檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)課后習(xí)題和例題解答

檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)課后習(xí)題和例題解答

第1章傳感器技術(shù)基礎(chǔ)練習(xí)題（共2頁）

一、填空題（每空3分，共60分，11至12不計分，課后完成）

1、傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定對應(yīng)關(guān)系的、

便于應(yīng)用的另一種量的測量裝置

2、傳感器由兩部分組成：敏感軟件以及轉(zhuǎn)換軟件

3、傳感器的作用是：信息的收集、信息數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換以及控

制信息的采集。

4、傳感器按輸出信號可分為開關(guān)式、模擬式以及數(shù)字式

5、輸出變化量與輸入變化量的_比值_稱為靈敏度。如圖：虛_線的靈

敏度高。

6、傳感器的輸入輸出特性曲線接近于直線的長度稱為線性度。如圖：線的靈敏度

低。

7、傳感器正反行程的不?致程度稱為遲滯。如圖，線的遲滯

大。

8、多次重復(fù)測試的曲線的_________重合的程度稱為重復(fù)性。如圖，虛線的

重復(fù)性較差。

八Vo靈敏度曲線fVo線性度曲線fVo遲滯曲線fVo重復(fù)性曲線

二二，蘇

、、V）

---------------------?-1-----------------------?-1——-----------------?---------------?

9、指被測量為穩(wěn)定值時傳感器輸入與輸出的關(guān)系稱為傳感器的一靜態(tài)________特性。

指被測量為動態(tài)值時傳感器輸入與輸出的關(guān)系稱為傳感器的____動態(tài)特性。

10、分析動態(tài)特性的兩種方法是________階躍響應(yīng)法和頻率響應(yīng)___________法

11、頻率響應(yīng)特性是指將頻率不同而幅度相同的正弦信號___________輸入傳感器，其輸

出正弦信號的幅度和相位與頻率之間的關(guān)系。

12、階躍響應(yīng)特性是指當(dāng)輸入為也跟國鬻____________時，傳感器的輸出隨時間

而變化的特性。

二、簡答題（每題20分，共20分）

什么是傳感器，其定義具體應(yīng)包含哪些方面？

三、計算題（每題20分，共20分）

如圖，設(shè)曲線Y2和Y3的交點為A,在0<X<Ax區(qū)間內(nèi)，（1）作兩曲線Y2及Y3的端點連線

擬合直線Y。（2）已知X=0.5時，Y-Y2取得最大值，X^0.6時，Y-Y3取得最大值。請問

Y2和Y3哪一條曲線更接近直線？

第2章電阻式傳感器練習(xí)題（共4頁）

班級學(xué)號姓名成績

一、填空題（每空2分，共40分，11至15不計分，課后完成）

1、通過改變電阻參數(shù)來測量非電量的傳感器稱為。將被測量帶動電刷移動

去改變電阻絲的長度，實現(xiàn)電阻與位移的線性轉(zhuǎn)換，這樣的傳感器稱為。

2、導(dǎo)電材料因變形而引起電阻變化的現(xiàn)象稱為。沿半導(dǎo)體某?軸向施加一

定的應(yīng)力時材料的電阻率發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為。

3、電位器式傳感器由骨架、和組成

4、測量線位移可用電位器式傳感器，測量角位移可用電位

器式傳感器。

5、電阻應(yīng)變片根據(jù)其材料不同可分為_______________應(yīng)變片以及應(yīng)變片。

6、金屬應(yīng)變片又分為式、式和薄膜式.

7、金屬應(yīng)變片由敏感柵、、蓋片組成，其核心為。

8、當(dāng)導(dǎo)體受軸向力產(chǎn)生變形時其長度相對變化量稱為_______________應(yīng)變、半徑相對變化

量稱為應(yīng)變。

9、四個電阻RI、R2、R3、R4按順序構(gòu)成電橋，則電橋平衡條件為,電橋平

衡時Uo=。

10、四個電阻RI、R2、R3、R4按順序構(gòu)成電橋，若R1為正應(yīng)變片，則R2應(yīng)為應(yīng)

變片，R3應(yīng)為應(yīng)變片。

11、全臂電橋的靈敏度應(yīng)為雙臂電橋的倍，應(yīng)為單臂電橋的倍。

12、對于半導(dǎo)體應(yīng)變片，P型硅在［］方向上變化最大，而N型硅在

［］方向上變化最大。

13、一般來說，_______________型材料的應(yīng)變片的電阻隨應(yīng)變增大而增大，而

型材料的應(yīng)變片的電阻隨應(yīng)變增大而減少。

14、半導(dǎo)體材料是各向（同異）性材料，它的壓阻系數(shù)與晶向（有無）關(guān)

