外,还具有热释电性。因此它可制作热电传感器件而用于红外探测器中。但作

传感器习题及答案.

1.用测量范围为-50~150kPa 的压力传感器测量140kPa 压力时,传感器测得示值为142kPa ,求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。 解:真值L=140kPa, 测量值x=142 kPa 绝对误差Δ=x-L=142-140=2 kPa 实际相对误差 标称相对误差 引用误差 2 .用电位差计测量电势信号x E (如图所示),已知: ,10,10,5,2,42121Ω=Ω=Ω===p r R R mA I mA I 电路中电阻 p r R R ,,21的定值系统误差分别为 ,005.0,01.0,01.021Ω+=?Ω+=?Ω+=?p r R R 设检流计A 、上支 路电流1I 和下支路电流2I 的误差忽略不计。求修正后的x E 的大小。 解:1122()x p E r R I R I =+- 当不考虑系统误差时,有0(105)410240x E mV =+?-?= 已知12,,p r R R 存在系统误差,按照误差合成理论,可得 2100% 1.43%140L δ?= ?==2 100% 1.41%142 x δ?'=?= =100%100%2 1% 150(50) m x γ?? =?= ?= =--测量上限-测量下限

11122 40.00540.0120.010.04x p E I r I R I R mV ?=?+?-?=?+?-?= 修正后的E x 为0400.0439.96x x x E E E mV =-?=-= 3. 某压力传感器测试数据如表所示,计算非线性误差、迟滞和重复性误差。 2). 再用最小二乘法拟合直线: 设拟合直线为:b kx y +=

部分传感器试题及答案

部分传感器试题及答案 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】

压电传感器 1、对石英晶体,下列说法正确的是()。 A. 沿光轴方向施加作用力,不会产生压电效应,也没有电荷产生。 B. 沿光轴方向施加作用力,不会产生压电效应,但会有电荷产生。 C. 沿光轴方向施加作用力,会产生压电效应,但没有电荷产生。 D. 沿光轴方向施加作用力,会产生压电效应,也会有电荷产生。 A 2、石英晶体和压电陶瓷的压电效应对比正确的是() A. 压电陶瓷比石英晶体的压电效应明显,稳定性也比石英晶体好 B. 压电陶瓷比石英晶体的压电效应明显,稳定性不如石英晶体好 C. 石英晶体比压电陶瓷的压电效应明显,稳定性也比压电陶瓷好 D. 石英晶体比压电陶瓷的压电效应明显,稳定性不如压电陶瓷好 B 3、两个压电元件相并联与单片时相比说法正确的是() A. 并联时输出电压不变,输出电容是单片时的一半 B. 并联时输出电压不变,电荷量增加了2倍 C. 并联时电荷量增加了2倍,输出电容为单片时2倍 D. 并联时电荷量增加了一倍,输出电容为单片时的2倍 D 4、两个压电元件相串联与单片时相比说法正确的是() A. 串联时输出电压不变,电荷量与单片时相同 B. 串联时输出电压增大一倍,电荷量与单片时相同 C. 串联时电荷量增大一倍,电容量不变 D. 串联时电荷量增大一倍,电容量为单片时的一半 B 5、用于厚度测量的压电陶瓷器件利用了()原理。 A. 磁阻效应 B. 压阻效应 C. 正压电效应 D.逆压电效应 D 6、压电陶瓷传感器与压电石英晶体传感器的比较是()。 A .前者比后者灵敏度高 B.后者比前者灵敏度高 C .前者比后者性能稳定性好 D.前者机械强度比后者的好 A 7、压电石英晶体表面上产生的电荷密度与()。 A .晶体厚度成反比 B.晶体面积成正比 C .作用在晶片上的压力成正比 D.剩余极化强调成正比 C 8、压电式传感器目前多用于测量()。 A .静态的力或压力 B.动态的力或压力 C .位移 D.温度 B 9、压电式加速度传感器是适合测量下列哪种信号()。 A. 适于测量任意 B. 适于测量直流 C. 适于测量缓变 D. 适于测量动态 D 10、石英晶体在沿机械轴y 方向的力作用下会()。 A .产生纵向压电效应 B. 产生横向压电效应 C .不产生压电效应 D. 产生逆向压电效应 B

