第一篇：傳感器原理習(xí)題

第四章 傳感器原理習(xí)題

4-1以阻值R=120?，靈敏系數(shù)K=2.0的電阻應(yīng)變片與阻值120?的固定電阻組成電橋，供橋電壓為3V，并假定負(fù)載電壓為無窮大，當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?με和2000με時，分別求出單臂、雙臂差動電橋的輸出電壓，并比較兩種情況下的靈敏度。

4-2 在材料為鋼的實(shí)心圓柱試件上，沿軸線和圓周方向各貼一片電阻為120Ω的金屬應(yīng)變片R1和R2，把這兩片應(yīng)變片接入差動電橋(題圖4-2)。若鋼的泊松比μ=0.285，應(yīng)變片的靈敏系數(shù)K=2，電橋的電源電壓Ui=2V，當(dāng)試件受軸向拉伸時，測得應(yīng)變片R1的電阻變化值?R=0.48?，試求電橋的輸出電壓U0；若柱體直

112徑d=10mm，材料的彈性模量E?2?10N/m，求其所受拉力大小。

題圖4-2 差動電橋電路

4-3 一臺采用等強(qiáng)度的梁的電子稱，在梁的上下兩面各貼有兩片電阻應(yīng)變片，做成稱重量的傳感器，如習(xí)題圖4-3所示。已知l=10mm，b0=11mm，h=3mm，E?2.1?104N/mm2，K=2，接入直流四臂差動電橋，供橋電壓6V，求其電壓靈敏度(Ku=U0/F)。當(dāng)稱重0.5kg時，電橋的輸出電壓U0為多大?

題圖4-3懸臂梁式力傳感器

4-4 有四個性能完全相同的應(yīng)變片(K=2.0)，將其貼在習(xí)題圖4-4所示的壓力傳感器圓板形感壓膜片上。已知膜片的半徑R=20mm，厚度 h=0.3mm，材料的泊松

112比μ=0.285，彈性模量E?2?10N/m?，F(xiàn)將四個應(yīng)變片組成全橋測量電路，供

橋電壓Ui=6V。求：

(1)確定應(yīng)變片在感壓膜片上的位置，并畫出位置示意圖；(2)畫出相應(yīng)的全橋測量電路圖；

(3)當(dāng)被測壓力為0.1MPa時，求各應(yīng)變片的應(yīng)變值及測量橋路輸出電壓U0；(4)該壓力傳感器是否具有溫度補(bǔ)償作用?為什么?(5)橋路輸出電壓與被測壓力按是否存在線性關(guān)系?

題圖4-4 膜片式壓力傳感器

4-5一測量線位移的電位器式傳感器，測量范圍為0~10mm，分辨力為0.05mm，靈敏度為2.7V/mm，電位器繞線骨架外徑d=0.5mm，電阻絲材料為鉑銥合金，其?4ρ?3.25?10Ω?mm。當(dāng)負(fù)載電阻RL=10k?時，求傳感器的最大負(fù)載誤電阻率為差。

4-6 某差動螺管式電感傳感器(題圖4-6)的結(jié)構(gòu)參數(shù)為單個線圈匝數(shù)W=800匝，l=10mm，lc=6mm，r=5mm，rc=1mm，設(shè)實(shí)際應(yīng)用中鐵芯的相對磁導(dǎo)率μr=3000，試求：

(1)在平衡狀態(tài)下單個線圈的電感量L0=?及其電感靈敏度足KL?(2)若將其接入變壓器電橋，電源頻率為1000Hz，電壓E=1.8V，設(shè)電感線圈有效電阻可忽略，求該傳感器靈敏度K。

(3)若要控制理論線性度在1%以內(nèi)，最大量程為多少?

題圖4-6 差動螺管式電感傳感器

4-7 有一只差動電感位移傳感器，已知電源電壓Usr=4V，?=400Hz，傳感器線圈銅電阻與電感量分別為R=40?，L=30mH，用兩只匹配電阻設(shè)計成四臂等阻抗電橋，如題圖4-7所示，試求：(1)匹配電阻R3和R4的值；

(2)當(dāng)?Z=10時，分別接成單臂和差動電橋后的輸出電壓值；(3)用相量圖表明輸出電壓Usc與輸入電壓Usr之間的相位差。

??

題圖4-7 差動電感位移傳感器四臂等阻抗電橋

2S?4?4mm4-8如題圖4-8所示氣隙型電感傳感器，銜鐵截面積,氣隙總長度δ=0.8mm，銜鐵最大位移?δ=±0.08mm，激勵線圈匝數(shù)W=2500匝，導(dǎo)線直徑d=0.06mm，電阻率ρ?1.75?10?6Ω?cm，當(dāng)激勵電源頻率?=4000Hz時，忽略漏磁及鐵損，求：

(1)線圈電感量；(2)電感的最大變化量；(3)線圈的直流電阻值；(4)線圈的品質(zhì)因數(shù)；

(5)當(dāng)線圈存在200pF分布電容與之并聯(lián)后其等效電感值。

題圖4-8 氣隙型電感式傳感器(變隙式)4-9 試計算題圖4-9所示各電容傳感元件的總電容表達(dá)式。

圖4-9 4-10 在壓力比指示系統(tǒng)中采用差動式變間隙電容傳感器和電橋測量電路，如題圖4-10所示。已知：δ0=0.25mm，D=38.2mm，R=5.1k?；Usr=60V(交流)，頻率?=400Hz。試求：

