傳感器技術(shù)與應(yīng)用習(xí)題答案

傳感器技術(shù)與應(yīng)用習(xí)題答案【篇一：傳感器原理及應(yīng)用習(xí)題及答案】可能出現(xiàn)的最大誤差為：?＝40?2%=0.8(mv)當(dāng)使用在1/2和1/8滿量程時，其測量相對誤差分別為：0.8?1??100%?4%40?0.8?2??100%?16%40?結(jié)論：測量值越接近傳感器（儀表）的滿量程，測量誤差越小。1.7有兩個傳感器測量系統(tǒng)，其動態(tài)特性可以分別用下面兩個微分方程描述，試求這兩個系統(tǒng)的時間常數(shù)?和靜態(tài)靈敏度k。1)式中,y——輸出電壓，v；t——輸入溫度，℃。30dy?3y?1.5?10?5tdt2)式中，y——輸出電壓，?v；x——輸入壓力，pa。k=9.6/4.2=2.29(?v/pa)。1.8已知一熱電偶的時間常數(shù)?=10s，如果用它來測量一臺爐子的溫度，爐內(nèi)溫度在540℃至500℃之間接近正弦曲線波動，周期為80s，靜態(tài)靈敏度k=1。試求該熱電偶輸出的最大值和最小值。以及輸入與輸出之間的相位差和滯后時間。解：依題意，爐內(nèi)溫度變化規(guī)律可表示為x(t)=520+20sin(?t)℃由周期t=80s，則溫度變化頻率f=1/t，其相應(yīng)的圓頻率?=2?f=2?/80=?/40；溫度傳感器（熱電偶）對爐內(nèi)溫度的響應(yīng)y(t)為y(t)=520+bsin(?t+?)℃熱電偶為一階傳感器，其動態(tài)響應(yīng)的幅頻特性為a????b?201?????2?1???1???10??40???21.4dy?4.2y?9.6xdt?0.786因此，熱電偶輸出信號波動幅值為b=20?a(?)=20?0.786=15.7℃由此可得輸出溫度的最大值和最小值分別為y(t)|max=520+b=520+15.7=535.7℃y(t)|min=520﹣b=520-15.7=504.3℃輸出信號的相位差?為80?42.38?8.4?s?360?t=1.9一壓電式加速度傳感器的動態(tài)特性可以用如下的微分方程來描述，即式中，y——輸出電荷量，pc；x——輸入加速度，m/s2。試求其固有振蕩頻率?n和阻尼比?。解:由題給微分方程可得d2y3dy1010?3.0?10?2.25?10y?11.0?10x2dtdt?n?2.25?10/1?1.5?10?rad/s?105??3.0?1032?2.25?10?110?0.011-10用一個一階傳感器系統(tǒng)測量100hz的正弦信號時，如幅值誤差限制在5%以內(nèi)，則其時間常數(shù)應(yīng)取多少?若用該系統(tǒng)測試50hz的正弦信號，問此時的幅值誤差和相位差為多解:根據(jù)題意??1???22?1??5%（取等號計算）????11??1.05261?5%0.95所以當(dāng)用該系統(tǒng)測試50hz的正弦信號時，其幅值誤差為??0.3287/??10.3287?0.523?10?3?s?2??100?????2?1?1?2??50?0.523?10?32?1??1.32%相位差為1-11一只二階力傳感器系統(tǒng)，已知其固有頻率f0=800hz，阻尼比?=0.14，現(xiàn)用它作工作頻率f=400hz的正弦變化的外力測試時，其幅值比a(?)和相位角?(?)各為多少；若該傳感器的阻尼比?=0.7時，其a(?)和?(?)又將如何變化?2?ff?400????0.52?f0f0800解:?na????11???1?0.52?n?2222?4?2??n?22?1?4?0.14?0.52?1.312???n?1??n??12?0.14?0.5?rad???10.6???0.184521?0.5?0.97522a????1?0.522?4?0.7?0.51-12用一只時間常數(shù)?=0.318s的一階傳感器去測量周期分別為1s、2s和3s的正弦信號，問幅值相對誤差為多少?解：由一階傳感器的動態(tài)誤差公式??????arctan2?0.7?0.5?????0.75rad??431?0.52??