传感器技术与应用习题答案【篇一：传感器原理及应用习题及答案】可能出现的最大误差为：＝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：0.81100%4%40? 0.82100%16%40?结论：测量值越接近传感器（仪表）的满量程，测量误差越小。
1.7 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)式中, y——输出电压，v；t——输入温度，℃。
30dy3y1.5105tdt2)式中，y——输出电压，?v；x——输入压力，pa。
k=9.6/4.2=2.29(?v/pa)。
1.8 已知一热电偶的时间常数?=10s，如果用它来测量一台炉子的温度，炉内温度在540℃至500℃之间接近正弦曲线波动，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。
以及输入与输出之间的相位差和滞后时间。
解：依题意，炉内温度变化规律可表示为x(t) =520+20sin(?t)℃由周期t=80s，则温度变化频率f=1/t，其相应的圆频率 ?=2?f=2?/80=?/40；温度传感器（热电偶）对炉内温度的响应y(t)为y(t)=520+bsin(?t+?)℃热电偶为一阶传感器，其动态响应的幅频特性为ab?20121110??4021.4dy4.2y9.6xdt0.786因此，热电偶输出信号波动幅值为b=20?a(?)=20?0.786=15.7℃由此可得输出温度的最大值和最小值分别为y(t)|max=520+b=520+15.7=535.7℃ y(t)|min=520﹣b=520-15.7=504.3℃输出信号的相位差?为8042.388.4s360t =1.9 一压电式加速度传感器的动态特性可以用如下的微分方程来描述，即式中，y——输出电荷量，pc；x——输入加速度，m/s2。
试求其固有振荡频率?n和阻尼比?。
解: 由题给微分方程可得d2y3dy10103.0102.2510y11.010x2dtdtn2.25?10/1?1.5?10?rad/s?1053.0?1032?2.25?10?1100.011-10 用一个一阶传感器系统测量100hz的正弦信号时，如幅值误差限制在5%以内，则其时间常数应取多少?若用该系统测试50hz的正弦信号，问此时的幅值误差和相位差为多解: 根据题意12215%（取等号计算）111.05261?5%0.95所以当用该系统测试50hz的正弦信号时，其幅值误差为0.3287/10.32870.523103s21002112500.523103211.32%相位差为1-11 一只二阶力传感器系统，已知其固有频率f0=800hz，阻尼比?=0.14，现用它作工作频率f=400hz的正弦变化的外力测试时，其幅值比a(?)和相位角?(?)各为多少；若该传感器的阻尼比?=0.7时，其a(?)和?(?)又将如何变化?2?ff?4000.52?f0f0800解: ?na111?0.52n222242n?22140.140.521.312n?1??n??12?0.14?0.5rad10.60.184521?0.50.97522a1?0.52240.70.51-12 用一只时间常数?=0.318s的一阶传感器去测量周期分别为1s、2s和3s的正弦信号，问幅值相对误差为多少?解：由一阶传感器的动态误差公式arctan2?0.7?0.5?0.75rad??431?0.52由于?=0.318s1210.318s,1t1s2t2s3t3sf?1hz2??rad1?1?2??0.3182155.2%f?0.5hzrad???2??29.3%f?12hzrad???3??16.8%331-13 已知某二阶传感器系统的固有频率f0=10khz，阻尼比?=0.1，若要求传感器的输出幅值误差小于3%，试确定该传感器的工作频率范围。
解：由f0=10khz，根据二阶传感器误差公式，有114????n222n13%214????n222n将?=0.1代入，整理得121.0321.069n?4?1.96n?2?0.0645?01.388?舍去1.927??0.03350.183n?n?2ff0.183n2fofof0.183fo0.183101.83khz21-14设有两只力传感器均可作为二阶系统来处理，其固有振荡频率分别为800hz和1.2khz，阻尼比均为0.4。
今欲测量频率为400hz正弦变化的外力，应选用哪一只?并计算将产生多少幅度相对误差和相位差。
解：由题意知则其动态误差0.4?/800?0.5111n2242n1211?0.5?4?0.422120.5217.6%21tan1相位差111tan2240.4212=7.76%2/?n?1? ?/?n22?0.4?0.51?0.520.49?rad27.92tan12?0.4??13?1??1/3?2第2章电阻应变式传感器2.1 说明电阻应变测试技术具有的独特优点。
(1) 这类传感器结构简单，使用方便，性能稳定、可靠；(2) 易于实现测试过程自动化和多点同步测量、远距测量和遥测；(3) 灵敏度高，测量速度快，适合静态、动态测量；(4) 可以测量各种物理量。
