传感器原理与应用题库

《第一章 传感器的一般特性》

1．从某直流测速发电机试验中，获得如下结果： 转速（r/min） 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 输出电压（V） 0 9.1 15.0 23.3 29.9 39.0 47.5 试绘制转速和输出电压的关系曲线，并确定： 1）该测速发电机的灵敏度。 2）该测速发电机的线性度。

2．已知一热电偶的时间常数τ=10s，若用它来测量一台炉子的温度，炉内温度在540οC和500οC 之间按近似正弦曲线波动，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，以及输入与输出信号之间的相位差和滞后时间。

3．用一只时间常数为0.355s 的一阶传感器去测量周期分别为1s、2s和3s的正弦信号，问幅值误差为多少？ 4．若用一阶传感器作100Hz正弦信号的测试，如幅值误差要求限制在5%以内，则时间常数应取多少？若在该时间常数下，同一传感器作50Hz正弦信号的测试，这时的幅值误差和相角有多大？

5．已知某二阶系统传感器的固有频率f0=10kHz，阻尼比ξ=0.1，若要求传感器的输出幅值误差小于3%，试确定

一：填空题（每空1分）

1. 依据传感器的工作原理，传感器分 敏感元件 ， 转换元件 ，

测量电路 三个部分组成。

2. 半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等。 3. 光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，根据光电效应可以分为

外光电效应 ， 内光电效应 ， 热释电效应 三种。 4. 亮电流与暗电流之差称为光电流。

5. 光电管的工作点应选在光电流与阳极电压无关的饱和区域内。

6. 金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可采用 直线栅式应变计

和 箔式应变计 结构。

7. 反射式光纤位移传感器在位移-输出曲线的前坡区呈 线性关系，在后坡区与

距离的平方成反比关系。

8. 根据热敏电阻的三种类型，其中 临界温度系数型 最适合开关型温度传感器。

＋UCERL9. 画出达林顿光电三极管内部接线方式：

10. 灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定义为：传

感器 输出量的变化值 与相应的 被测量的变化值 之比，用公式表示 k（x）=Δy/Δx 。

11. 线性度是指传感器的 输出量 与 输入量 之间是否保持理想线性特性的一

种度量。按照所依据的基准之线的不同，线性

传感器原理与应用试卷1

第一部分 选择题（共24分）

一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。错选、多选和未选均无分。

1．下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（C）

A．压力 B．力矩 C．温度 D．厚度

2．属于传感器动态特性指标的是（D）

A．重复性 B．线性度 C．灵敏度 D．固有频率

3．按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（A）

A．光电式传感器 B．电容式传感器

C．压电式传感器 D．磁电式传感器

4．测量范围大的电容式位移传感器的类型为（D）

A．变极板面积型 B．变极距型

C．变介质型 D．容栅型

5．利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（C）

A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变

习题4

四、变电容式传感器

（一）思考题

4-1. 试述三种不同结构类型电容式传感器的工作原理和特点，各自的主要用途是什么？ 4-2. 试述变极距型电容传感器产生非线性误差的原因及在设计中如何减小这一误差？ 4-3. 理解和说明双Ｔ二极管交流电桥的工作原理及其应用特点和要求。 4-4. 理解和说明差动脉冲宽度调制电路的工作原理及其应用特点。 4-5. 试说明电容式物位传感器的工作原理。

（二）习 题

4-1. 同心圆筒电容传感器如图所示其可动极筒外径为9.8mm，定极筒内径为10mm，遮盖

长度为1mm时，试求电容值C。当供电电源频率为60KHz时，求它的容抗值。

4-2. 一个圆形平板电容式传感器，其极板半径为5mm，工作初始间隙为0.3mm，空气介质，

所采用的测量电路的灵敏度为100mV/pF，读数仪表灵敏度为5格/mV。如果工作时传感器的间隙产生2μm的变化量，则读数仪表的指示值变化多少格？

4-3. 当差动式变极距型电容传感器动极板相对于定极板移动了?d＝0.75mm时，若初始电容

量C1＝C2＝80pF，初始距离d＝4mm，计算其非线性误差。若改为单平板电容，初始值不变，其非线性误差为多大？

4-4. 已知极板电容传感器，其

实验一 金属箔式应变片的性能实验

一、实验目的

1．熟悉CSY10型传感器系统实验仪，并掌握正确的使用方法。 2．了解应变片的结构和性能。

3．了解实际的应变片电桥的原理和性能。

二、实验设备

直流稳压电源、双平行梁、测微器、金属箔式应变片、标准电阻、差动放大器、直流数字电压表

三、实验原理

应用应变片测试时，应变片牢固地粘贴在测件表面上。当测件受力变形时，应变片的敏感栅随同变形，电阻值也发生相应的变化。通过测量电路，将其转换为电压或电流信号输出。 在实验仪的双平行梁上粘贴了8片应变片，其中6片为金属箔式应变片，两片受拉伸，两片受压缩，两片用于温度补偿。通过旋转测微器可使双平梁的自由端上、下移动，从而使应变片的受力状况不同，将应变片接于电桥中即可转换为电压输出。

电桥电路是非电量电测最常用的一种方法。当电桥平衡时，即R1R4?R2R3，电桥输出为零。在桥臂R1、R2、R3、R4中，电阻的相对变化分别为?R1/R1、?R2/R2、?R3/R3、

