传感器与测试技术答案

传感器与测试技术作业

一、填空题

1传感器通常由直接响应于被测量的 _______ 和产生可用信号输出的_______________ 以及相应的 _____ 组成。

2、电阻应变片式传感器按制造材料可分为① ____ 材料和② _________体材料。它们在受到外力作用时电阻发生变化，其中①的电阻变化主要是由 ____ 形成的，而②的电阻变化主要是由 ___ 造成的。 材料传感器的灵敏度较大。

3、在变压器式传感器中，主线圈和次线圈互感M的大小与 成正比，与 ____成正比，与磁回路中 ____ 成反比，而单个空气隙磁阻的大小可用公式 ______ 表示。

4、光电传感器的工作原理是基于物质的光电效应，目前所利用的光电效应

大致有三大类：第一类是利用在光线作用下 ___________现象，即 效应， ____ 传感器属于这一类；第二类是利用在光线作用下 ______ 现象， 传感器属于这一类。第三类是利用在光线作用下 现象，即 ______ 效应， ______ 传感器属于这一类。

测试与传感器技术试题(1)

一、判断题(判断下列各题，正确的在题干后面的括号内打A“√”，错误的打B“×”。每小题2分，共10分)

1.X-Y记录仪可记录任何频率的信号。( B )

2.分析周期信号的频谱的工具是傅立叶级数。( A )

3.阻抗变换器的作用是将传感器的高输出阻抗变为低阻抗输出。( A ) 4.瞬态信号的频谱一定是连续的。( A )

5.系统的不失真测试条件要求测试系统的幅频特性和相频特性均保持恒定。( B ) 二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干的括号内。每小题2分，共10分)

1.信号x(t)=sin(2t+1)+cos(t/3)是( A )

A.周期信号 B.非周期信号 C.瞬态信号 D.随机信号 *2.用共振法确定系统的固有频率时，在有阻尼条件下，( )频率与系统固有频率一致。 A.加速度共振 B.速度共振 C.位移共振 D.自由振动 3.压电式加速度计与测振仪之间可以串接的是( A ) A.电荷放大器

1-3 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

?2?100%??1.43%L140?2?1.41% 标称相对误差 ????100%?x142???100% 引用误差 ???100%?xm测量上限－测量下限 实际相对误差 ??2?10?(?50)1-12 用电位差计测量电势信号Ex（如图所示）,已知: I1?4mA,I2?2mA,R1?5?,R2?10?,rp?10?,电路中电阻R1,R2,rp的

?定值系统误差分别为?R1??0.01?,?R2??0.01?,?rp??0.005?,设检流计A、上支路电流I1和下支路电流I2的误差忽略不

计。求修正后的Ex的大小。解：Ex?(rp?R1)I1?R2I2

当不考虑系统误差时，有Ex0?(10?5)?4?10?2?40mV 已知rp,R1,R2存在系统误差，按照误差合成理论，可得

?Ex?I1?rp?I1?R1?I2?R2?4?0.005?4?0.01?2?0.01?0.

1-3 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

??????L?x?100%??100%?21402142?1.43%?1.41%????xm?100%?2?测量上限－测量下限?1000?(?50)?1%I1?4mA,I2?2mA,R1?5?,R2?10?,rp?10?,电路中电阻R1,R2,rp1-12 用电位差计测量电势信号Ex（如图所示）,已知: 定值系统误差分别为?R1的

??0.01?,?R2??0.01?,?rp??0.005?,设检流计A、上支路电流I1和下支路电流I2的误差忽略不

计。求修正后的Ex的大小。解：Ex

?(10?5)?4?10?2?40mV?(rp?R1)I1?R2I2

当不考虑系统误差时，有Ex0已知rp

,R1,R2存在系统误差，按照误差合成理论，可得

?Ex?I1?rp?I1?R1?I2?R2?4?0.005?4?0.01?2?0.01?

传感器与测试技术复习题及答案

1、 求周期信号x(t)=0.5cos10t+0.2cos(100t-45)通过传递函数为H(s)=1/(0.005s+1)的装

置后得到的稳态响应。

2、 进行某动态压力测量时，所采用的压电式力传感器的灵敏度为90.9nC/MPa，将它与增益

为0.005V/nC的电荷放大器相连，而电荷放大器的输出接到一台笔式记录仪上，记录仪的灵敏度为20mm/V。试计算这个测量系统的总灵敏度。当压力变化为3.5MPa时，记录笔在记录纸上的偏移量是多少？

解：若不考虑负载效应，则各装置串联后总的灵敏度等于各装置灵敏度相乘，即

3、 用一个时间常数为0.35s的一阶装置去测量周期分别为1s、2s、和5s的正弦信号，问

幅值误差是多少？

传感器与测试技术复习题及答案

4、 想用一个一阶系统做100Hz正弦信号的测量，如要求限制振幅误差在5%以内，那么时间

常数应取为多少？若用该系统测量50Hz正弦信号，问此时的振幅误差和相位差是多少？

传感器与测试技术复习题及答案

5、 设某力传感器可作为二阶振荡系统处理。已知传感器的固有频率为800Hz，阻尼比

ξ=0.14，问使用该传感器做频率为400Hz的正弦测试时,其幅值比A(ω)和相角差φ(ω)各为多少

?

