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检测传感技术在线作业一 满分答案

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第一次在线作业

单选题 (共20道题)

1.(

2.5分)测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取________。

A、干扰噪声信号

B、正弦信号

C、有用信号

D、频域信号

我的答案:C 此题得分:2.5分

2.(2.5分)不能用确定的数学公式表达的信号是________信号。

A、复杂周期

B、非周期

C、瞬态

D、随机

我的答案:D 此题得分:2.5分

3.(2.5分)信号有多种类型,从分析域上看,经典的分析方法为________。

A、时域法和相频法

B、时域法和幅频法

C、相频法和幅频法

D、时域法和频域法

我的答案:D 此题得分:2.5分

4.(2.5分)下列统计参数中,用以描述随机信号波动范围的参数为________。

A、均值

B、方差

C、均方值

D、概率密度函数

我的答案:B 此题得分:2.5分

5.(2.5分)信号的时域统计参数不包括________。

A、均值

B、均方值

C、相关系数

D、方差

我的答案:C 此题得分:2.5分

6.(2.5分)描述周期信号的数学工具是________。

A、相关函数

B、傅氏级数

C、拉氏级数

D、傅氏变换

我的答案:B 此题得分:2.5分

7.(2.5分) ________的频谱为连续频谱。

A、周期矩形脉冲

B、正弦函数

C、矩形窗函数

D、周期方波

我的答案:C 此题得分:2.5分

8.(2.5分)任意函数与δ函数的卷积,就是________。

A、将该函数分散到δ函数所对应的位置

B、将该函数平移到δ函数所对应的位置

C、将δ函数平移到该函数所对应的位置

D、将δ函数分散到该函数所对应的位置

我的答案:B 此题得分:2.5分

9.(2.5分) ________不属于测试系统的静特性。

A、灵敏度

B、线性度

C、回程误差

D、阻尼系数

我的答案:D 此题得分:2.5分

10.(2.5分)传感器的灵敏度越高,意味着传感器所能感知的________越小。

A、被测量

B、输出量

C、频率特性

D、显示值

我的答案:A 此题得分:2.5分

11.(2.5分)非线性度是表示定度曲线________的程度。

A、接近真值

B、偏离其拟合直线

C、正反行程不重合

D、滞后现象

我的答案:B 此题得分:2.5分

12.(2.5分)系统在全量程内,输入量由小到大及由大到小时,对于同一个输入量所得到

传感器技术 作业

传感器技术作业 1、传感器的组成包括哪几个部分?各自的主要作用是什么? 通常由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源等组成 敏感元件:是直接感受被测量,并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。如:应变式压力传感器的敏感元件是弹性膜片,其作用是将压力转换成膜片的变形。 转换元件:将敏感元件的输出转换成电路参量。如:应变式压力传感器的转换元件是应变片,其作用是将弹性膜片的变形转换为电阻值的变化。 测量电路:将其进一步变换成可直接利用的电信号。 辅助电源:为传感器的元件和电路提供工作电源 2、何为传感器的静态特性?传感器的静态特性技术指标包括哪几个部分?各自的含义是 什么? 当输入量为常量,或变化极慢时,这一关系称为静态特性;传感器的输出输入关系或多或少地存在非线性。 在不考虑迟滞、蠕变、不稳定性等因素的情况下,其静态特性可用下列多项式代数方程表示:y=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+anxn 式中:y—输出量;x—输入量;a0—零点输出; a1—理论灵敏度;a2、a3、…、an—非线性项系数。 各项系数不同,决定了特性曲线的具体形式。 理想情况下,y=a0+a1x 静态特性曲线可实际测试获得。为了标定和数据处理的方便,希望得到线性关系。这时可采用各种方法,其中也包括硬件或软件补偿,进行线性化处理。 测量范围(measuring range) 传感器所能测量到的最小输入量与最大输入量之间的范围称为传感器的测量范围。 量程(span) 传感器测量范围的上限值与下限值的代数差,称为量程。 线性度:指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。定义为在全量程范围内实际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差值与满量程输出值之比。 迟滞:传感器在输入量由小到大(正行程)及输入量由大到小(反行程)变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象成为迟滞。对于同一大小的输入信号,传感器的正反行程输出信号大小不相等,这个差值称为迟滞差值。 重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时,所得特性曲线不一致的程度。 分辨力与阈值:当传感器的输入从非零值缓慢增加时,在超过某一增量后输出发生可观测的变化,这个输入增量称传感器的分辨力,即最小输入增量。 分辨力是指传感器能检测到的最小的输入增量。分辨力用绝对值表示,用与满量程的百分数表示时称为分辨率。在传感器输入零点附近的分辨力称为阈值。 稳定性是指传感器在长时间工作的情况下输出量发生的变化,有时称为长时间工作稳定性或零点漂移。 静态误差是指传感器在其全量程内任一点的输出值与其理论值的偏离程度。 精确度:精密度:说明测量传感器输出值的分散性,即对某一稳定的被测量,由同一个测量者,用同一个传感器,在相当短的时间内连续重复测量多次,其测量结果的分散程度。精密度是随机误差大小的标志,精密度高,意味着随机误差小。注意:精密度高不