(1)該電容傳感器的電壓靈敏度Ku(V/μm)；

(2)當(dāng)電容傳感器的動極板位移?δ=10μm時，輸出電壓Usc值。

題圖4-10 4-11 有一臺變間隙非接觸式電容測微儀，其傳感器的極板半徑r=4mm，假設(shè)與被測工件的初始間隙d0=0.3mm。試求：

(1)如果傳感器與工件的間隙變化量?d=±10μm，電容變化量為多少?(2)如果測量電路的靈敏度足Ku=100mV/Pf,則在?d=±1μm時的輸出電壓為多少? 4-12 有一變間隙式差動電容傳感器，其結(jié)構(gòu)如圖13所示。選用變壓器交流電橋作測量電路。差動電容器參數(shù)：r=12mm，d1=d2=d0=0.6mm，空氣介質(zhì)，即

ε?ε0?8.85?10?12F/m。測量電路參數(shù)：usr=u=Usr?3sinωinωt。試求當(dāng)動板上輸

?入位移(向上位移)?x=0.05mm時，電橋輸出端電壓Usc?

題圖4-12

4-13 一只電容位移傳感器如圖14所示，由四塊置于空氣中的平行平板組成。板A、C和D是固定極板；板B式活動極板，其厚度為t，它與固定極板的間距為d。B、C和D極板的長度均為 a，A板的長度為2a，各板的寬度為b。忽略板C和D的間隙及各板的邊緣效應(yīng)，試推導(dǎo)活動極板刀從中間位置移動x=±a/2時電容CAC和CAD的表達(dá)式(x=0時為對稱位置)。

題圖4-13 4-14已知平板電容傳感器極板間介質(zhì)為空氣，極板面積S?a?a?(2?2)cm2，間隙d0=0.1mm。求：傳感器的初始電容值：若由于裝配關(guān)系，使傳感器極板一側(cè)間隙d0，而另一側(cè)間隙d0+b(b=0.01mm)，此時傳感器的電容值。

4-15 如圖4-15a所示差動式同心圓筒柱形電容傳感器，其可動內(nèi)電極圓筒外徑d=9.8mm，固定電極外圓筒內(nèi)徑D=10mm，初始平衡時，上、下電容器電極覆蓋長度L1=L2=L0=2mm，電極間為空氣介質(zhì)。試求：

(1)初始狀態(tài)時電容器C1、C2的值；

(2)當(dāng)將其接入圖4-15b所示差動變壓器電橋電路，供橋電壓E=10V(交流)，傳感器工作時可動電極筒最大位移?x=±0.2mm，電橋輸出電壓的最大變化范圍為多?

題圖4-15(a)

(b)

4-16 有一 壓電晶體，其面積為20mm2，厚度為10mm，當(dāng)受到壓力p=10MPa作用時，求產(chǎn)生的電荷量及輸出電壓：

(1)零度X切的縱向石英晶體；(2)利用縱向效應(yīng)的BaTiO3。

4-17 某壓電晶體的電容為1000pF，kq=2.5C/cm，電纜電容CC=3000pF，示波器的輸入阻抗為1M?和并聯(lián)電容50 pF，求：

(1)壓電晶體的電壓靈敏度足Ku；(2)測量系統(tǒng)的高頻響應(yīng)；

(3)如系統(tǒng)允許的測量幅值誤差為5%，可測最低頻率是多少?(4)如頻率為10Hz，允許誤差為5%，用并聯(lián)連接方式，電容式多大? 4-18 分析壓電加速度傳感器的頻率響應(yīng)特性。若測量電路為電壓前量放大器C總=1000 pF，R總=500M?；傳感器固有頻率?0=30kHz，阻尼比ζ=0.5，求幅值誤差在2%以內(nèi)的使用頻率范圍。

4-19 用石英晶體加速度計及電荷放大器測量機(jī)器的振動個，已知：加速度計靈敏度為5Pc/g，電荷放大器靈敏度為50mV/pC，當(dāng)機(jī)器達(dá)到最大加速度值時相應(yīng)的輸出電壓幅值為2V，試求該機(jī)器的振動加速度。(g為重力加速度)4-20 用壓電式傳感器測量最低頻率為1Hz的振動，要求在1Hz時靈敏度下降不超過5%。若測量回路的總電容為500pF，求所有電壓前置放大器的輸入電阻為多大? 4-21已知壓電式加速度傳感器的阻尼比ζ=0.1，其無阻尼固有頻率?0=32kHz，若要求傳感器的輸出幅值誤差在5%以內(nèi)，試確定傳感器的最高響應(yīng)頻率。4-22 某壓電式壓力傳感器為兩片石英晶片并聯(lián)，每片厚度h=0.2mm，圓片半徑r=1cm，εr=4.5，X切型d11?2.31?10?12C/N。當(dāng)0.1MPa壓力垂直作用于PX平面時，求傳感器輸出電荷Q和電極間電壓Ua的值。

4-23 已知銅熱電阻—Cu100的百度電阻比W(100)=1.42，當(dāng)用此熱電阻測量50oC溫度時，其電阻值時多少?若測溫時的電阻值為92?，則被測溫度是多少? 4-24 用分度號為Pt100鉑電阻測溫，在計算時錯用了Cu100的分度表，查得的溫度為140oC，問實(shí)際溫度為多少? 4-25 鎳鉻-鎳硅熱電偶靈敏度為0.04mV/oC，把它放在溫度為1200oC處，若以指示儀表作為冷端，此處溫度為50oC，試求熱電勢大小。