6、 一

传感器与测试电路复习题 小题

1.能将红外辐射量变化转换成电量变化的装置成为红外探测器。红外探测器根据热电效应和光子效应制成。前者成为热敏探测器，后者成为光子探测器。

2.光栅是由很多等节距的透光缝隙和不透光的可先均匀相间排列构成的光电器件。按其原理和用途，它又可分为物理光栅和计量光栅。物理光栅是利用光的衍射现象制造的，主要用于光谱分析和光波长等量的测量。计量光栅主要利用莫尔现象，测量长度、角度、速度、加速度、振动等物理量。

3.以光栅的栅距作为分辨单位，只能在有合适的光栅栅距的基础上，对栅距进一步细分，才可能获得更高的测量精度。

4.编码器按其结构可分为接触式、光电式和电磁式三种，后两种为非接触式编码器。 简答题

1、 热电偶为什么要进行冷端补偿？补偿方法？

为了热电势与被测温度成单值函数关系，需要热电偶的冷端温度保持恒定，由于热电偶的温度——热电势关系曲线是在冷端温度等于0℃下得到的，已知配套的仪表也是根据这一关系曲线进行刻度的，在测量时必须满足冷端温度等于0℃的条件，否则会出现误差，而在实际工作时冷端受外界温度影响很难恒定也不等于0℃。方法：①冷端温度恒温法②计算修正法③电桥补偿法 2、什么是压电效应？

当某些物质沿其耨一方向被施加压力

传感器技术与应用习题答案

习题1

l.1 检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。

答：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。

传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的。

数据传输、处理环节，又称之为测量电路，它的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。

数据显示记录环节是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。常用的有模拟显示、数字显示和图像显示三种。

1.2 传感器的型号有几部分组成？各部分有何意义?

答：传感器是由敏感元件、转换元件和测量电路组成，敏感元件： 直接感受被测量的变化，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件，它是传感器的核心。转换元件： 将敏感元件输出的物理量转换成适于传输或测量电信号的元件。测量电路： 将转换元件输出的电信号进行进一步转换和处理的部分，如放大、滤波、线性化、补偿等，以获得更好的品质特性，便于后续电路实现显示、记录、处理及控制等功能。

1.3 测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采

教案与讲稿

教 学 单 位 机械电子工程系 课 程 名 称 传感器与检测技术 学 时 学 分 适 用 专 业 机电一体化 授 课 教 师 周洁 职 称 助教

江西科技学院商学院教务处制

年 月 日

教 学 要 求

一、备课

1、教师要认真备课，吃透课程的内容，做到“五备”：①备教材：认真钻研教学大纲和教材，把握教材重点和难点，弄清各知识点的内在联系和规律。②备学生：深入了解学生，针对学生实际安排教学程序。③备教法：根据学生心理特点，选择最佳教学方法，注意因材施教，分类指导。④备学法：激发学生学习的积极性和主动性，帮助学生掌握学习方法，学会学习。⑤备作业和实验：安排分量合适、难易适当的作业。布置实验的内容和操作准备。

2、教师要认真写教案，没有教案不能上课。教案的基本要求是：①有明确的教学目的。②有主要的教学内容。③有对重点、难点的处理意见。④有恰当的板书设计。⑤有适当的作业。教案至少要提前3天完成。教师的教案要接受学校领导、教务处、教研室的检查

好东西

第1章 传感器与检测技术基础思考题答案

l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。 答：一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。下图给出了检测系统的组成框图。

检测系统的组成框图

传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。

显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。

2.传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义?

依次为主称（传感器） 被测量—转换原理—序号 主称——传感器，代号C；

被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表2； 转换原理——

教案与讲稿

教 学 单 位 机械电子工程系 课 程 名 称 传感器与检测技术 学 时 学 分 适 用 专 业 机电一体化 授 课 教 师 周洁 职 称 助教

江西科技学院商学院教务处制

年 月 日

教 学 要 求

一、备课

1、教师要认真备课，吃透课程的内容，做到“五备”：①备教材：认真钻研教学大纲和教材，把握教材重点和难点，弄清各知识点的内在联系和规律。②备学生：深入了解学生，针对学生实际安排教学程序。③备教法：根据学生心理特点，选择最佳教学方法，注意因材施教，分类指导。④备学法：激发学生学习的积极性和主动性，帮助学生掌握学习方法，学会学习。⑤备作业和实验：安排分量合适、难易适当的作业。布置实验的内容和操作准备。

2、教师要认真写教案，没有教案不能上课。教案的基本要求是：①有明确的教学目的。②有主要的教学内容。③有对重点、难点的处理意见。④有恰当的板书设计。⑤有适当的作业。教案至少要提前3天完成。教师的教案要接受学校领导、教务处、教研室的检查