由于?=0.318s1?????2?1??0.318s,?1?t?1s??2?t?2s??3?t?3s?f?1hz???2??rad???1?1?2??0.3182?1??55.2%f?0.5hz?????rad???2??29.3%f?12hz?????rad???3??16.8%331-13已知某二階傳感器系統(tǒng)的固有頻率f0=10khz，阻尼比?=0.1，若要求傳感器的輸出幅值誤差小于3%，試確定該傳感器的工作頻率范圍。解：由f0=10khz，根據(jù)二階傳感器誤差公式，有??11?????4????n222n?1?3%21?????4????n222n將?=0.1代入，整理得12?1.032?1.069??n?4?1.96??n?2?0.0645?0????1.388?舍去????1.927??0.03350.183????n?n??2?ff???0.183?n2?fofo?f?0.183fo?0.183?10?1.83?khz?21-14設(shè)有兩只力傳感器均可作為二階系統(tǒng)來處理，其固有振蕩頻率分別為800hz和1.2khz，阻尼比均為0.4。今欲測量頻率為400hz正弦變化的外力，應(yīng)選用哪一只?并計算將產(chǎn)生多少幅度相對誤差和相位差。解：由題意知則其動態(tài)誤差???0.4?/800?0.51?1?1????n22?4?2??n??12?11?0.5?4?0.422?12?0.52?17.6%?2??1??tan?1相位差11????1??tan22?4?0.4???2?12=7.76%2???/?n?1??/?n22?0.4?0.51?0.52??0.49?rad???27.9??2??tan?12?0.4??13?1??1/3?2第2章電阻應(yīng)變式傳感器2.1說明電阻應(yīng)變測試技術(shù)具有的獨特優(yōu)點。(1)這類傳感器結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，性能穩(wěn)定、可靠；(2)易于實現(xiàn)測試過程自動化和多點同步測量、遠(yuǎn)距測量和遙測；(3)靈敏度高，測量速度快，適合靜態(tài)、動態(tài)測量；(4)可以測量各種物理量。2.2簡述電阻應(yīng)變片的主要特性2．5一個量程為10kn的應(yīng)變式測力傳感器，其彈性元件為薄壁圓筒軸向受力，外徑20mm，內(nèi)徑18mm．在其表面粘貼八個應(yīng)變片，4個沿軸向粘貼，4個沿周向粘貼，應(yīng)變片的電阻值均為120歐，靈敏度為2，泊松系數(shù)0．3，材料彈性模量e=2.1x]011pa。要求；(1)給出彈性元件貼片位置及全橋電路;(2)計算傳感器在滿量程時，各應(yīng)變片電阻變化；(3)當(dāng)橋路的供電電壓為l0v時，計算傳感器的輸出電壓解：(1).全橋電路如下圖所示(2).圓桶截面積應(yīng)變片1、2、3、4感受縱向應(yīng)變；應(yīng)變片5、6、7、8感受縱向應(yīng)變；滿量程時：（3）?r/r解：由k=?，得?r800?m?k??2.05?6?1.64?10?3r10?m?3?3u0?ui?r3???1.64?10?3?1.23?10?3?v?4r4=1.23(mv)vu=pr??40?10?2.19當(dāng)其接入等臂電橋中時，電橋的激勵電壓為?r1.21???0.01r120100柱形彈性試件的應(yīng)變?yōu)閒5?104?????0.005；?411ese0.5?10?2?10?3?應(yīng)變片的靈敏系數(shù)為?r/rk=?解：依題意單臂：?0.01?20.005uo?差動：ui3?3?10?6?v?,3?10?3?v?,(??2u?)(??2000u?)u322靈敏度：?6?10?6?v?,6?10?3?v?,(??2u?)(??2000u?)uoku???kui/4?1.5?10?6(v/??),?單臂?kui/2?3?10?6(v/??),?差動?可見，差動工作時，傳感器及其測量的靈敏度加倍。112，求其所受拉力大小。