15、電橋的輸出與溫度的關(guān)系是否為線性：。應(yīng)采用源供

電才能消除溫度的影響。

二、簡答題（每題15分，共30分，任選兩題課堂完成，其他課后完成）

1、金屬應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作機理上有何異同？

2、為什么應(yīng)變式傳感器大多采用交流不平衡電橋為測量電路？該電橋為什么又都采用半橋和

全橋而不采用單臂電橋？

3、在等強度的懸臂梁上粘貼四個完全相同的電阻應(yīng)變片組成差分全橋電路，應(yīng)如何貼片（畫

出示意圖）？應(yīng)如何接橋（畫出示意圖）？

4、電阻傳感器使用橋路補償溫度誤差，問采用補償片的電橋可采用差分技術(shù)的半橋有何異

同？

三、計算題（每題15分，共30分，任選兩題課堂完成，其他課后完成）

1、設(shè)電橋輸入電壓E=10V,四個橋臂RH2R3R4都為應(yīng)變片，靈敏系數(shù)為K=2,初始電阻值

R=10KQ,受力后各電阻的增量依次為△R1=11C、△R2=-12C、AR3=13Q、AR4=-14QO試

計算各應(yīng)變片的應(yīng)變￡|￡2￡3￡4。并求輸出電壓U

2、電阻應(yīng)變片阻值R=100d靈敏系數(shù)K=2.0,圓形鋼柱表面半徑D.Olm,鋼材的E=2X

10"N/m2,（1=0.3,鋼柱受6t拉力F,問應(yīng)變片縱向粘貼的電阻變化量ARx和橫向粘貼的電阻

變化量ARy。（兀=3,g=10）

3、如圖所示測量吊車吊起物質(zhì)的質(zhì)量。電阻應(yīng)變片RI、R2、R3、R4貼在等截面軸上。已知

軸截面積為20cm2,彈性模量E=2XIcfN/n?,p=0.2,靈敏系數(shù)K=3.0,組成如圖的橋路，

橋路電壓U=2V,輸出電壓Uo=3.6mV（g=10）。求

（1）等截面軸的縱向應(yīng)變以及橫向應(yīng)變￡丫。

（2）重物m有多少噸

R2口U+u0—

R4□

4、有一應(yīng)變式等強度懸臂梁式力傳感器，其熱膨脹系數(shù)與應(yīng)變片中的電阻熱膨脹系數(shù)相等,

兩應(yīng)變片RI、R2貼于梁的上下兩面的對應(yīng)位置，并構(gòu)成雙臂電

橋。已知懸臂梁厚度6=0.5mm,長度L=15mm,固定端寬度b

=18mm,材料的彈性模量E=2X10“N/m2,橋路電壓U=2V,

測得輸出電壓Uo=ImV,靈敏系數(shù)K=2.0求作用力F。

5、有一應(yīng)變式等截面懸臂梁式力傳感器，其熱膨脹系數(shù)與應(yīng)變片

中的電阻熱膨脹系數(shù)相等，兩應(yīng)變片RI、R2貼于梁的上下兩面

的對應(yīng)位置，離固定端的距離L°=5mm,并構(gòu)成雙臂電橋。己

知懸臂梁厚度B=0.5mm,長度L=15mm,寬度b=18mm,材

料的彈性模量E=2X10“N/m2,橋路電壓U=2V,測得輸出/

電壓Uo=lmV,靈敏系數(shù)K=2.0求作用力F。

6、半導(dǎo)體應(yīng)變片的壓阻系數(shù)和彈性模量如下表所示。應(yīng)變片

的應(yīng)力為2X105N/m2,應(yīng)變片電阻相對變化量為+142X

可應(yīng)力的方向、半導(dǎo)體的類型、應(yīng)變片應(yīng)變以及靈敏系數(shù)。

N-SiP-SiN-GeP-Ge

[100]-1026.5-36

兀

-6371-7247.5

10'"m2/N[110]

[111]-893-9565

[100]1.301.01

E

10”N/m2[110]1.671.38

[111]1.871.55

第三章變磁阻式傳感器練習(xí)題（共2頁）

班級學(xué)號姓名成績

一、填空題（每空2分，共40分）

1、變磁阻式傳感器是通過線圈或的變化來實現(xiàn)非電量電測的。

2、自感式傳感器可分為變間隙型、型和型等三種。

3、變磁阻式傳感器可分為、差分變壓器式、等傳感器。

4、變間隙型自感式傳感器由_____________、、銜鐵三部分組成。

4、在實際使用中，常采用兩個相同的傳感器共用一個，構(gòu)成

差分式電感傳感器。

5、當(dāng)金屬導(dǎo)體處于交變磁場中，導(dǎo)體內(nèi)部就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流像水中漩渦那樣在導(dǎo)

體內(nèi)轉(zhuǎn)圈，所以這種電流稱為,這種現(xiàn)象稱為。

6、電渦流傳感器由兩部分組成，一部分是傳感器的，另一部分是o

7、三種自感式電感傳感器中靈敏度最高的是型，線性最好的是型。

8、差分變壓器隨銜鐵位移變化可輸出一個，采用相敏檢波電路可判

斷。

9、磁路的磁阻應(yīng)與磁路的長度成比，與磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率成比。

10、繞在某一磁路的線圈中，其電感量應(yīng)與匝數(shù)成比，與磁路的磁阻成比。

二、簡答題（每題15分，共30分，任選兩題課堂完成，其他課后完成）

1、自感式傳感器的工作原理及類型。

2、為什么電感式傳感器一般采用差分式?