4-26 用K型熱電偶測某設(shè)備的溫度，測得的熱電勢為20mV，冷端(室溫)為25mV，求設(shè)備溫度?如果改用E型熱電偶來測溫，在相同的條件下，E熱電偶測得的熱電勢為多少? 4-27 現(xiàn)用一只鎳鉻-銅鎳熱電偶測某換熱器內(nèi)的溫度，其冷端溫度為30oC，顯示儀表的機(jī)械零位在0oC時，這時指示值為400oC，則認(rèn)為換熱器內(nèi)的溫度為340oC

對不對?為什么?正確值為多少? 4-28 有一臺數(shù)字電壓表，其分辨率為100μV/1個字，現(xiàn)與Cu100熱電阻配套應(yīng)用，測量范圍為0~100oC，試設(shè)計一個標(biāo)度變換電路，使數(shù)字表直接顯示溫度數(shù)值。

4-29 試述光電倍增管的結(jié)構(gòu)和工作原理與光電管的異同點(diǎn)。若入射光子為103個(一個光子等效于一個電子電量)。光電倍增管共有16個倍增級，輸出陽極電流為20A，且16個倍增級二次發(fā)射電子數(shù)按自然數(shù)的平方遞增，試求光電倍增管的電流放大倍數(shù)和倍增系數(shù)。

4-30.求光纖n1=1.46，n2=1.45的NA值；如果外部n0=1，求光纖的臨界入射角。4-31 四個應(yīng)變片粘貼在扭軸上，安排得到的最大靈敏度，應(yīng)變片阻值為121?而應(yīng)變靈敏系數(shù)K=2.04，并接成全橋測量電路。當(dāng)用750k?的電阻器并聯(lián)在一個應(yīng)變片上分流以得到標(biāo)定時，電橋輸出在示波器上記錄到2.20cm的位移。如果變形的軸引起示波器3.2cm的偏移，求指示的最大應(yīng)變?設(shè)軸為鋼制的，求應(yīng)力(鋼的扭轉(zhuǎn)彈性模量E?1.623?1011N/m2)? 4-32 為防止電容傳感器擊穿，在兩極之間加入厚度為a的兩片云母片，如圖14所示，其相對介電常數(shù)為εr，空氣接點(diǎn)常數(shù)εo（空氣介電常數(shù)近似于真空介電常數(shù)），求傳感器總?cè)萘浚ㄔO(shè)圓形極板直徑為D兩片云母片之間的距離為δ0）。

題圖4-32 4-33 設(shè)題圖4-33所示電感位移傳感器的鐵心相對磁導(dǎo)率為104，空氣的相對磁導(dǎo)率為1，已知真空中的磁導(dǎo)率?0?4π?10?7H/m。試對下述情況計算該傳感器的輸出電感：（1）氣隙為0；（2）氣隙為2mm。

題圖4-33

第二篇：傳感器-習(xí)題

傳感器原理：習(xí)題

第一章 引言

1.國家標(biāo)準(zhǔn)的傳感器定義是什么。它一般有哪兩種元件組成。各舉兩個有和中間環(huán)節(jié)的傳感器的例子。

2.概述傳感器的發(fā)展趨勢。

3.概述傳感器的分類。

4.什么是傳感器的靈敏度和線性度。5.什么是傳感器的靜態(tài)和動態(tài)響應(yīng)

6.給出零階，一階，二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)及響應(yīng)的公式，并指出基本特征參數(shù)。7.某位移傳感器描述為0.03dxdt，y是壓力（N/m），求?3x?15y，x是位移（m）其靜態(tài)靈敏度和時間常數(shù)。

d2xdxx?800y，x是位移（m）8.某加速度傳感器描述為42?1000?40000，y是力

dtdt（N），求其靜態(tài)靈敏度、固有頻率和阻尼比。

第二章 應(yīng)變式傳感器

1.應(yīng)變式傳感器依據(jù)什么物理效應(yīng)？推導(dǎo)單根導(dǎo)電絲的靈敏度。為什么半導(dǎo)體絲的靈敏度比金屬絲的大，大多少？

2.用基長L=0.5mm應(yīng)變計測量應(yīng)變，應(yīng)變絲用鋼材料，其聲速v=5000m/s，若要使測量應(yīng)變波幅的相對誤差e=1%，求其允許測量的最高工作頻率。3.應(yīng)變式傳感器的轉(zhuǎn)換元件是什么？導(dǎo)出它的（1）平衡條件；（2）電壓靈敏度 4.簡述應(yīng)用電橋作溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ǖ幕舅枷搿?.概述（1）柱式傳感器；（2）筒式壓力傳感器；（3）應(yīng)變式加速度傳感器的基本原理。（各畫結(jié)構(gòu)圖說明）6.什么是（1）薄膜技術(shù)；（2）微細(xì)加工技術(shù)；（3）各有哪幾種基本加工方法。

第三章：光電式傳感器

1．光電式傳感器根據(jù)哪些物理效應(yīng)或光的性質(zhì)，分別概述其原理，并各舉兩個應(yīng)用的例子。

2．書中圖3.7是什么曲線。它對傳感器設(shè)計有何意義？

3．概述光電池的工作原理。最受重視的是何種光電池，它有何優(yōu)點(diǎn)？ 4．概述光電耦合器件的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。它有哪些突出的優(yōu)點(diǎn)。