【篇二：傳感器技術(shù)習(xí)題及答案】一、單項選擇題1、下列屬于按傳感器的工作原理進(jìn)行分類的傳感器是（b）。a.應(yīng)變式傳感器b.化學(xué)型傳感器c.壓電式傳感器d.熱電式傳感器2、通常意義上的傳感器包含了敏感元件和（c）兩個組成部分。a.放大電路b.數(shù)據(jù)采集電路c.轉(zhuǎn)換元件d.濾波元件3、自動控制技術(shù)、通信技術(shù)、連同計算機(jī)技術(shù)和（c），構(gòu)成信息技術(shù)的完整信息鏈。a.汽車制造技術(shù)b.建筑技術(shù)c.傳感技術(shù)d.監(jiān)測技術(shù)4、傳感器按其敏感的工作原理，可以分為物理型、化學(xué)型和（a）三大類。a.生物型b.電子型c.材料型d.薄膜型5、隨著人們對各項產(chǎn)品技術(shù)含量的要求的不斷提高，傳感器也朝向智能化方面發(fā)展，其中，典型的傳感器智能化結(jié)構(gòu)模式是（b）。a.傳感器＋通信技術(shù)b.傳感器＋微處理器c.傳感器＋多媒體技術(shù)d.傳感器＋計算機(jī)6、近年來，仿生傳感器的研究越來越熱，其主要就是模仿人的（d）的傳感器。a.視覺器官b.聽覺器官c.嗅覺器官d.感覺器官7、若將計算機(jī)比喻成人的大腦，那么傳感器則可以比喻為(b)。a．眼睛b.感覺器官c.手d.皮膚8、傳感器主要完成兩個方面的功能：檢測和（d）。a.測量b.感知c.信號調(diào)節(jié)d.轉(zhuǎn)換9、傳感技術(shù)與信息學(xué)科緊密相連，是（c）和自動轉(zhuǎn)換技術(shù)的總稱。a.自動調(diào)節(jié)b.自動測量c.自動檢測d.信息獲取10、以下傳感器中屬于按傳感器的工作原理命名的是（a）a．應(yīng)變式傳感器b．速度傳感器c．化學(xué)型傳感器d．能量控制型傳感器二、多項選擇題1、傳感器在工作過程中，必須滿足一些基本的物理定律，其中包含（abcd）。a.能量守恒定律b.電磁場感應(yīng)定律c.歐姆定律d.胡克定律2、傳感技術(shù)是一個集物理、化學(xué)、材料、器件、電子、生物工程等學(xué)科于一體的交叉學(xué)科，涉及（abc）等多方面的綜合技術(shù)。a.傳感檢測原理b.傳感器件設(shè)計c.傳感器的開發(fā)和應(yīng)用d.傳感器的銷售和售后服務(wù)3、目前，傳感器以及傳感技術(shù)、自動檢測技術(shù)都得到了廣泛的應(yīng)用，以下領(lǐng)域采用了傳感技術(shù)的有：（abcd）。a.工業(yè)領(lǐng)域b.海洋開發(fā)領(lǐng)域c.航天技術(shù)領(lǐng)域d.醫(yī)療診斷技術(shù)領(lǐng)域4、傳感器有多種基本構(gòu)成類型，包含以下哪幾個（abc）？a.自源型b.帶激勵型c.外源型d.自組裝型5、下列屬于傳感器的分類方法的是：（abcd）a.按輸入量分b.按工作原理分c.按輸出量分d.按能量變換關(guān)系分6、下列屬于傳感器的分類方法的是：（abcd）a.按輸入量分b.按工作原理分c.按構(gòu)成分d.按輸出量分7、下列屬于傳感器的分類方法的是：（abcd）a.按基本效應(yīng)分b.按工作原理分c.按構(gòu)成分d.按輸出量分8、傳感技術(shù)的作用主要體現(xiàn)在：(abcd)a．傳感技術(shù)是產(chǎn)品檢驗和質(zhì)量控制的重要手段b.傳感技術(shù)在系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運行監(jiān)測中得到廣泛應(yīng)用c．傳感技術(shù)及裝置是自動化系統(tǒng)不可缺少的組成部分d.傳感技術(shù)的完善和發(fā)展推動著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步9、傳感技術(shù)的研究內(nèi)容主要包括：(abc)a．信息獲取b．信息轉(zhuǎn)換c．信息處理d．