3、差分變壓器式傳感器的工作原理（附圖說明）

三、計算題（每題15分，共30分）：

1、自感式傳感器如圖所示，圖中所注尺寸單位均為mm,磁路取中心磁路，已知空氣磁導(dǎo)率

Nd”X10-7H/m,鐵心與銜鐵的相對磁導(dǎo)率日都為10、截面積A都為2cm線圈匝數(shù)N=100,

求磁阻Rm及電感L（n=3）o

2、自感式傳感器如圖所示，圖中所注尺寸單位均為mm,磁路取中心磁路，已知空氣磁導(dǎo)率

Ho=4"X10〃H/m,鐵心與銜鐵的相對磁導(dǎo)率日都為1000、截面積A都為2cm2,線圈匝數(shù)N=100,

求間隙3為0及5mm時的磁阻Rm及電感L（兀=3）

8

第四章電容式傳感器練習(xí)題（共2頁）

班級學(xué)號姓名成績

一、填空題（每空2分，共40分）

1、將被測量的變化轉(zhuǎn)換成電容量的變化的傳感器稱為傳感器。傳感器本

身就是一個?

2、電容式傳感器根據(jù)結(jié)構(gòu)原理可分為__________型、____________型以及變常數(shù)型。

3、有一個平行板電容器，其表達為：，若其極距為10mm,介電常數(shù)為

50"/m,兩極板的尺寸都為20mmX30mm,那么其容量為：。

4、電容式傳感器根據(jù)形狀可分為形、形和球面形。

5、三種電容式傳感器中能測量溫度濕度的是變型，

適合測量小位移的是變型。

6、三種電容式傳感器中線性較差的是變型，靈敏度較高的是變型。

7、影響電容式傳感器特性穩(wěn)定的因素主要有：以及?

8、減少電容邊緣效應(yīng)的最有效的方法是：。減少寄生電容的最有效的方

法是對傳感器進行。

9、對電容傳感器的等位環(huán)的要求是與極板在電氣上要、在電位上要。

10、二極管雙T型交流電橋的輸出電壓與電源電壓的幅值與頻率關(guān)。而差分脈沖

調(diào)寬電路的輸出電壓可通過濾波器濾波得到直流成分。

二、簡答題（每題15分，共30分，任選兩題課堂完成，其他課后完成）

1、平板電容式傳感器的三種類型中哪種非線性較嚴(yán)重，為什么，如何解決。

2、二極管雙T型交流電橋的工作原理

3、間影響電容傳感器特性穩(wěn)定的原因主要有什么？解決辦法是？

三、計算題（每題15分，共30分，任選兩題課堂完成，其他課后完成）

1、有一個介電常數(shù)￡=lRF/m的平板電容，分別求其可動極板向X、Y、Z三個方向移動時（位

移AL=20nm）的電容變化量和靈敏度

6mm

2^-電容式傳感器，其極板長度a=10cm,寬度b=4cm,極距d=lmm,介質(zhì)為空氣，當(dāng)相對

介電常數(shù)￡x=5的介質(zhì)進入極板間的長度x=5cm時，求該傳感器的電容變化量AC、介質(zhì)常數(shù)

的變化量加以及靈敏度K。（空氣介電常數(shù)￡0=9pF/m）

3、變間隙電容傳感器的測量電路為運算放大器電路，如圖所示。傳感器的起始電容量

Cxo=2OpF,定動極板距離do=L5mm,Co=10pF,運算放大器為理想放大器，輸入電壓ui=5V。

求當(dāng)電容傳感器動極板上輸入一位移量Ax=-0.15mm時電路輸出電壓u0為多少？

解:

第五章霍爾式傳感器練習(xí)題（共2頁）

班級學(xué)號姓名成績

一、填空題（每空2分，共40分）

1、在通有電流的金屬板上加一強磁場，當(dāng)電流方向與磁場方向垂直時，在與電流方向和磁場

方向都垂直的金屬板的兩表面將產(chǎn)生電動勢差，這種現(xiàn)象稱為,這個電動勢

稱為。

2、霍爾元件具有四個端，一對是；另一對是。

3、霍爾傳感器是利用霍爾元件的所制作的對敏感的傳感器。

4、霍爾元件材料是_它的特性與頻率——關(guān)。

5、霍爾電壓的數(shù)學(xué)表達式為0其中靈敏度系數(shù)的符號。

6、在造成霍爾元件的零位誤差中，由于電極的不對稱、材料的不均勻所產(chǎn)生的附加電動勢稱

為電動勢。當(dāng)輸入交流電流時由于半導(dǎo)體的整流效應(yīng)所產(chǎn)生的直流電動勢稱

為電動勢。

7、在造成霍爾元件的零位誤差中，當(dāng)沒有輸入電流時由于交變磁場的電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電動