2. 2 简述电阻应变片的主要特性2．5 一个量程为10kn的应变式测力传感器，其弹性元件为薄壁圆筒轴向受力，外径20mm，内径18mm．在其表面粘贴八个应变片，4个沿轴向粘贴，4个沿周向粘贴，应变片的电阻值均为120欧，灵敏度为2，泊松系数0．3，材料弹性模量e=2.1x]011pa。
要求；(1)给出弹性元件贴片位置及全桥电路;(2)计算传感器在满量程时，各应变片电阻变化；(3)当桥路的供电电压为l0v时，计算传感器的输出电压解：(1).全桥电路如下图所示(2).圆桶截面积应变片1、2、3、4感受纵向应变；应变片5、6、7、8感受纵向应变；满量程时：（3）r/r解：由k=，得r800mk2.0561.64103r10m33u0?ui?r31.64?10?3?1.23?10?3?v?4r4=1.23(mv) v u=pr??40?10?2.19当其接入等臂电桥中时，电桥的激励电压为r1.210.01r120100柱形弹性试件的应变为f5?1040.005；?411ese0.5?10?2?103应变片的灵敏系数为r/rk=?解：依题意单臂：0.0120.005uo?差动：ui33?10?6?v?,3?10?3?v?,(??2u?)(??2000u?)u322灵敏度：6?10?6?v?,6?10?3?v?,(??2u?)(??2000u?)uoku??kui/4?1.5?10?6(v/??),?单臂?kui/2?3?10?6(v/??),?差动?可见，差动工作时，传感器及其测量的灵敏度加倍。
112，求其所受拉力大小。
【篇二：传感器技术习题及答案】一、单项选择题1、下列属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是（ b）。
a. 应变式传感器b. 化学型传感器c. 压电式传感器d. 热电式传感器2、通常意义上的传感器包含了敏感元件和（ c）两个组成部分。
a. 放大电路b. 数据采集电路c. 转换元件d. 滤波元件3、自动控制技术、通信技术、连同计算机技术和（ c ），构成信息技术的完整信息链。
a. 汽车制造技术b. 建筑技术c. 传感技术d.监测技术4、传感器按其敏感的工作原理，可以分为物理型、化学型和（ a ）三大类。
a. 生物型b. 电子型c. 材料型d.薄膜型5、随着人们对各项产品技术含量的要求的不断提高，传感器也朝向智能化方面发展，其中，典型的传感器智能化结构模式是（b ）。
a. 传感器＋通信技术b. 传感器＋微处理器c. 传感器＋多媒体技术d. 传感器＋计算机6、近年来，仿生传感器的研究越来越热，其主要就是模仿人的（ d ）的传感器。
a. 视觉器官b. 听觉器官c. 嗅觉器官d. 感觉器官7、若将计算机比喻成人的大脑，那么传感器则可以比喻为(b )。
a．眼睛 b. 感觉器官c. 手d. 皮肤8、传感器主要完成两个方面的功能：检测和（ d）。
a. 测量b. 感知c. 信号调节d. 转换9、传感技术与信息学科紧密相连，是（ c ）和自动转换技术的总称。
a. 自动调节b. 自动测量c. 自动检测d. 信息获取10、以下传感器中属于按传感器的工作原理命名的是（ a ）a．应变式传感器 b．速度传感器c．化学型传感器d．能量控制型传感器二、多项选择题1、传感器在工作过程中，必须满足一些基本的物理定律，其中包含（abcd）。
a. 能量守恒定律b. 电磁场感应定律c. 欧姆定律d. 胡克定律2、传感技术是一个集物理、化学、材料、器件、电子、生物工程等学科于一体的交叉学科，涉及（abc ）等多方面的综合技术。
a. 传感检测原理b. 传感器件设计c. 传感器的开发和应用d. 传感器的销售和售后服务3、目前，传感器以及传感技术、自动检测技术都得到了广泛的应用，以下领域采用了传感技术的有：（ abcd）。
a. 工业领域b. 海洋开发领域c. 航天技术领域d. 医疗诊断技术领域4、传感器有多种基本构成类型，包含以下哪几个（ abc）？a. 自源型b. 带激励型c. 外源型d. 自组装型5、下列属于传感器的分类方法的是：（ abcd）a. 按输入量分b. 按工作原理分c. 按输出量分d. 按能量变换关系分6、下列属于传感器的分类方法的是：（abcd ）a. 按输入量分b. 按工作原理分c. 按构成分d. 按输出量分7、下列属于传感器的分类方法的是：（abcd ）a. 按基本效应分b. 按工作原理分c. 按构成分d. 按输出量分8、传感技术的作用主要体现在：(abcd )a．传感技术是产品检验和质量控制的重要手段b. 传感技术在系统安全经济运行监测中得到广泛应用c．传感技术及装置是自动化系统不可缺少的组成部分d. 传感技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步9、传感技术的研究内容主要包括：(abc)a．信息获取 b．信息转换c．信息处理d．信息传输10、传感技术的发展趋势主要表现在以下哪几个方面：(abcd )a．提高与改善传感器的技术性能 b．开展基础理论研究c．传感器的集成化d．传感器的智能化三、填空题1的总称。
2、传感技术是以研究自动检测系统中的的理论和技术为主要内容的一门技术性学科。
3、传感器要完成的两个方面的功能是和。
4、传感器按构成原理，可分为5、传感器一般由6、传感器能感受并按照7、按输入量分类，传感器包括位移传感器、等。
8、传感器的输出量有和两种。
9、根据传感技术涵盖的基本效应，传感器可分为、化学型和。