信息傳輸10、傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下哪幾個方面：(abcd)a．提高與改善傳感器的技術(shù)性能b．開展基礎(chǔ)理論研究c．傳感器的集成化d．傳感器的智能化三、填空題1的總稱。2、傳感技術(shù)是以研究自動檢測系統(tǒng)中的的理論和技術(shù)為主要內(nèi)容的一門技術(shù)性學(xué)科。3、傳感器要完成的兩個方面的功能是和。4、傳感器按構(gòu)成原理，可分為5、傳感器一般由6、傳感器能感受并按照7、按輸入量分類，傳感器包括位移傳感器、等。8、傳感器的輸出量有和兩種。9、根據(jù)傳感技術(shù)涵蓋的基本效應(yīng)，傳感器可分為、化學(xué)型和。10、傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置傳感器，通常由直接響應(yīng)于被測量的敏感元件、產(chǎn)生可用信號輸出的轉(zhuǎn)換元件以及相應(yīng)的信號調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路組成。11、傳感器是能并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用的器件或裝置。是實現(xiàn)感功能的基本器件。12、傳感器技術(shù)的共性，，將轉(zhuǎn)換成電量輸出。13、由傳感器的定義可知，傳感器要完成兩個方面的功能：和。因此傳感器通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。14、是人們?yōu)榱藢Ρ粶y對象所包含的信息進(jìn)行定性了解和定量掌握所采取的一系列技術(shù)措施。15、根據(jù)傳感器的構(gòu)成，可以將傳感器分為物性型和結(jié)構(gòu)型。四、簡答題1、什么是傳感器？傳感器的共性是什么？2、解釋什么是傳感器？傳感器的基本組成包括哪兩大部分？這兩大部分各自起什么作用？3、請簡述傳感器技術(shù)的分類方法。4、請談?wù)勀銓鞲屑夹g(shù)的發(fā)展趨勢的一些看法。5、試述傳感器的定義、共性及組成。傳感器的特性習(xí)題一、單項選擇題1、衡量傳感器靜態(tài)特性的指標(biāo)不包括（c）。a.線性度b.靈敏度c.頻域響應(yīng)d.重復(fù)性2、下列指標(biāo)屬于衡量傳感器動態(tài)特性的評價指標(biāo)的是（a）。a.時域響應(yīng)b.線性度c.零點漂移d.靈敏度3、一階傳感器輸出達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的50%所需的時間是（a）。a.延遲時間b.上升時間c.峰值時間d.響應(yīng)時間4、一階傳感器輸出達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的90%所需的時間是（b）。a.延遲時間b.上升時間c.峰值時間d.響應(yīng)時間5、傳感器的下列指標(biāo)全部屬于靜態(tài)特性的是（c）a．線性度、靈敏度、阻尼系數(shù)b．幅頻特性、相頻特性、穩(wěn)態(tài)誤差c．遲滯、重復(fù)性、漂移d．精度、時間常數(shù)、重復(fù)性6、傳感器的下列指標(biāo)全部屬于動態(tài)特性的是（b）a．遲滯、靈敏度、阻尼系數(shù)b．幅頻特性、相頻特性c．重復(fù)性、漂移d．精度、時間常數(shù)、重復(fù)性7、不屬于傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)的是（b）a．重復(fù)性b．固有頻率c．靈敏度d．漂移8、傳感器的靜態(tài)特性，是指當(dāng)傳感器輸入、輸出不隨(a)變化時，其輸出-輸入的特性。aa.時間b.被測量c.環(huán)境d.地理位置9、非線性度是測量裝置的輸出和輸入是否保持(c)關(guān)系的一種度量。a.相等b.相似c.理想比例d.近似比例10、回程誤差表明的是在(c)期間輸出-輸入特性曲線不重合的程度。