勢稱為電動勢，當(dāng)輸入交流電流時由于交變電流的磁效應(yīng)產(chǎn)生了自激場，由

自激場所產(chǎn)生的電動勢稱為電動勢。

8、利用霍爾傳感器進行測量時可將被測量轉(zhuǎn)換成或者轉(zhuǎn)換成控制電流，也

可以轉(zhuǎn)換為的乘積。

9、為對霍爾元件進行溫度補償，可用以下的措施：1.采用源提供控制電流;

2.合理選擇電阻；3.采用熱敏元件

10、利用磁場來進行檢測，它是否能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸測量：,它是否需要從磁

場中獲取能量：。

二、簡答題（每題15分，共30分，任選兩題課堂完成，其他課后完成）

1、霍爾電壓的大小和方向如何確定？

2、如何利用霍爾元件進行測壓力？

3、對霍爾電壓進行溫度補償?shù)姆椒ㄓ忻?，些？

三、計算題（每題15分，共30分，任選兩題課堂完成，其他課后完成）

1、已知霍爾元件與磁感應(yīng)強度為B=0.4T的磁場有一夾角。=30,當(dāng)控制電流1=10mA時輸

出電壓Uo=20.3mV,當(dāng)I=20mA時Uo=20.7mV,求零位誤差A(yù)UH及靈敏度KH。

2、圖為交直流鉗形數(shù)字電流表的結(jié)構(gòu)原理圖，設(shè)霍爾元件的霍爾系數(shù)KH=0.2mV/mAT、控^

電流Ic="A；磁集束器所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為B,被測電流為Ix,其比例系數(shù)KB=0.1T/mAo

現(xiàn)測得輸出電壓UH=10mV,求lx及電流靈敏度。。

鉗口

載流導(dǎo)線

磁集束器

霍爾元件

3、已知E=4V,R=lkQ,霍爾元件的Ri=lkfi、Ro=0.5kQ、K?=1V/AT,輸出電阻的溫度系數(shù)

P=0.25%/C,霍爾電勢的溫度系數(shù)a=0.1%/C,垂直于霍爾元件向外方向加有磁場，B=0.1T,輸

出電壓為正電壓。求（1）選擇合理的負載電阻（2）輸出電壓（3）判斷霍爾元件是P型還是

N型材料。

第六章壓電式傳感器練習(xí)題練習(xí)題（共2頁）

班級學(xué)號姓名成績

一、填空題（每空2分，共40分）

1、壓電晶片串聯(lián)接法時其電壓將變?yōu)樵瓉淼谋?，電容將變?yōu)樵瓉淼谋丁?/p>

2、壓電晶片并聯(lián)接法時其電量將變?yōu)樵瓉淼谋?，電容將變?yōu)樵瓉淼谋丁?/p>

3、壓電晶片聯(lián)接法時適宜輸出電壓信號，聯(lián)接法時適宜輸出電荷信號。

4、石英晶體中，X軸稱為軸，Y軸稱為軸、Z軸稱為光軸。

5、石英晶體中，穿過棱柱的兩條相對棱線的軸稱為軸，垂直于棱柱的兩個

相對棱面的軸稱為軸、平行于棱柱各個棱面的軸稱為光軸

6、石英晶體中，不產(chǎn)生壓電效應(yīng)的軸是軸，能產(chǎn)生壓電效應(yīng)的軸是軸。

7、在某些電介質(zhì)中，當(dāng)沿著一定方向?qū)ζ涫┝κ顾冃?，其?nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它

的兩表面上便產(chǎn)生符號相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，其又重新恢復(fù)不帶電的狀態(tài)，而且作用