第四章 光纖傳感器

1.概述光纖傳感器的分類，并各舉兩例。2.光纖的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)（畫結(jié)構(gòu)圖說明）。

3.光纖所用材料的折射率是如何設(shè)計的？數(shù)值孔徑是如何定義的，其意義是什么？ 階躍型折射率光纖的V值如何定義的，其意義是什么？ 4.光纖的衰減率是如何定義的。3dB/km的意義是什么？ 5.概述彎曲損耗的類型。

6.概述微彎光纖壓力傳感器的原理（畫結(jié)構(gòu)圖說明）。7.概述邁克爾干涉儀原理（畫結(jié)構(gòu)圖說明）。

8.概述馬赫—澤德干涉儀基本原理（畫結(jié)構(gòu)圖說明）。9.概述薩格奈克干涉儀的原理。為什么薩格奈克干涉儀中激光器和光檢測器必需與光學(xué)系統(tǒng)一起旋轉(zhuǎn)（畫結(jié)構(gòu)圖說明）。10.概述法布里—珀羅干涉儀的原理。推導(dǎo)法布里—珀羅干涉儀中下一個輸出光束的強(qiáng)度時上一個的多少倍（畫結(jié)構(gòu)圖說明）。

第五章 變磁阻式傳感器

1．概述電動式傳感器測量位移、壓力的基本原理（畫結(jié)構(gòu)圖說明）

第六章 壓電傳感器

1.什么叫壓電效應(yīng)？為什么說壓電效應(yīng)是可逆的？ 2.主要的壓電材料。

3.概述壓電加速度傳感器的工作原理，推導(dǎo)出它的電荷靈敏度和電壓靈敏度公式，以及傳感器的固有頻率公式。

4.討論壓電加速度傳感器的兩種等效電路，為什么這種傳感器要用電荷放大器？ 5.概述SAW傳感器的基本結(jié)構(gòu)和原理（畫叉指結(jié)構(gòu)圖說明）。6.概述SAW氣敏傳感器的基本結(jié)構(gòu)和原理（畫結(jié)構(gòu)圖說明）。

第七章 壓電聲傳感器

1.概述圓柱形壓電水聽器的基本結(jié)構(gòu)和原理（畫結(jié)構(gòu)圖說明）。

2.概述壓電陶瓷雙疊片彎曲振動換能器的基本結(jié)構(gòu)和原理（畫結(jié)構(gòu)圖說明）。3.概述壓電陶瓷雙疊片彎曲振動空氣超生換能器的基本結(jié)構(gòu)（各部件的作用）和原理（畫結(jié)構(gòu)圖說明）。

第八章 半導(dǎo)體傳感器

1.晶體二級管PN結(jié)熱敏器件的溫度靈敏度是如何導(dǎo)出的？給出數(shù)值的結(jié)果。2.根據(jù)黑體輻射的維恩位移定律，求出人體紅外輻射的峰值波長。紅外輻射傳感器分為哪兩大類型，各期基本原理是什么？

3.提高半導(dǎo)體氣敏傳感器的氣敏選擇性有哪些方法？ 4.什么是納米技術(shù)？納米技術(shù)的兩大效應(yīng)。

5.什么是霍爾效應(yīng)？概述其的基本原理（畫結(jié)構(gòu)圖說明）。6.什么是磁阻（MR）器件？概述其基本原理（畫結(jié)構(gòu)圖說明）。

第三篇：傳感器原理 試題

一、填空（30分，每空1.5分）

1、有一溫度計，它的量程范圍為0∽200℃，精度等級為0.5級。該表可能出現(xiàn)的最大誤差為，當(dāng)測量100℃ 時的示值相對誤差為。

2、在選購線性儀表時，必須考慮應(yīng)盡量使選購的儀表量程為欲測量的倍左右為宜。

3、傳感器由、、三部分組成。

4、利用熱敏電阻對電動機(jī)實(shí)施過熱保護(hù)，應(yīng)選擇型熱敏電阻。

5、已知某銅熱電阻在0℃時的阻值為50Ω，則其分度號是，對

于鎳鉻-鎳硅熱電偶其正極是。

6、霍爾元件采用恒流源激勵是為了。

7、用水銀溫度計測量水溫,如從測量的具體手段來看它屬于測量。

二、選擇題(30分，每題2分)

1、在以下幾種傳感器當(dāng)中屬于自發(fā)電型傳感器。

A、電容式B、電阻式C、壓電式D、電感式

2、的數(shù)值越大,熱電偶的輸出熱電勢就越大。

A、熱端直徑B、熱端和冷端的溫度

C、熱端和冷端的溫差D、熱電極的電導(dǎo)率

3、將超聲波（機(jī)械振動波）轉(zhuǎn)換成電信號是利用壓電材料的。

A、應(yīng)變效應(yīng)B、電渦流效應(yīng)C、壓電效應(yīng)D、逆壓電效應(yīng)