?R4/R4，桥路的输出与?R??R1?R2?R3?R4成正比。当使用一个应变片时，???R1R2R3R4?R??R?R1?R2；当使用两片应变片时，?R?。如两片应变片工作于差动状

基于物料分拣系统的传感器原理介绍

《传感器原理及应用》讨论课报告书

电感式传感器的基本原理及典型应用

学院：机械工程学院

班级：13-1机械电子工程（卓越）

组员：李响夏中岩张轩赫

贡献率：李响资料查询，整理 40%

夏中岩资料整理，编辑 30% 张轩赫 PPT设计编写 30%

指导教师：边辉

完成日期：2016.05

基于物料分拣系统的传感器原理介绍

目录

摘要 ............................................................................................................................... - 2 - 1 物料分拣系统简述 ................................................................................................... - 3 - 2 物料分拣系统中的传感器 ...................................................................................

基于物料分拣系统的传感器原理介绍

《传感器原理及应用》讨论课报告书

电感式传感器的基本原理及典型应用

学院：机械工程学院

班级：13-1机械电子工程（卓越）

组员：李响夏中岩张轩赫

贡献率：李响资料查询，整理 40%

夏中岩资料整理，编辑 30% 张轩赫 PPT设计编写 30%

指导教师：边辉

完成日期：2016.05

基于物料分拣系统的传感器原理介绍

目录

摘要 ............................................................................................................................... - 2 - 1 物料分拣系统简述 ................................................................................................... - 3 - 2 物料分拣系统中的传感器 ...................................................................................

题目：工业机器人传感器原理及应用

学 院： 机械工程学院 专 业： 机械制造 班 级： 学 号： 学生姓名：

指导教师： 冯治国老师

2013

年12月10日

《传感器原理及应用》考核

要求：

提交调研报告一份（介绍整机电装备中2~3类传感器，包括装

备应用背景、传感器应用状况、传感器工作原理，测量电路、传感器检测信息与控制系统相互关联）

阐述明了、逻辑清楚、图表简洁 字数＞4000；

报告相似程度＞80%，按不及格处理； 交作业时间：12.10

工业机器人中传感器

技术的应用

前言

机器人在生活中和生产中占有越来越重要的地位和作用。特别实在生产中，它可以代替人的许多人的工作，不但可以完成人类的操作，还可以完成许多人类无法完成的工作；而且机器人的工作效率和精确度还远远高于人的人；另外还可以在一些人无法工作的特殊环境下工作。但是机器人是人类的智慧制造出来代替人类的一些工作的，它不像人类拥有视觉，听觉等感觉器官存在，无法去感觉外面的生活，他要怎么样才能像人类一样呢？因此传感器在机器人中就起到了至关重要的作用，它就像人的眼睛、耳朵、皮肤等感觉器官一样将外边的视觉、听觉等感觉传给机器人

传感器的基础效应

物联网工程专业2011班

目录 光电效应 泡克耳斯效应 克尔效应

电致发光效应 电致发光效应 法拉第效应

磁光克尔效应 科顿-穆顿效应 塞曼效应 光磁效应 霍尔效应 磁阻效应

巨磁阻效应 塞贝克效应 珀尔帖效应 汤姆逊效应 压电效应 声音的多普勒效应

声电效应 声光效应 磁声效应 纳米效应 光弹效应

邹烈勇 陈黎妮 陈萍 黄慧莹 黄慧莹 谢晓君 李菁雯 杨紫霜 陈丹 王行健 陈昊 董扬帆 董扬帆 时红杰 陈霖 陈天恒 谢榕 陶焕 刘进 董涛 柯奕佳 余耀 戴敬禹

光电效应

邹烈勇

中文名称：光电效应 英文名称： photoelectric effect 现象 物质吸收光子并激发出自由电子的行为。 光电效应由德国物理学家赫兹于1887年发现，对发展量子理论起了根本性作用。 大约1900年，马克思·普朗克（Max Planck）对光电效应作出最初解释，并引出了光具有的能量包裹式能量（quantised）这一理论。 1902年，勒纳（Lenard）也对其进行了研究，指出光电效应是金属中的电子吸收了入射光的能量而从表

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《第一章 传感器的一般特性》

1．从某直流测速发电机试验中，获得如下结果： 转速（r/min） 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 输出电压（V） 0 9.1 15.0 23.3 29.9 39.0 47.5 试绘制转速和输出电压的关系曲线，并确定：

1）该测速发电机的灵敏度。 2）该测速发电机的线性度。

ο

2．已知一热电偶的时间常数τ=10s，若用它来测量一台炉子的温度，炉内温度在540C和

ο

500C 之间按近似正弦曲线波动，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，以及输入与输出信号之间的相位差和滞后时间。

3．用一只时间常数为0.355s 的一阶传感器去测量周期分别为1s、2s和3s的正弦信号，问幅值误差为多少？

4．若用一阶传感器作100Hz正弦信号的测试，如幅值误差要求限制在5%以内，则时间常数应取多少？若在该时间常数下，同一传感器作50Hz正弦信号的测试，这时的幅值误差和相角有多大？

5．已知某二阶系统传感器的固有频率f0=10kHz，阻尼比ξ=0.1，若要求传感器的输出