力的方向改變時，電荷的極性也隨之改變。稱為"而向電介質(zhì)施加電

場，電介質(zhì)會發(fā)生變形，這稱為，也稱電致伸縮效應(yīng)。

8、向壓電晶體施加Y方向的壓力，在X方向上產(chǎn)生電場，這稱為。向壓

電晶體施加X方向的壓力，在X方向上產(chǎn)生電場，這稱為。

9、壓電器件喪失壓電特性的溫度稱為o衡量壓電輸出的靈敏

度、正比例電量與壓力的比的參數(shù)稱為o

10、壓電材料可分為兩大類：和。

二、簡答題（每題15分，共30分，任選兩題課堂完成，其他課后完成）

1、在安裝壓電片時為什么要加一定的預(yù)應(yīng)力？預(yù)應(yīng)力是越大越好。

2、石英晶體的X、Y、Z軸的名稱，它們是如何確定的？各有何特點？

3、為什么說壓電式傳感器只適用于動態(tài)測量而不適合于靜態(tài)測量？

三、計算題（每題15分，共30分，任選兩題課堂完成，其他課后完成）

1、石英晶體d“=2.3pC/N,石英晶片的寬度是長度L的0.5倍，是厚度h的2倍（1）當(dāng)沿電

軸方向施加F=3MN的壓力時，求電量qx；（2）當(dāng)沿機械軸施加同樣的壓力時，求電量qy；（3）

在石英晶體表面上標(biāo)出電荷極性以及受力方向

2、將兩片壓電系數(shù)為d33=0.5nC/N的壓電陶瓷片并聯(lián)起來，再用反饋電容Cf=0.01RF的電荷

放大器作為放大電路。求（1）當(dāng)輸出電壓Uo=0.8V時，受力F是多少。（2）若將它們串聯(lián)起

來，受同樣的力，那輸出電壓又為多少？

3、用兩根壓電材料A和B進行公路測速，該公路限速100公里每小時:已知壓電材料的壓電

系數(shù)d=lpC/N,用反饋電容Cf=l"的電荷放大器作為放大電路并輸入計算機進行數(shù)據(jù)處理，

測得輸出波形如圖所示。求（1）問該汽車是否超速？（2）問該汽車前后輪間距（由此可判

斷車型）（3）問該汽車的載重（含汽車自身）

時間：25ms/div

第七章熱電式傳感器練習(xí)題練習(xí)題（共2頁）

班級學(xué)號姓名成績

一、填空題（每空2分，共40分）

1、將溫度的變化轉(zhuǎn)換成的變化的傳感器稱為熱電偶傳感器。將溫度的

變化轉(zhuǎn)換成的變化的傳感器稱為熱電阻傳感器。

2、熱電阻傳感器可分為熱電阻傳感器和熱電阻傳感器。

3、金屬熱電阻傳感器簡稱為；半導(dǎo)體熱電阻傳感器簡稱為o

4、組成熱電偶的根導(dǎo)體或半導(dǎo)體稱為。

5、熱電極焊接的一端稱為端，又叫測量端或者工作端，

連接導(dǎo)線的一端另為端，又叫參考端或自由端。

6、把兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體兩端相接組成的閉合回路，當(dāng)兩接點分別置于兩種不同的溫度

時則在回路就會產(chǎn)生______________，形成回路電流。這種現(xiàn)象稱為。

7、熱電動勢由__________________電動勢及電動勢兩部分組成。

8、常用的金屬熱電阻有電阻和電阻兩種。

9、熱敏電阻按溫度特性分、以及CTR

10、熱電偶兩接點在分別在溫度為T、T0時熱電動勢等于在溫度為T、Ta時熱電動勢與在在

溫度為Ta、TO時熱電動勢的代數(shù)和，這稱為。在回路中接入中間導(dǎo)體C,只

要C的兩端的溫度相同，那么C的接入對總電動勢沒有影響，這稱為。

二、簡答題（每題15分，共30分，任選兩題課堂完成，其他課后完成）

1、熱電偶的測溫原理以及三大基本定律的表達式（中間溫度、中間導(dǎo)體、標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)體）

2、比較熱電阻和熱敏電阻的異同點。

3、在熱電偶冷端溫度補償中，試述機械調(diào)零法的工作原理。

三、計算題（每題15分，共30分，任選兩題課堂完成，其他課后完成）

1、分度號為S的熱電偶冷端溫度T=30°C,未調(diào)機械零位的動圈儀表指示值為320°C,若認

為熱端溫度T=350°C對不對？為什么？若不對，正確溫度應(yīng)為多少？

0102030405060708090

00.0000.0550.1130.1730.2350.2990.3650.4320.5020.573

1000.6450.7190.7950.8720.9501.0291.1091.1901.2731.356

2001.4401.5251.6111.6891.7851.8731.9622.0512.1412.232

3002.3232.4142.5062.5992.6922.7862.8802.9743.0693.164

4003.2603.3563.4523.5493.6453.7433.3403.9384.0364.135

解:

7-2、分度號為S的熱電偶熱端溫度T=420°C,當(dāng)冷端溫度T0下降50°C時，測得熱電動勢

E=2.180mV,求當(dāng)冷端溫度下降了100°C時熱電動勢E。

7-3、有一熱電阻溫度計,溫度T|為20°C時,電阻Ri為100Q；溫度為T2=25°C時,電阻

R2為10L5C。假設(shè)溫度與電阻間的變換關(guān)系為線性關(guān)系，試計算當(dāng)溫度計分別處在T3=-

100°C和T4=150°C時的電阻值R3和R4O

第八章光電式傳感器練習(xí)題練習(xí)題（共2頁）

班級學(xué)號姓名成績

一、填空題（每空2分，共40分）

1、光電效應(yīng)可分為效應(yīng)和效應(yīng)。

2、內(nèi)光電效應(yīng)分為效應(yīng)和效應(yīng)?