4、在電容傳感器中，若采用調(diào)頻法測量轉(zhuǎn)換電路，則電路中。

A、電容和電感均為變量B、電容是變量，電感保持不變

C、電感是變量，電容保持不變D、電容和電感均保持不變

5、在兩片間隙為1mm的兩塊平行極板的間隙中插入，可測得最大的容量。

A、塑料薄膜B、干的紙C、濕的紙D、玻璃薄片

6、熱電阻測量轉(zhuǎn)換電路采用三線制是為了

A、提高測量靈敏度B、減小非線性誤差

C、提高電磁兼容性D、減小引線電阻的影響

7、當(dāng)石英晶體受壓時，電荷產(chǎn)生在。

A、Z面上B、X面上C、Y面上D、X、Y、Z面上

8、汽車衡所用的測力彈性敏感元件是。

A、懸臂梁B、彈簧管C、實(shí)心軸D、圓環(huán)

9、在熱電偶測溫回路中經(jīng)常使用補(bǔ)償導(dǎo)線的最主要的目的是。

A、補(bǔ)償熱電偶冷端熱電勢的損失B、起冷端溫度補(bǔ)償作用

C、將熱電偶冷端延長到遠(yuǎn)離高溫區(qū)的地方D、提高靈敏度

10、減小霍爾元件的輸出不等位電勢的辦法是。

A、減小激勵電流B、減小磁感應(yīng)強(qiáng)度C、使用電橋調(diào)零電位器

11、測得某檢測儀表的輸入信號中,有用信號為20毫伏,干擾電壓也為20毫伏, 則此時的信噪比為。

A、20dBB、1 dBC、0 dB12、發(fā)現(xiàn)某檢測儀表機(jī)箱有麻電感,必須采取措施。

A、接地保護(hù)環(huán)B、將機(jī)箱接大地C、抗電磁干擾

13、在仿型機(jī)床當(dāng)中利用電感式傳感器來檢測工件尺寸，該加工檢測裝置是采了測量方法。

A、微差式B、零位式C、偏差式

15、在實(shí)驗(yàn)室中測量金屬的熔點(diǎn)時,冷端溫度補(bǔ)償采用。

A、計算修正法B、儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法C、冰浴法

三、證明熱電偶的參考電極定律：EAB（t,t0）= EAC（t,t0）-EBC（t,t0）,并畫出原理圖（本

題10分）

四、有一額定荷重為20×103N的等截面空心圓柱式荷重傳感器，其靈敏度KF為2mV/V。

激勵源電壓為12V，求：

1、在額定荷重時的輸出電壓Uom,2、當(dāng)承載為5×103N時的輸出電壓Uo。(本題10分）

六、已知待測拉力約為70N左右，現(xiàn)有兩只測力儀表，一只為0.5級，測量范圍為0∽500N；

另一只為1.0級，測量范圍為0∽100N。問選用哪一只測力儀表較好?為什么?(寫出計算過

程)(本題10分）

參考答案

一、填空題：

1、±1℃，±1%

2、1．5倍

3、敏感元件、傳感元件、測量轉(zhuǎn)換電路

4、NTC突變

5、CU50，鎳鉻

6、減小溫漂

7、偏位式

8、干擾源，干擾途徑，敏

感接收器

9、屏蔽，浮置，接地，濾波，光電隔離

10、X面

二、選擇題

1、C2、C3、C4、B5、D6、D7、B

8、C9、C10、C11、C12、B13、B14、C15、C

四、24 mV，6 mV

五、K撥至1位，反復(fù)調(diào)節(jié)R0，使儀表指示為0，K撥至3位，反復(fù)調(diào)節(jié)RF，使儀表指示

為滿偏，K撥至2位，進(jìn)行測量。

六、選用1.0級，測量范圍為0∽100N的測力儀表。

一、填空（本題共39分，每空1.5分）

1、傳感器由、、三部分組成。

2、在選購線性儀表時，必須考慮應(yīng)盡量使選購的儀表量程為欲測量的倍左右為宜。

3、有一溫度計，它的量程范圍為0∽200℃，精度等級為0.5級。該表可能出現(xiàn)的最大誤差

為，當(dāng)測量100℃ 時的示值相對誤差為。

4、利用熱敏電阻對電動機(jī)實(shí)施過熱保護(hù)，應(yīng)選擇型熱敏電阻。

5、在壓電晶片的機(jī)械軸上施加力,其電荷產(chǎn)生在。

6、霍爾元件采用恒流源激勵是為了。

7、用水銀溫度計測量水溫,如從測量的具體手段來看它屬于測量。

8、已知某銅熱電阻在0℃時的阻值為50Ω，則其分度號是，對于鎳鉻-鎳硅熱電偶

其正極是。

9、壓電材料在使用中一般是兩片以上，在以電荷作為輸出的地方一般是把壓電元件起

來，而當(dāng)以電壓作為輸出的時候則一般是把壓電元件起來。

10、熱電阻主要是利用電阻隨溫度升高而這一特性來測量溫度的。

12、金屬電阻的是金屬電阻應(yīng)變片工作的物理基礎(chǔ)。

14、在動圈式表頭中的動圈回路中串入由NTC組成的電阻補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，其目的是為了。

