传感器与检测技术计算题

1. 某压力传感器的校准数据如下表如示。试用端基法求其基准直线，并确定该压力传感器的灵敏度和线性度。 压力(MPa) 输出电压（mV） 0.00 -2.7 0.02 0.6 0.04 4.0 0.06 7.4 0.08 10.9 0.10 14.4

2. 设一力传感器可作为二阶系统来处理，已知传感器的固有频率为?0=200Hz，阻尼比

?=0.6，静态灵敏度为k=9.6，试求： （1） 该传感器的动态输入输出方程； （2） 该传感器的频率传递函数；

（3） 如果该传感器用于测量力F=sin(400t)，试求该传感器的稳态输出； （4） 试分析当测量的外力为2000KHz时，此传感器的稳态输出。

3.设有两只力传感器，均可作为二阶系统来处理，自振频率分别为800Hz和1200Hz，阻尼比ξ均为0.4，今欲测量频率为400Hz正弦变化的外力，应选用哪一只？并计算将产生多大的振幅相对误差和相位误差。

4.一应变片的电阻R=100Ω，灵敏系数k=2.10，用作应变为1000με的传感元件

(1)求ΔR和ΔR/R；

(2)若惠斯登电桥初始时已平衡，电源电压U=4V，求在此应变下的输出电压UO；

-42

5.如将两个100Ω电阻应变片平等地粘贴在钢制

1. 某压力传感器的校准数据如下表如示。试用端基法求其基准直线，并确定该压力传感器的灵敏度和线性度。 压力(MPa) 输出电压（mV） 0.00 -2.7 0.02 0.6 0.04 4.0 0.06 7.4 0.08 10.9 0.10 14.4

2. 设一力传感器可作为二阶系统来处理，已知传感器的固有频率为?0=200Hz，阻尼比

?=0.6，静态灵敏度为k=9.6，试求： （1） 该传感器的动态输入输出方程； （2） 该传感器的频率传递函数；

（3） 如果该传感器用于测量力F=sin(400t)，试求该传感器的稳态输出； （4） 试分析当测量的外力为2000KHz时，此传感器的稳态输出。

3.设有两只力传感器，均可作为二阶系统来处理，自振频率分别为800Hz和1200Hz，阻尼比ξ均为0.4，今欲测量频率为400Hz正弦变化的外力，应选用哪一只？并计算将产生多大的振幅相对误差和相位误差。

4.一应变片的电阻R=100Ω，灵敏系数k=2.10，用作应变为1000με的传感元件

(1)求ΔR和ΔR/R；

(2)若惠斯登电桥初始时已平衡，电源电压U=4V，求在此应变下的输出电压UO；

-42

5.如将两个100Ω电阻应变片平等地粘贴在钢制

1、有一悬臂梁，在其中部上、下两面各贴两片应变片，组成全桥，如图所示。①请给出由这四个电阻构成全桥电路的示意图。

②若该梁悬臂长L=0.25m，宽b= 0.06m，厚h=0.003m，弹性模量E?7?1010Pa，应变片灵敏度系K=2，应变片空载电阻R?120?，应变片中心距固定端x= 0.4L，现受一向下力F =1N，试求此时四个应变片的电阻值。 (梁上各处应变??6(L?x)F) bh2ER1R4R2R3LFhR1R2+U0R3xR4-

??6(L?x)6?（1?0.4）?0.25m?5 F??1N?2.38?1022102bhE0.06m?(0.003m)?7?10N/m?R?K???R?RK??120Ω?2?2.38?10?5?0.005712Ω R对于R1,R4???0??R?0 R1?R4?120.005712Ω 对于R2,R3???0??R?0 R2?R3?119.994288Ω

2、阻值R?120?，灵敏系数K?2的电阻应变片与阻值120?的固定电阻组成电桥，供桥电压为3V，并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为2??和2000??时，分别求出单臂、半桥差动电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵

《传感器与传感器技术》计算题

解题指导（供参考）

第1章 传感器的一般特性

1-5 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?(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：

?m＝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：

0.8?1??100%?4%

140?20.8???100%?16%

240?181-6 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?和静态灵敏度K。 （1） 30dy?3y?1.5?10?5T dtdy?4.2y?9.6x dt式中，y为输出电压，V；T为输入温度，℃。 （2） 1.4式中，y——输出电压，?V；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)，

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

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

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

《传感器与检测技术》总结

姓名：王婷婷

学号：14032329

班级：14-11

传感器与检测技术

这学期通过学习《传感器与检测技术》，懂得了很多，以下是我对这本书的总结。

第一章 概 述

传感器的作用是：传感器是各种信息的感知、采集、转换、传输和处理的功能器件，具有不可替代的重要作用。

传感器的定义：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或装置。

传感器的组成：被测量量---敏感元件---转换元件----基本转换电路----电量输出 传感器的分类：按被测量对象分类（内部系统状态的内部信息传感器{位置、速度、力、力矩、温度、导演变化}、外部环境状态的外部信息传感器{接触式[触觉、滑动觉、压觉]、非接触式[视觉、超声测距、激光测距）；按工作机理分类（结构型{电容式、电感式}、物性型{霍尔式、压电式}）；按是否有能量转换分类（能量控制型[有源型]、能量转换型[无源型]）；按输出信号的性质分类（开关型[二值型]{接触型[微动、行程、接触开关]、非接触式[光电、接近开关]}、模拟型{电阻型[电位器、电阻应变片]，电压、电流型[热电偶、光电电池]，电感、电容型[电感、电容式位置传感器]}、数字型{计数型[脉冲或方波信号+计数器]、代码型[回转编码器、