a.多次測量b.同次測量c.正反行程d.不同測量二、多項選擇題1．階躍輸入時表征傳感器動態(tài)特性的指標(biāo)有哪些？（abc）a.上升時間b.響應(yīng)時間c.超調(diào)量d.重復(fù)性2．動態(tài)響應(yīng)可以采取多種方法來描述，以下屬于用來描述動態(tài)響應(yīng)的方法是：（bcd）a.精度測試法b.頻率響應(yīng)函數(shù)c.傳遞函數(shù)d.脈沖響應(yīng)函數(shù)3.傳感器靜態(tài)特性包括許多因素，以下屬于靜態(tài)特性因素的有（abcd）。a．遲滯b.重復(fù)性c.線性度d.靈敏度4.傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)表征的重要指標(biāo)有：（abcd）a.靈敏度b.非線性度c.回程誤差d.重復(fù)性5．一般而言，傳感器的線性度并不是很理想，這就要求使用一定的線性化方法，以下屬于線性化方法的有:abd）a.端點線性b.獨立線性c.自然樣條插值d.最小二乘線性三、填空題1、靈敏度是傳感器在穩(wěn)態(tài)下對2、系統(tǒng)靈敏度越，就越容易受到外界干擾的影響，系統(tǒng)的穩(wěn)定性就越3、是指傳感器在輸入量不變的情況下，輸出量隨時間變化的現(xiàn)象。4、傳感器的靈敏度是指。6、衡量傳感器的靜態(tài)特性的指標(biāo)包含、、和漂移。7、一個高精度的傳感器必須有良好的轉(zhuǎn)換。9、階躍響應(yīng)特性是指在輸入為時，傳感器的輸出隨的變化特性。常用響應(yīng)曲線的上升時間、響應(yīng)時間、超調(diào)量作為評定指標(biāo)。11、某位移傳感器，當(dāng)輸入量變化5mm時，輸出電壓變化300mv，其靈敏度為四、簡答題1、什么是傳感器的靜態(tài)特性？它有哪些性能指標(biāo)？如何用公式表征這些性能指標(biāo)？2、什么是傳感器的動態(tài)特性？其分析方法有哪幾種？3、什么是傳感器的靜特性？主要指標(biāo)有哪些？有何實際意義？4、什么是傳感器的基本特性?傳感器的基本特性主要包括哪兩大類？解釋其定義并分別列出描述這兩大特性的主要指標(biāo)。(要求每種特性至少列出2種常用指標(biāo))五、計算題1、試求下列一組數(shù)據(jù)的端點線性度：2、試計算某壓力傳感器的遲滯誤差和重復(fù)性誤差（一組測試數(shù)據(jù)如下表示）。電阻式傳感器習(xí)題一、單項選擇題1、為減小或消除非線性誤差的方法可采用（b）。a.提高供電電壓b.提高橋臂比c.提高橋臂電阻值d.提高電壓靈敏度2、全橋差動電路的電壓靈敏度是單臂工作時的（c）。a.不變b.2倍c.4倍d.6倍3、通常用應(yīng)變式傳感器測量(c)。a.溫度b．密度c．加速度d．電阻4、影響金屬導(dǎo)電材料應(yīng)變靈敏系數(shù)k的主要因素是（a）。a．導(dǎo)電材料電阻率的變化b．導(dǎo)電材料幾何尺寸的變化c．導(dǎo)電材料物理性質(zhì)的變化d．導(dǎo)電材料化學(xué)性質(zhì)的變化5、產(chǎn)生應(yīng)變片溫度誤差的主要原因有（a）。a．電阻絲有溫度系數(shù)b．試件與電阻絲的線膨脹系數(shù)相同c．電阻絲承受應(yīng)力方向不同d．電阻絲與試件材料不同6、電阻應(yīng)變片的線路溫度補償方法有（b）。a．差動電橋補償法b．補償塊粘貼補償應(yīng)變片電橋補償法c．補償線圈補償法d．恒流源溫度補償電路法7、利用相鄰雙臂橋檢測的應(yīng)變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差小（c）。a．兩個橋臂都應(yīng)當(dāng)用大電阻值工作應(yīng)變片b．兩個橋臂都應(yīng)當(dāng)用兩個工作應(yīng)變片串聯(lián)c．兩個橋臂應(yīng)當(dāng)分別用應(yīng)變量變化相反的工作應(yīng)變片8、關(guān)于電阻應(yīng)變片，下列說法中正確的是（d）a．