二、選擇題（本題共30分，每題2分）

3、在電容傳感器中，若采用調(diào)頻法測量轉(zhuǎn)換電路，則電路中。

A、電容和電感均為變量B、電容是變量，電感保持不變

C、電感是變量，電容保持不變D、電容和電感均保持不變

4、在仿型機(jī)床當(dāng)中利用電感式傳感器來檢測工件尺寸，該加工檢測裝置是采用了測量

方法。

A、微差式B、零位式C、偏差式

5、熱電阻測量轉(zhuǎn)換電路采用三線制是為了

A、提高測量靈敏度B、減小引線電阻的影響

C、減小非線性誤差D、提高電磁兼容性

10、在實(shí)驗(yàn)室中測量金屬的熔點(diǎn)時,冷端溫度補(bǔ)償采用。

A、冰浴法B、儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法C、計算修正法

11、自感傳感器或差動變壓器采用相敏檢波電路最重要的目的是為了。

A、提高靈敏度B、將輸出的交流信號轉(zhuǎn)換為直流信號

C、使檢波后的直流電壓能反映檢波前交流信號的幅度和相位

12、要測量微小的氣體壓力之差，最好選用變換壓力的敏感元件。

A、懸臂梁B、平膜片C、彈簧管D、膜盒

13、以下四種傳感器中，屬于四端元件的是。

A、霍爾元件B、壓電晶體C、應(yīng)變片D、熱敏電阻

14、下列不能用做加速度檢測傳感器。

A、電容式B、壓電式C、電感式D、熱電偶

15、將超聲波（機(jī)械振動波）轉(zhuǎn)換成電信號是利用壓電材料的。

A、應(yīng)變效應(yīng)B、電渦流效應(yīng)C、壓電效應(yīng)D、逆壓電效應(yīng)

三、我國的模擬儀表有哪些精度等級？現(xiàn)欲測量240V左右的電壓，要求測量示值相對誤差的絕對值不大于0.6%，問：若選用量程為250V的電壓表，其精度應(yīng)選哪一級？若選用量

程為500V的電壓表，其精度又應(yīng)選哪一級？（本題10分）

四、熱電偶參考電極定律有何實(shí)際意義？以知在某特定條件下材料A與鉑配對的熱電動勢為13.967mv, 材料B與鉑配對的熱電動勢為8.345mv,求出在此特定條

件下材料A與B配對后的熱電動勢？此時哪種材料為正極？（本題10分）

五、根據(jù)你所學(xué)的傳感器相關(guān)知識，請分別列出下列物理量可以使用什么傳感器來測量？（本

題11分）

1、加速度：

2、溫度：

3、工件尺寸：

4、壓力：

參考答案

一、填空題：

1、敏感元件、傳感元件、測量轉(zhuǎn)換電路2、1．5倍

3、±1℃，±1%

4、NTC突變

5、X面

6、減小溫漂

7、偏位式

8、CU50，鎳鉻

9、并聯(lián)，串聯(lián)

10、增大

11、屏蔽，浮置，接地，濾波，光電隔離

12、應(yīng)變效應(yīng)

13、干擾源，干擾途徑，敏感接收器

14、溫度補(bǔ)償

二、選擇題

1、C2、D3、B4、B5、B6、A7、C8、C9、A10、C11、D12、A13、D14、C15、C

三、0．10．20．51．01．52．55．0

選用量程為250V的電壓表，其精度應(yīng)選0．5級，選用量程為500V的電壓表，其精度應(yīng)選0．2級

四、大大簡化了熱電偶的選配工作，5．622 mv，A為正極

五、1、電阻應(yīng)變片，電容等

2、熱電偶，熱電阻等

3、電感，電容等

4、壓電，霍爾等

二、如圖所示電路是電阻應(yīng)變儀中所用的不平衡電橋的簡化電路，圖中R2=R3=R是固定電

阻，R1與R4是電阻應(yīng)變片，工作時R1受拉，R4受壓，ΔR=0，橋路處于平衡狀態(tài)，當(dāng)應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時，橋路失去平衡，這時，就用橋路輸出電壓Ucd表示應(yīng)變片變后電阻值的變化量。試證明：Ucd=-（E/2）(ΔR/R)。（10分）

證明：

略去 的二次項(xiàng),即可得

第四篇：傳感器原理學(xué)習(xí)心得

傳感器原理學(xué)習(xí)心得

姓名： 哥

08級電子信息科學(xué)與技術(shù)1班

傳感器原理學(xué)習(xí)心得

傳感器應(yīng)用極其廣泛，而且種類繁多，涉及的學(xué)科也很多，通過對傳感器的學(xué)習(xí)讓我基本了解了傳感器的基本概念及傳感器的靜、動態(tài) 特性電阻式、電容式、電感式、壓電式、熱電式、磁敏式、光電式傳感器與光纖傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用。

傳感器的特性主要是指輸出入輸入之間的關(guān)系。當(dāng)輸入量為常量或變化很慢時，其關(guān)系為靜態(tài)特性。當(dāng)輸入量隨時間變換較快時，其關(guān)系為動態(tài)特性。

傳感器的靜態(tài)特性是指對靜態(tài)的輸入信號，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系。因?yàn)檫@時輸入量和輸出量都和時間無關(guān)，所以它們之間的關(guān)系，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個不含時間變量的代數(shù)方程，或以輸入量作橫坐標(biāo)，把與其對應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有：線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、漂移等

所謂動態(tài)特性，是指傳感器在輸入變化時，它的輸出的特性。在實(shí)際工作中，傳感器的動態(tài)特性常用它對某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)來表示。這是因?yàn)閭鞲衅鲗?biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)容易用實(shí)驗(yàn)方法求得，并且它對標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)與它對任意輸入信號的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種，所以傳感器的動態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示。