3、光電池是哪種內(nèi)光電效應(yīng)的器件：效應(yīng)。光敏電

阻是哪種內(nèi)光電效應(yīng)的器件：效應(yīng)。

4、物體受光照射時，電子從物體表面__________________________的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)。

光電管是否屬于該種效應(yīng)的器件：。

5、物體受光照射時，物體的電導(dǎo)率增加的現(xiàn)象稱為效應(yīng)，物體產(chǎn)

生一定方向電動勢的現(xiàn)象稱為效應(yīng)。

6、光敏電阻在受光照射時的電阻值稱為阻。光敏電阻不受光

照射時的電阻值稱為阻。

7、光敏電阻的和之差稱為光電流。

8、把和裝在同一蔽光殼體內(nèi)的光電器件是光電耦合器。

9、光斷續(xù)器可分為_______________________型和型等兩類。

10、紅外光傳感器分為和兩種。

二、簡答題（每題30分，共60分）

1、光敏電阻的測光原理

2、光電器件一般有哪些類型？受光照后會有哪些變化？主要采用哪些材料？有哪些代表性器

件？

答

第九章光纖傳感器練習(xí)題（共2頁）

班級學(xué)號姓名成績

一、填空題（每空3分，共60分）

1,光纖是由______________和構(gòu)成的對稱圓柱體。

2、光纖按材料可分為：光纖和光纖。

3、光纖按折射率可分為：光纖和光纖。

4、光纖按傳輸模式可分為：光纖和光纖。

5,光由光介質(zhì)射入光介質(zhì)時，光會產(chǎn)生折射。

6、當(dāng)光線入射到光纖時如果出現(xiàn)折射，那么這部分光就會穿過包層而，這

稱為。

7、光纖傳感器可分為_______________型和_______________型兩類。

8、功能型的光纖既有的作用又有的作用。

9、物質(zhì)在磁場的作用下其長度和折射率發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為,物質(zhì)在電場

的作用下其長度和折射率發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為。

10、非功能型光纖傳感器分為型和型。

二、計算題（每題20分，共40分）

9-1、光線以0=30°角從空氣入射到光纖中，纖芯和包層的折射率nl和n2分別為1.6和1.5,

問該光線能否在光纖中傳播。

9-2、光線以0=30°角從折射率nl=1.5的介質(zhì)入射到n2=1.3的介質(zhì)，問能否出現(xiàn)全反射.

第十章測量基礎(chǔ)知識練習(xí)題（共2頁）

班級學(xué)號姓名成績

一、填空題（每空3分，共60分）

1、不用經(jīng)過計算直接通過儀表可以測量出來的測量方法稱為測量。

只能先測量與被測量有確定關(guān)系的量，再將測量值代入函數(shù)式通過計算得到結(jié)果的測量方法

稱為測量。

2、直接測量可分為式測量、式測量和微差式的測量。

3、被測對象處于穩(wěn)定狀態(tài)，其值不隨時間而變的測量方法稱為測量法。

被測對象處于不定狀態(tài)，其值隨時間而變的測量方法稱為測量法。

4、絕對誤差是與之間的差值的絕對值。

5、儀器在標(biāo)準(zhǔn)條件下使用所具有的誤差稱為誤差。儀

器在不是標(biāo)準(zhǔn)條件下使用所具有的誤差稱為誤差。

6、誤差的符號和大小與某一個或幾個因素成函數(shù)關(guān)系的誤差稱為誤差。

誤差的符號和大小是不可估計但它服從統(tǒng)計規(guī)律稱為誤差。

7、測量精度中表示測量值的密集性的稱為度。表

示測量值的與真值的偏離度的稱為度。

8、用萬用表電阻檔測量標(biāo)值為1KQ的電阻，測得結(jié)果是1.1KC,則測量絕對誤

差o相對誤差為。

9、某儀表的精度為1.5級，測量循為1000,則被測值的真值的范圍為：______至_______。

10、某個4位的數(shù)字表，用10V的量程，則其分辨率為,測量最大值

為。

二、分析題（每題20分，共40分）

1,用萬用表測兩電壓,測Ul=1010V的電壓,測量結(jié)果為1000V；測測U1=9.5V的電壓，測

量結(jié)果為10Vo請問兩次測量，哪次測量的絕對誤差大？哪次測量的準(zhǔn)確度高？

2、下面三圖為三人五次射擊的結(jié)果，請分析他們射擊的精密度、準(zhǔn)確度、精確度。（中間點

為10環(huán)，向外一圈減一環(huán)，最外環(huán)為5環(huán)。）

第1章傳感器技術(shù)基礎(chǔ)練習(xí)題答案

一、填空題（每空3分，共60分，11至12不計分，課后完成）

1、精確度測量裝置:2、敏感元件轉(zhuǎn)換元件;3、信息的采集控制信息的采集:4、開關(guān)