传感器习题及答案

一.简述传感器的分类方法。(15分)重点☆(出现3次) 二、证明热电偶标准电极定律井说明在实际应用中的意义。(15分) 三、仪表的精度等级是如何确定的?我国电工仪表有哪些等级?被测电压的实际值为10V.现有150V.0.5级和15V.2.5级两种电压表,间选择哪-电压表误差较小?(15分)重点☆(出现3次) 四、改变介质介电常数e的电容传感器原理如图所示,试推出电容量C与位移量a的关系表达式。(15 分)

五、将一只灵敏度为0. 08mv/C的热电偶与电压表相连,电压表接线端处温度为s5C.电压表读数为60mw,求热电偶热端温度。( 10分) 六、列举出可测量温度的传感器种类并简要说明它们的特点。(15分)

七、箔式应变片实验需要哪些部件?画出双臂桥接线图并简要说明实验的主要步骤及产生误差的主要原因。(15 分 八、常用的压电材料有哪些?若石英品片的受力方向如下图所示,请标出晶片产生电荷的极 性。(10分)次重点☆(出现2次)

九、试推出改变极板间距d的电容传感器和改变极板面积S的电容传感器的电容量与位移或角度之间的关系式。(15分) 十、一热敏电阻在温度TI和T2对应的电组值为RTI和RT2,试证明该热敏电阻在温度T0时的电阻值为

十一、在应变片测最电路中为什么通常采用差动电桥?试以两臂电桥为例加以说明。(15 分)次重点☆(出现2次) 十二、热电式传感器(热电偶)实验需要哪些设备?简要说明如何测得加热端温度(简要说明实验的原理及并分析产生误差的主要原因)。(20 分)

十三、设计一种用电容式传感器测量液位高度的检测方案( 要求画出原理图,并推出输出电容与液面高度的关系式)。(15分)

《传感器本》试题整理(附参考答案)

开放大学《传感器与测试基础》复习 1. 课程教材:《自动检测技术及应用》 梁森 (第2版),机械工业 2. 网上课堂:视频资料,课程ppt 资料,斌教授主讲 3. 主持教师联系方式: 25653399(周二、五);https://www.wendangku.net/doc/1513031171.html, 4. 期末考试比例(大约):单项选择20分;填空20分;多项选择12分;简答题26分;分析设计题22分。 5. 复习样题 一、填空题 1. 传感器的特性一般指输入、输出特性,有动、静之分。静态特性指标的 有 、 、 、 等。(灵敏度、分辨力、线性度、迟滞 误差、稳定性) 2. 对于测量方法,从不同的角度有不同的分类,按照测量结果的显示方式,可以分为 模拟式测量 和 数字式测量 。 3. 对于测量方法,从不同的角度有不同的分类,按照是否在工位上测量可以分为 在线测量 和 离线式测量 。 4. 对于测量方法,从不同的角度有不同的分类,按照测量的具体手段,可以分为 偏位式测量 、 微差式测量 和 零位式测量 。 5.某0.1级电流表满度值100m x mA ,测量60mA 的绝对误差为 ±0.1mA 。 6、服从正态分布的随机误差具有如下性质 集中性 、 对称性 、 有界性 。 7. 硅光电池的光电特性中,当负载短路时,光电流在很大围与照度与呈线性关系。 8. 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 变压器 的基本原理制成的,其次级绕组都用 差动 形式连接,所以又叫差动变压器式传感器。 9、霍尔传感器的霍尔电势U H 为 K H IB 若改变 I 或 B 就能得到变化的霍尔电势。 10、电容式传感器中,变极距式一般用来测量 微小 的位移。 11. 压电式传感器具有体积小、结构简单等优点,但不适宜测量 频率太低 的被测量,特别是不能测量 静态值 。 12、差动电感式传感器与单线圈电感式传感器相比,线性 好 灵感度提高 一 倍、测

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