應(yīng)變片的軸向應(yīng)變小于徑向應(yīng)變b．金屬電阻應(yīng)變片以壓阻效應(yīng)為主c．半導(dǎo)體應(yīng)變片以應(yīng)變效應(yīng)為主d．金屬應(yīng)變片的靈敏度主要取決于受力后材料幾何尺寸的變化9、金屬絲的電阻隨著它所受的機(jī)械變形(拉伸或壓縮)的大小而發(fā)生相應(yīng)的變化的現(xiàn)象稱為金屬的（b）。a.電阻形變效應(yīng)b.電阻應(yīng)變效應(yīng)c.壓電效應(yīng)d.壓阻效應(yīng)10、（d）是采用真空蒸發(fā)或真空沉積等方法，將電阻材料在基底上制成一層各種形式敏感柵而形成應(yīng)變片。這種應(yīng)變片靈敏系數(shù)高，易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，是一種很有前途的新型應(yīng)變片。a.箔式應(yīng)變片b.半導(dǎo)體應(yīng)變片c.沉積膜應(yīng)變片d.薄膜應(yīng)變片11、由(a)和應(yīng)變片．以及一些附件(補償元件、保護(hù)罩等)組成的裝置稱為應(yīng)變式傳感器。a.彈性元件b.調(diào)理電路c.信號采集電路d.敏感元件12、直流電橋平衡的條件是（a）。b相對兩臂電阻的比值相等c相臨兩臂電阻的比值不相等d所有電阻都相等13、直流電橋的平衡條件為（b）a．相鄰橋臂阻值乘積相等b．相對橋臂阻值乘積相等c．相對橋臂阻值比值相等d．相鄰橋臂阻值之和相等二、填空題1、單位應(yīng)變引起的電阻值變化量稱為電阻絲的靈敏度系數(shù)。2、產(chǎn)生電阻應(yīng)變片溫度誤差的主要因素有的影響和膨脹系數(shù)的影響。3、直流電橋平衡條件是4、直流電橋的電壓靈敏度與電橋的供電電壓的關(guān)系是5、電阻應(yīng)變片的溫度補償中，若采用電橋補償法測量應(yīng)變時，工作應(yīng)變片粘貼在被測試件表面上，補償應(yīng)變片粘貼在與被測試件完全相同的補償塊上，且補償應(yīng)變片不承受應(yīng)變。6、半導(dǎo)體應(yīng)變片工作原理是基于7、電阻應(yīng)變片的配用測量電路采用差動電橋時，不僅可以消除同時還能起到【篇三：13傳感器技術(shù)與應(yīng)用答案】xt>習(xí)題1l.1檢測系統(tǒng)由哪幾部分組成?說明各部分的作用。答：檢測系統(tǒng)是由被測對象、傳感器、數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)、數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)和數(shù)據(jù)顯示環(huán)節(jié)構(gòu)成。傳感器是把被測量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的裝置，顯然，傳感器是檢測系統(tǒng)與被測對象直接發(fā)生聯(lián)系的部件，是檢測系統(tǒng)最重要的環(huán)節(jié)，檢測系統(tǒng)獲取信息的質(zhì)量往往是由傳感器的性能確定的。數(shù)據(jù)傳輸、處理環(huán)節(jié)，又稱之為測量電路，它的作用是將傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)換成易于測量的電壓或電流信號。數(shù)據(jù)顯示記錄環(huán)節(jié)是檢測人員和檢測系統(tǒng)聯(lián)系的主要環(huán)節(jié)，主要作用是使人們了解被測量的大小或變化的過程。常用的有模擬顯示、數(shù)字顯示和圖像顯示三種。1.2傳感器的型號有幾部分組成？各部分有何意義?答：傳感器是由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測量電路組成，敏感元件：直接感受被測量的變化，并輸出與被測量成確定關(guān)系的某一物理量的元件，它是傳感器的核心。