传感器课后习题汇总
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第1章传感器与检测技术基本概论思考题
1.传感器由那几部分组成？并说明各组成部分的功能。
2.什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么条件下只研究
静态特性就能够满足通常
的需要，而在什么条件下一般要研究传感器的动态特性？
3.请使用性能指标描述检测系统的静态特性。
4.某线性位移测量仪，当被测位移由4.5mm变到
5.0mm时，位移测量仪的输出电压由3.5V
减至2.5V，求该仪器的灵敏度。
5.某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下：
铂电阻温度传感器：0.45Ω/℃电桥：0.02V/Ω
放大器：100(放大倍数)笔式记录仪：0.2cm/V求：(1)测温系统的总灵敏度；
(2)记录仪笔尖位移4cm时，所对应的温度变化值。
第2章检测系统的误差合成
1.什么是系统误差？产生系统误差的原因是什么？如何发现系统误差？减少系统误差有哪
几种方法？
2.服从正态分布规律的随机误差有哪些特性?
3.等精度测量某电阻10次，得到的测量列如下：
R1＝167.95ΩR2＝167.45ΩR3＝167.60ΩR4＝167.60ΩR5＝167.87ΩR6
＝167.88ΩR7＝168.00ΩR8＝167.850ΩR9＝167.82ΩR10＝
167.61Ω(1)求10次测量的算术平均值R，测量的标准偏差?和算术平均值的标准误差?r。
(2)若置信概率取99.7％，写出被测电阻的真值和极限值。
??3.1电阻式传感器
1.金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同?
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2．如将两个100Ω电阻应变片平等地粘贴在钢制试件上，试件截面积为0.5×10m，弹性
2
模量e=200gn/m，由50kn的拉力所引起的应变片电阻变化为1Ω。
把它们接入交流电桥中，电桥电源电压为1V，求应变片灵敏系数和电桥输出电压。
3.如图所示电路是电阻应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路，图中R2=R3=R是固定电阻，
R1与R4是电阻应变片，工作时R1受拉，R4受压，ΔR=0，桥路处于平衡状态，当应变片受力发生应变时，桥路失去平衡，这时，就用桥路输出电压ucd表示应变片变后电阻值的变化量。
试证明：ucd=-（e/2）(ΔR/R)。
R2aR3cR1bR4ducde
3.2电容式传感器
4.有一只变极距电容传感元件，两极板间有效面积为8×10m，两
极板间的距离为1mm，已知空气的相对介电常数为1.0006，试计算该传感器的位移灵敏度。
5.变极距电容传感器的测量电路为运算放大器电路，如图所示。
c0=200pF，传感器的起始电容量cx0=20pF,定动极板距离d0=1.5mm,运算放大器为理想放大器(即K→∞,Zi→∞),Rf极大,输入电压u1=5sinωtV。
求当电容传感动极板上输入一位移量℃x=0.15mm使d0减小时,电路输出电压u0为多少?
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3.3电感式传感器
6.如图所示的差动电感式传感器的桥式测量电路，L1、L2为传感器的两差动电感线圈的电感，其初始值均为L0。
R1、R2为标准电阻，u为电源电压。
试写出输出电压u0与传感器电感变化量℃L间的关系。
7.如图所示为一差动整流电路，试分析电路的工作原理。
u0V
题7图
8.电涡流式传感器的灵敏度主要受哪些因素影响？它的主要优点是什么？
9.用压电式传感器能测量静态或变化很缓慢的信号吗？为什么？
10.压电式传感器的前置放大器的作用是什么？电压式与电荷式前置放大器各有何特点？
11．压电式传感器测量电路的作用是什么?其核心是解决什么问
12.什么是金属导体的热电效应?试说明热电偶的测温原理。
13.试述热电偶冷端温度补偿的几种主要方法和补偿原理。
14.用镍铬-镍硅(K)热电偶测量温度，已知冷端温度为40℃，用高精度毫伏表测得这时的热电动势为29.188mV，求被测点的温度。
15.热电偶产生的热电势由哪几种电势组成，试证明热电偶的标准电极定律。
16.下面是热电阻测量电路，试说明电路工作原理并计算
1)已知Rt是pt100铂电阻，且其测量温度为T=50℃，试计算出Rt 的值和Ra的值2)电路中已知R1、R2、R3和e，试计算电桥的输出电压VAb
其中（R1=10KΩ，R2=5KΩ，R3=10KΩ，e=5伏）
17.光电效应有哪几种?与之对应的光电元件各有哪些?
18.请说明三相配线的ccD传感器电荷转移过程
19.什么是光电效应？试说明光纤传感器的工作原理。
20.什么是霍尔效应？霍尔电势的大小与方向和哪些因素有关？影响霍尔电势的因素有哪些？
21.霍尔元件能够测量哪些物理参数？霍尔元件的不等位电势的概念是什么？温度补偿的方法有哪几种？
22.简述霍尔效应及构成以及霍尔传感器可能的应用场合。
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