傳感器的作用主要是感受和響應(yīng)規(guī)定的被測量，并按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成有用輸出，特別是完成非電量到電量的轉(zhuǎn)換。傳感器的組成并無嚴(yán)格的規(guī)定。一般說來，可以把傳感器看做由敏感元件（有時又稱為預(yù)變換器）和變換元件（有時又稱為變換器）兩部分組成。

敏感元件

在具體實(shí)現(xiàn)非電量到電量的變換時，并非所有的非電量都能利用現(xiàn)有的技術(shù)手段直接變換為電量，有些必須進(jìn)行預(yù)變換，即先將待測的非電量變?yōu)橐子谵D(zhuǎn)換成電量的另一種非電量。這種能完成預(yù)變換的器件稱為敏感元件。變換器

能將感受到的非電量變換為電量的器件稱為變換器，例如，可以將位移量直接變換為電容、電阻及電感的電容變換器、電阻變換器及電感變換器，能直接把溫度變換為電勢的熱電偶變換器。顯然，變換器是傳感器不可缺少的重要組成部分。

在實(shí)際情況中，由于有一些敏感元件直接就可以輸出變換后的電信號，而一些傳感器又不包括敏感元件在內(nèi)，因此常常無法將敏感元件與變換器加以嚴(yán)格區(qū)別。

通過本學(xué)期的學(xué)習(xí)讓我了解在實(shí)際使用中對傳感器的選擇的要求如下： 1、根據(jù)測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型

要進(jìn)行 — 個具體的測量工作,首先要考慮采用何種原理的傳感器,這需要分析多方面的因素之后才能確定.因?yàn)?即使是測量同一物理量,也有多種原理的傳感器可供選用,哪一種原理的傳感器更為合適,則需要根據(jù)被測量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題:量程的大小;被測位置對傳感器體積的要求;測量方式為接觸式還是非接觸式;信號的引出方法,有線或是非接觸測量;傳感器的來源,國產(chǎn)還是進(jìn)口,價格能否承受,還是自行研制.在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器,然后再考慮傳感器的具體性能指針.2、靈敏度的選擇

通常,在傳感器的線性范圍內(nèi),希望傳感器的靈敏度越高越好.因?yàn)橹挥徐`敏度高時,與被測

量變化對應(yīng)的輸出信號的值才比較大,有利于信號處理.但要注意的是,傳感器的靈敏度高,與被測量無關(guān)的外界噪聲也容易混入,也會被放大系統(tǒng)放大,影響測量精度.因此,要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比,盡員減少從外界引入的廠擾信號.傳感器的靈敏度是有方向性的.當(dāng)被測量是單向量,而且對其方向性要求較高,則應(yīng)選擇其它方向靈敏度小的傳感器;如果被測量是多維向量,則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好.3、頻率響應(yīng)特性

傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率范圍,必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測量條件,實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有 — 定延遲,希望延遲時間越短越好.傳感器的頻率響應(yīng)高,可測的信號頻率范圍就寬,而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響,機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大,因有頻率低的傳感器可測信號的頻率較低.在動態(tài)測量中,應(yīng)根據(jù)信號的特點(diǎn)(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機(jī)等)響應(yīng)特性,以免產(chǎn)生過火的誤差.4、線性范圍

傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍.以理論上講,在此范圍內(nèi),靈敏度保持定值.傳感器的線性范圍越寬,則其量程越大,并且能保證一定的測量精度.在選擇傳感器時,當(dāng)傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求.但實(shí)際上,任何傳感器都不能保證絕對的線性,其線性度也是相對的.當(dāng)所要求測量精度比較低時,在一定的范圍內(nèi),可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的,這會給測量帶來極大的方便.5、穩(wěn)定性

傳感器使用一段時間后,其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性.影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外,主要是傳感器的使用環(huán)境.因此,要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性,傳感器必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力.在選擇傳感器之前,應(yīng)對其使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查,并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器,或采取適當(dāng)?shù)拇胧?減小環(huán)境的影響.傳感器的穩(wěn)定性有定量指標(biāo),在超過使用期后,在使用前應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定,以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化.在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標(biāo)定的場合,所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴(yán)格,要能夠經(jīng)受住長時間的考驗(yàn).6、精度

精度是傳感器的一個重要的性能指針,它是關(guān)系到整個測量系統(tǒng)測量精度的一個重要環(huán)節(jié).傳感器的精度越高,其價格越昂貴,因此,傳感器的精度只要滿足整個測量系統(tǒng)的精度要求就可以,不必選得過高.這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器.如果測量目的是定性分析的,選用重復(fù)精度高的傳感器即可,不宜選用絕對量值精度高的;如果是為了定量分析,必須獲得精確的測量值,就需選用精度等級能滿足要求的傳感器.傳感器的作用

人們?yōu)榱藦耐饨绔@取信息，必須借助于感覺器官。而單靠人們自身的感覺器官，在研究自然現(xiàn)象和規(guī)律以及生產(chǎn)活動中它們的功能就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了。為適應(yīng)這種情況，就需要傳感器。因此可以說，傳感器是人類五官的延長，又稱之為電五官。

新技術(shù)革命的到來，世界開始進(jìn)入信息時代。在利用信息的過程中，首先要解決的就是要獲取準(zhǔn)確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動化生產(chǎn)過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。