轉(zhuǎn)換元件：將敏感元件輸出的物理量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測量電信號的元件。測量電路：將轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號進(jìn)行進(jìn)一步轉(zhuǎn)換和處理的部分，如放大、濾波、線性化、補償?shù)?，以獲得更好的品質(zhì)特性，便于后續(xù)電路實現(xiàn)顯示、記錄、處理及控制等功能。1.3測量穩(wěn)壓電源輸出電壓隨負(fù)載變化的情況時，應(yīng)當(dāng)采用何種測量方法?如何進(jìn)行?答：直接測量。使用電壓表進(jìn)行測量，對儀表讀數(shù)不需要經(jīng)過任何運算，直接表示測量所需要的結(jié)果。1.4某線性位移測量儀，當(dāng)被測位移由4.5mm變到5.0mm時，位移測量儀的輸出電壓由3.5v減至2.5v，試求該儀器的靈敏度。解:靈敏度s=(3.5-2.5)v/(5.0-4.5)mm=2v/mm1.5有三臺測溫儀表，量程均為0~800℃，精度等級分別為2.5級、2.0級和1.5級，現(xiàn)要測量500℃的溫度，要求相對誤差不超過2.5％，選那臺儀表合理?答：2.5級時的最大絕對誤差值為20℃，測量500℃時的相對誤差為4％；2.0級時的最大絕對誤差值為16℃，測量500℃時的相對誤差為3.2％；1.5級時的最大絕對誤差值為12℃，測量500℃時的相對誤差為2.4％。因此，應(yīng)該選用1.5級的測溫儀器1.6什么是系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差?準(zhǔn)確度和精密度的含義是什么?它們各反映何種誤差?答：系統(tǒng)誤差(簡稱系差)：在一定的條件下，對同一被測量進(jìn)行多次重復(fù)測量，如果誤差按照一定的規(guī)律變化，則把這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差決定了測量的準(zhǔn)確度。系統(tǒng)誤差是有規(guī)律性的，因此可以通過實驗或引入修正值的方法一次修正給以消除。隨機(jī)誤差(簡稱隨差，又稱偶然誤差)：由大量偶然因素的影響而引起的測量誤差稱為隨機(jī)誤差。對同一被測量進(jìn)行多次重復(fù)測量時，隨機(jī)誤差的絕對值和符號將不可預(yù)知地隨機(jī)變化，但總體上服從一定的統(tǒng)計規(guī)律。隨機(jī)誤差決定了測量的精密度。隨機(jī)誤差不能用簡單的修正值法來修正，只能通過概率和數(shù)理統(tǒng)計的方法去估計它出現(xiàn)的可能性。系統(tǒng)誤差越小，測量結(jié)果準(zhǔn)確度越高；隨機(jī)誤差越小，測量結(jié)果精密度越高。如果一個測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和精密度都很高，就稱此測量的精確度很高。精密度：要求所加工的零件的尺寸達(dá)到的準(zhǔn)確程度,也就是容許誤差的大小,容許誤差大的精密度低,容許誤差小的精密度高;簡稱“精度”正確度：是表示測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差大小的程度。統(tǒng)計學(xué)上，正確度能成功估計一數(shù)量的正確值。有時和精確度定義相同。1.7等精度測量某電阻10次，得到的測量列如下：試求10次測量的算術(shù)平均值。解：求10次測量的算術(shù)平均值：r1?r2???rn10i?1167.95?167.45?167.60?167.60?167.87?167.88?168.00?167.85?167.82?167.608?10?167.763???10習(xí)題22.1試簡述金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體材料的電阻應(yīng)變效的區(qū)別。