虹；5、皿虛；6、直線的程度虛；7、不一致的程度虛；8、重合的程度虛；9、

靜態(tài)動態(tài)；10、階躍響應(yīng)頻率響應(yīng)；11、正弦信號頻率；12、階躍函數(shù)時間

二、簡答題（每題20分，共20分）

答：傳感器是--種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定對應(yīng)關(guān)系的、便于應(yīng)用的另一

種量的測量裝置。具體應(yīng)包含如下三個方面：（1）傳感器是一種測量裝置，能完成檢測的任

務(wù)（2）它的輸入量可以是任何量，可以是物理量，也可以是化學(xué)量、生物量等。（3）它的

輸出量是某種物理量，這種量應(yīng)便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等，它可以是光、氣、電，但

最主要還是電量。

三、計算題（每題20分，共20分）

解：A的坐標(biāo)為（1,1）,得端點連線擬合直線Y=X。

所以ALMAX2=Y-Y2=X-X2=0.25。

所以ALMAX3=Y—Y3=X—xZo.38。

AL

2=?MAX2|00%25%

Y*FS

y3=?AL^^100%38%

%

所以Y2的線性度好些，更近直線。

第2章電阻式傳感器練習(xí)題答案

一、填空題(每空2分，共40分，11至15不計分，課后完成)

(1)電阻式傳感器電位器式電阻傳感器。(2)電阻應(yīng)變效應(yīng)半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)。(3)皿

絲電刷。(4)宜線型旋轉(zhuǎn)型。(5)金展半導(dǎo)體。(6)絲式殖式。(7)基左敏感柵。

(8)軸向應(yīng)變徑向應(yīng)變(9)R,R,=R?R40,(10)負正。(11)24?(12)[JH.][100],

(13)PNo(14)直。(15)是恒流。

二、簡答題(每題15分，共30分，任選兩題課堂完成，其他課后完成)

1、答：金屬應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片受力時都會發(fā)生尺寸變化、電阻率變化。但金屬應(yīng)變片的

阻值的變化主要取決于尺寸變化。而半導(dǎo)體阻值的變化主要取決于電阻率變化。

2、答：由于應(yīng)變電橋輸出電壓很小，一般都要加放大器，而直流放大器易于產(chǎn)生零漂，因此

應(yīng)變電橋多采用交流電橋。應(yīng)變片的應(yīng)變電阻特性都是非線性的，為了選擇較好的線性，應(yīng)

變片一般都事先加上了一定的預(yù)應(yīng)力，所以應(yīng)變式傳感器大多采用交流不平衡電橋。

采用半橋或全橋比采和單臂可以減弱溫度的影響和提高靈敏度。

3、答：

4、答：共同點就是都采用兩片應(yīng)變片作為相鄰的橋臂，不同點就是采用補償片的電橋補償片

不受力，而采用差分技術(shù)的半橋兩片應(yīng)變片都受力。

三、計算題（每題15分，共30分，任選兩題課堂完成，其他課后完成）

婷舌

KR'2QKJk2?ldk

1、解:

AR.s13cl4cc

?KRT2c睡務(wù)16k

八UAR1AR2AR3AR410(11、(12)43-(14)]--

Uo=-T---------+----------)==12.5mV

4RRRR4'10k

2、解：S=7rr2=3x(10-2)2=3xlO'4m2;F=mg=6xlO3xlO=6xlO'tN

縱向粘貼時：￡=—=————-=103;AR=RKe=100x2x10-3=02。

x*SE3x10^x2xl0"*"x

橫向粘貼時：ARy=RK￡，=-jiAR*=-0.3x0.2Q=-0.06Q

3、解：Uo=^4E<3E4)S(H|K-=y

一2'3.6mV_■3.--4

2V31.2Yx

10-32010-4

?%E二斗二

F=噴屋xm

g10

2

4、解UO=°K￡,￡6FLlUoEbJlmx2xl0"x18mx0.5mx0.5m〃T

'3UKL

2一Eb^2-3x2x2x15m

”皿U6F(L-L)UoEb夕lmx2xl0"xl8mx0.5mx0.5m

5、解Uo=—Ke,￡=--------r=>F=-----------=---------------------------=7.5N

2Ebb?3UK(L-L0)3x2x2x(15-5)m

…崢”二■"2,查表可知應(yīng)力的方向為[110],因兀為正,

所以半導(dǎo)體為P型硅?！?-----=,K=jtE=71xlO'"xl.67xlO"?120

E1.67,10"

