传感器技术与应用

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

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

1 / 4 传感器技术与应用期末试卷答案

一、选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分)

1、D

2、B

3、C

4、B

5、A

6、D

7、B

8、C

9、C 10、A

11、C 12、B 13、C 14、C 15、D

16、C 17、C 18、C 19、C 20、A

二、填空题 (本大题共10空，每空1分，共10分)

21、半导体材料，减少，极少，不好，增多，变好 光照强弱这个光学量，电阻这个电学量

22、1．5倍

23、敏感元件、传感元件、测量转换电路

三、证明题（本大题共1小题，每小题10分，共10分）

24、证明：R R R ?+=1 R R R ?-=4

E R R R R E R R R R E R R R R U U U db cb cd 2242?-?-=+?--+?+=

-= 略去R ?的二次项,即可得R R E U cd ??-=2 四、简答题（本大题共6小题，每小题4分，共24分）

25、答：①热电动势：两种不同材料的导体（或半导体）A 、B 串接成一个闭合回路，并使两个结点处于不同的温度下，那么回路中就会存在热电势。因而有电流产生相应的热电势称为温差电势或塞贝克电势，通称热电势。

②接触电动势：接触电势是由两种不同导体的自由电子，其密度

《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

密 名 姓 号学封 级 班 线

别系淮 阴 师 范 学 院

2007级电气技术及其自动化专业

《传感器应用技术》课程考试卷（B）

2009-2010 学年第 2 学期

题号 一 二 三 总分 合分人 核分人 得分 得 分 阅卷人 核分人 一、选择题（每题2分，共计20分）

1、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。

2、如图所示，Ｒ３是光敏电阻，当开关Ｓ闭合后在没有光照射时，a、b两点等电势，当用光照

射电阻Ｒ３时，则（ ）

Ａ、Ｒ３的电阻变小，a点电势高于b点电势

Ｂ、Ｒ３的电阻变小，a点电势低于b点电势 Ｃ、Ｒ３的电阻变大，a点电势等于b点电势 Ｄ、Ｒ３的电阻变大，a点电势低于b点电势

3、按传输模式光纤可分为 （ ）

A

四、传感器技术的发展趋势

教学目标

课，你们想怎样上？

方法： 评分标准

分组：

评分标准：（100分制）

第一章 传感器基础

什么是传感器？

思考： 人身上有传感器吗？是什么类型传感器？ 传感器

传感器的应用

第二章 光电式传感器

光电式传感器的分类：

- 1 -

一、预习问题

储料仓

- 2 -

前进方向 - 3 -

二、问题解答

概念题

1、什么是外光电效应、光电管？ 光电效应 光子能量 光子能量 吸收光子能量 外光电效应

使电子逸出物体表面 光电管： 光电阴极 光电阳极 光电子 光电流 光照强度 光阴极的灵敏度 电阻上的电压 一定函数关系

2、什么是光电倍增管？ 若干个倍增极

逐级轰击次级发射倍增极 106～108倍

- 4 -

于紫外/可见/近红外光光度计 ，旋光仪、糖度计 ，发光分光光度计等

3、什么是内光电效应、光敏电阻？ 电阻率 阻值 电流

内光电效应 开关式光电信号 电阻率 低阻态 阻值 亮电流

原值呈高阻态

4、光电二极管、光电三极管的结构？光电特性？ 反向 反向偏置 反向电阻

光电流与阳极电压 UA Umin I∮

-

第1讲

教学时数：2学时 基本内容： 绪论

§0-1 自动检测技术概述 §0-2 传感器概述

§0-3 测量误差与数据处理 教学目的：

1. 掌握传感器的定义、组成和分类 2. 掌握误差的相关概念

3. 了解测量数据的处理方法 教学重点：

1.传感器的定义、组成和分类 2.误差的相关概念

教学重点：误差的相关概念 教学方法：多媒体讲授 教学过程：

§0-1 自动检测技术概述

一、 自动检测技术的地位和作用

（1）在工农业生产中，为了保证能正常、高效地生产，要有一定的测试手段进行生产过程的检查和监视，这些测试手段就是仪器仪表。

（2）由于微电子技术、计算机技术、通讯技术及网络技术的迅速发展，对电量的测量技术相应地得到提高，如准确度高、灵敏度高、反应速度快、能够连续进行测量、自动记录、远距离传输和组成控制网络等。

（3）在工程上所要测量的参数大多数为非电量，如机械量（位移、尺寸、力、振动、速度等），热工量（温度、压力、流量、物位等），成分量（化学成分、浓度等）和状态量（颜色、透明度、磨损量等），因而促使人们用电测的方法来测量非电量的仪器仪表，研究如何能正确和快速地测量非电量的技术。 二、自动检测系统的组成

在自动检测系统中，各个组成部分常以信息

测验-传感器与检测技术

一、填空题

1、霍尔集成电路可分为 和 。

2、电容传感器的测量转换电路有三种，分别是__________、__________、__________。

3、自发电式传感器是指只有在 时才会产生电量。

4、压电传感器里常见的压电元件有 、 和 三种。

二、选择题

１、属于四端元件的 。

A. 应变片 B. 压电晶片 C. 霍尔元件 D. 热敏电阻

2、公式EH=KHIBcos 中的角 是指 。

A. 磁力线与霍尔薄片平面之间的夹角 ；B. 磁力线与霍尔元件内部电流方向的夹角C.

之间的夹角

3、霍尔元件采用恒流源激励是为了 。

A. 提高灵敏度 B. 克服温漂 C. 减小不等位电势

4、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 磁力线与霍尔薄片的垂线

5、在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入_________，可测得最大的电容

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。