答：都是基于壓阻效應(yīng)，也就是受到壓力時其電阻值會發(fā)生變化，但半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏系數(shù)比金屬應(yīng)變片要大很多，用于大信號輸出的場合，但是機(jī)械強度低，受溫度影響大。金屬應(yīng)變片機(jī)械強度高，靈敏度低，成本也低。解：由于不知是何種工作方式，可設(shè)為n，故可得：k?u2?10?10?3u0???10mvnn得n要小于2，故應(yīng)采用全橋工作方式。2.3試簡述直流測量電橋和交流測量電橋的區(qū)別。答：直流電橋是得出的為靜態(tài)點數(shù)據(jù)，交流電橋得出的為動態(tài)點數(shù)據(jù)，不過交流電橋得動態(tài)點數(shù)據(jù)為靜態(tài)點數(shù)據(jù)的積分——范圍在靜態(tài)點數(shù)據(jù)線上波動而已。2.4.試簡述電位器式位移傳感器的工作原理。答：電位器是人們常用到的一種電子元件，它作為傳感器可以將機(jī)械位移或其他能轉(zhuǎn)換為其有一定函數(shù)關(guān)系的電阻值的變化，從而引起輸出電壓的變化。所以它是一個機(jī)電傳感元件。k?u4?2?10?3k?u??2?10?3v；雙臂時u0?變?yōu)?000時應(yīng)為u0?，所以應(yīng)變?yōu)?421k?u4?2?10?6??4?10?6v，應(yīng)變?yōu)闀ru0?221000時應(yīng)為k?u4?2?10?3u0???4?10?3v；全橋時u0?k?u，所以應(yīng)變?yōu)?時22u0?8?10?6/v，應(yīng)變?yōu)?000時應(yīng)為u0?8?10?3v。從上面的計算可知：單臂時靈敏度最低，雙臂時為其兩倍，全橋時最高，為單臂的四倍。2.7試簡述電阻應(yīng)變片式測力傳感器的工作原理。答：電阻應(yīng)變式傳感器是基于這樣一個原理：彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減?。俳?jīng)相應(yīng)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號的過程。2.10試簡述電阻應(yīng)變片實現(xiàn)溫度補償?shù)姆椒?。答：電阻?yīng)變片由于溫度效應(yīng)引起的誤差為溫度誤差。產(chǎn)生溫度誤差的原因有電阻絲的電阻率隨溫度發(fā)生變化；電阻絲和試件的線膨脹系數(shù)不同使其產(chǎn)生附加形變。溫度誤差給測量結(jié)果的精確度產(chǎn)生很大的影響，在實際測量中要采取措施進(jìn)行溫度補償：自補償法和線路補償法。2.11試簡述壓阻式壓力、加速度傳感器的工作原理。答：壓阻式壓力傳感器中晶體是各向異性的，非晶體是各向同性的。某些晶體介質(zhì)，當(dāng)沿著一定方向受到機(jī)械力作用發(fā)生變形時，就產(chǎn)生了極化效應(yīng)；當(dāng)機(jī)械力撤掉之后，又會重新回到不帶電的狀態(tài)，也就是受到壓力的時候，某些晶體可能產(chǎn)生出電的效應(yīng)。壓阻式加速度傳感器，它采用硅懸臂梁結(jié)構(gòu)。在硅懸臂梁的自由端裝有敏感質(zhì)量塊，在梁的根部，擴(kuò)散四個性能一致的電阻，當(dāng)懸臂梁自由端的質(zhì)量塊受到外界加速度作用時，將感受到的加速度轉(zhuǎn)變?yōu)閼T性力，使懸臂梁受到彎矩作用，產(chǎn)生應(yīng)力。這時硅梁上四個電阻條的阻值發(fā)生變化，使電橋產(chǎn)生不平衡，從而輸出與外界的加速度成正比的電壓值。習(xí)題33.1試簡述變氣隙電感式壓力傳感器及差動式變氣隙電感壓力傳感器的工作原理。答：變氣隙電感式壓力傳感器的工作原理：置于一金屬膜片兩側(cè)的兩個電感器件與膜片保持一定間隙,并與膜片組成兩壓力腔,當(dāng)介質(zhì)壓力或壓差進(jìn)入兩側(cè)的壓力腔體中,膜片將向一側(cè)偏移(壓力小的一側(cè)),使膜片與兩電感器件之間