第三章變磁阻式傳感器練習(xí)題答案

一、填空題（每空2分，共40分）

1、電感互感。2、變面積螺管。3、自感式渦流式。4、線圈鐵心。4、線圈銜鐵。

5、遇遮渦流效應(yīng)。6、線圈裝置被測體。7、變間隙型變面積。8、調(diào)幅波銜鐵移動

方向。9、正反。10s正反。

二、簡答題（每題15分，共30分，任選兩題課堂完成，其他課后完成）

1、自感式傳感器的工作原理及類型。

答：將被測量帶動銜鐵的移動以改變磁通的路徑，引起磁路磁阻的變化，導(dǎo)致線圈電感量L

的變化?？煞譃樽冮g隙型、變面積型和螺管型等三種類型。

2、為什么電感式傳感器一般采用差分式？

答：采用差分式結(jié)構(gòu)，可以改善非線性、提高靈敏度，還可以對電源電壓、頻率的波動及溫

度變化等外界影響起補償作用。

3、差分變壓器式傳感器的工作原理（附圖說明）

答：當(dāng)活動銜鐵處于初始平衡位置時，兩互感系數(shù)MI=M2O根據(jù)電磁+5—

感應(yīng)原理，將有e?產(chǎn)金2。由于傳感器兩個次級繞組反向串聯(lián)，因而輸出UwJ

電壓U2=e2i-e22=0,即傳感器輸出電壓為零。當(dāng)活動銜鐵向右移動時，?

由于磁阻的影響，22線圈中磁通將大于21線圈中的磁通，使MKM2,

因而022增加，而021減小；反之，022減小，021增加。因為U2=e2L022,'

所以當(dāng)622、團隨著銜鐵位移X變化時，互感式傳感器輸出電壓"的大小和符號將反映位移的

大小和方向。

三、計算題（每題15分，共30分）

,L8(204020+40)him+62mm

Rm=——+-----=——-------------------------+---------

1

1、解：|iApA01004fi]/m2t0iHMiJ2cln

L=N2/Rm=(100)2/(0.5?108/H)0.2mH

L_(20+40+20+40)mm_

Km--------------------------------------------0.51U6/H

2、解：間隙5為0時：pA1000電口H/畝72cm2

L=N2/Rm=(100)2/(0.5?106/H)20mH

Rm?當(dāng)0——

=0.25108/H

間隙B為5mm時:“A7i14)H/rfi2cm

L=N2/Rm=(100)2/(0.25?108/H)0.4mH

第四章電容式傳感器練習(xí)題答案

一、填空題（每空2分，共40分）

1、電容式可變電容器。2、變極距型變面積型。3、C=eA/d3皿。4、W睡o5、

介電常數(shù)極距。6、皿圾至。7、邊緣效應(yīng)寄生電容。8、加裝等位環(huán)靜電屏蔽。9、

絕緣相等。10,＜低通。

二、簡答題（每題15分，共30分，任選兩題課堂完成，其他課后完成）

1、答：由平板電容表達式：C=eA/d中可知，C與d成反比，所以變極距式傳感器非線性較嚴(yán)

重。解決方法如下：由運放的工作原理可知U°=-U|￡=-5翌

Cx￡A

2、答：（1）當(dāng)ui正半周時D1導(dǎo)通，C1充電；（2）當(dāng)ui負半周時D1截止，C1通過R1向

RL放電，放電電流為il（從右至左）；同時，D2導(dǎo)通，C2充電；（3）當(dāng)ui正半周時D2截止,

C2通過R2向RL放電，放電電流為12（從左至右）；同時，D1導(dǎo)通，C1獨；（4）當(dāng)C1

與C2大小相等，il與12大小相等，方向相反，合電流為0。同理C1與C2不等時合電流也

不為0?

3、答：影響電容傳感器特性穩(wěn)定的原因主要有二：其一，由于電容器邊緣的電場不均勻所引

起的邊緣效應(yīng)使得電容器的容量產(chǎn)生變化，其結(jié)果是使傳感器靈敏度下降及非線性增加；其

二，由于周圍物體與極板的電容聯(lián)系使得電容器產(chǎn)生寄生電容，由于寄生電容極不穩(wěn)定，會

影響傳感器的穩(wěn)定性。解決辦法是：加裝等位環(huán)減少邊緣效應(yīng)的影響、采用靜電屏蔽減少寄

生電容的影響。

三、計算題（每題15分，共30分，任選兩題課堂完成，其他課后完成）

1、解：初始電容C。=更=1*/mx6mmx5mm=

d4mm

［、…vA_—AX___20um__尸〃AC25pF___?.

1)向X：ACy=C----=7.5nFx--------=25pF,K=-----=--------=1.25u.F/m

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