在基礎(chǔ)學(xué)科研究中，傳感器更具有突出的地位?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)入了許多新領(lǐng)域：例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙，微觀上要觀察小到 cm的粒子世界，縱向上要觀察長達(dá)數(shù)十萬年的天體演化，短到 s的瞬間反應(yīng)。此外，還出現(xiàn)了對深化物質(zhì)認(rèn)識、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術(shù)研究，如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強(qiáng)磁場、超弱磁碭等等。顯然，要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息，沒有相適應(yīng)的傳感器是不可能的。許多基礎(chǔ)科學(xué)研究的障礙，首先就在于對象信息的獲取存在困難，而一些新機(jī)理和高靈敏度的檢測傳感器的出現(xiàn)，往往會導(dǎo)致該領(lǐng)域內(nèi)的突破。一些傳感器的發(fā)展，往往是一些邊緣學(xué)科開發(fā)的先驅(qū)。

傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā)、海洋探測、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護(hù)等等極其之泛的領(lǐng)域?？梢院敛豢鋸埖卣f，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個現(xiàn)代化項(xiàng)目，都離不開各種各樣的傳感器。

由此可見傳感器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、推動社會進(jìn)步方面的重要作用，是十分明顯的。世界各國都十分重視這一領(lǐng)域的發(fā)展。相信不久的將來，傳感器技術(shù)將會出現(xiàn)一個飛躍，達(dá)到與其重要地位相稱的新水平。

目前，全球的傳感器市場在不斷變化的創(chuàng)新之中呈現(xiàn)出快速增長的趨勢。有關(guān)專家指出，傳感器領(lǐng)域的主要技術(shù)將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上予以延伸和提高，各國將競相加速新一代傳感器的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，競爭也將日益激烈。新技術(shù)的發(fā)展將重新定義未來的傳感器市場，比如無線傳感器、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器的出現(xiàn)與市場份額的擴(kuò)大。

通過對這門課的學(xué)習(xí)開闊了我的視野，讓我了解了以前沒有了解的東西。在韓老師的指導(dǎo)下讓我明白了學(xué)習(xí)要有自覺性，要自己積極主動地去學(xué)習(xí)。

2010年6月28日星期一

07級自動化2班

學(xué)號：

第五篇：傳感器原理名詞解釋（范文模版）

傳感器原理名詞解釋

1、傳感器的的定義：能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件和裝

置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。

2、相似系統(tǒng)：能用同一類型的微分方程描述的不同系統(tǒng)。

3、頻率保持性：指線性系統(tǒng)的輸入為某一頻率信號時，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)也為同一頻率信號。

4、通過變量：只由空間和路上的一個點(diǎn)來確定的變量。

5、跨越變量：由空間和路上的兩個點(diǎn)來確定的變量。

6、力——電壓相似：以機(jī)械系統(tǒng)的激勵力和電路的激勵電壓相似為基礎(chǔ)的相似方法。

7、力——電壓相似的特點(diǎn):

一、機(jī)械系統(tǒng)的一個質(zhì)點(diǎn)用一個串聯(lián)電回路去模擬;

二、機(jī)械系統(tǒng)

質(zhì)點(diǎn)上的激勵力和串聯(lián)電路的激勵電壓相模擬，所有與機(jī)械系統(tǒng)一個質(zhì)點(diǎn)相連接的機(jī)械元件與傳亮回路中的各電氣元件相模擬。

8、雙向傳感器：凡是既能做機(jī)械量的接收器又能作機(jī)械量的發(fā)送器，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)電可逆變換的變換器。

9、傳感器測物理量的兩種形式：

一、穩(wěn)態(tài)（靜態(tài)和準(zhǔn)靜態(tài)）的形式，它不隨時間變化或變化

緩慢；

二、動態(tài)（周期變換或瞬態(tài)）的形式，它隨時間變化而變化。

10、線性度：指傳感器輸出與輸入之間的線性程度。它的優(yōu)點(diǎn)：

一、可大大簡化傳感器的理論

分析和設(shè)計計算；

二、為標(biāo)定和數(shù)據(jù)處理帶來很大方便。

三、可使儀表刻度盤均勻刻度。

四、避免了非線性補(bǔ)償環(huán)節(jié)。

11、傳感器的非線性誤差：將近似后的擬合直線與實(shí)際曲線進(jìn)行比較，其中存在偏差，這個最

大偏差稱為傳感器的非線性誤差，即線性度

12、傳感器的各部分代表什么含義？應(yīng)注意哪些問題？

答：①敏感元件：指傳感器中直接感受被測量的部分。

②傳感器：能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置,通常

由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。

③信號調(diào)理器：對于輸入和輸出信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換的裝置。

④變送器：能輸出標(biāo)準(zhǔn)信號的傳感器答：

13、傳感器動態(tài)特性主要有：時間常數(shù)τ；固有頻率?n；阻尼系數(shù)

14、靈敏度：指傳感器在穩(wěn)態(tài)下輸出變化對輸入變化的比值。

15、遲滯：傳感器在正（輸入量增大）反（輸入量減少）行程期間輸出——輸入特性曲線不重

合的程度。

16、遲滯現(xiàn)象：對應(yīng)于同一大小的輸入信號，傳感器正反行程的輸出信號大小不相等。

17、重復(fù)性：傳感器在輸入量按同一方向作全量程多次測試時所得特性曲線不一致性程度。

18、動態(tài)特性：傳感器對激勵的響應(yīng)特性。

19、動態(tài)誤差：輸出信號不會與輸入信號具有完全相同的時間函數(shù)，這種輸出與輸入間的差異

就是動態(tài)誤差。

20、