传感器·作业标准答案

第一章 3.r m =2/50×100%=4% , 因为 r m=Δx m/x≤a %*x n/x=5% 所以,合格 5. =168.488mA =0.082 6. =1.56 σ=0.1046 x=x ±3σ=1.56±0.3138 1.2462<x<1.8738 , 无坏值 9.拟合后:y=0.499x+1.02 =0.04/30×100%=0.133% K =0.499 第二章 传感器第二章习题参考答案 3. 金属电阻应变片,其灵敏度S=2.5,R =120Ω,设工作时其应变为1200μe,问ΔR 是多少?若将此应变片与2V 直流电源组成回路,试求无应变时和有应变时回路的电流各是多少? 解: 无应变时 I=E/R=2/120=16.7mA ∑==+?++=n i i n n x n x x x x 1211 1 1 2222 2 1 -= -+?++= ∑=n v n v v v n i i n σ∑==+?++=n i i n n x n x x x x 121%100 )(M ??±=FS ax L L y γ

有应变时: I=E/(R+ΔR)=2/(120+0.36)=16.6mA 4应变片称重传感器,其弹性体为圆柱体,直径D=100mm,材料弹性模量E=205*10^9N/M^2,用它称500KN的物体,若用电阻丝式应变片,应变片的灵敏系数K=2,R=120欧姆,问电阻变化多少? 7 拟在等截面的悬臂梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片,并组成差动全桥电路,试问: ( 1 )四个应变片应怎样粘贴在悬臂梁上? (2)画出相应的电桥电路图。 答: ①如题图所示等截面悬梁臂,在外力F作用下,悬梁臂产生变形,梁的上表面受到拉应变,而 梁的下表面受压应变。当选用四个完全相同的电阻应变片组成差动全桥电路,则应变片如题图(b)所示粘贴。 图(a) ? ??? 图(b) ②电阻应变片所构成的差动全桥电路接线如图﹙c﹚所示,R1、R4所受应变方向相同,R2、R3 、R4所受应变方向相反。 所受应变方向相同,但与R 1

传感器与检测技术课后答案

第一章课后习题答案 1.什么是传感器?它由哪几个部分组成?分别起到什么作用? 解:传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置,能完成检测任务;传感器由敏感元件,转换元件,转换电路组成。敏感元件是直接感受被测量,并输出与被测量成确定关系的物理量;转换元件把敏感元件的输出作为它的输入,转换成电路参量;上述电路参数接入基本转换电路,便可转换成电量输出。2.传感器技术的发展动向表现在哪几个方面? 解:(1)开发新的敏感、传感材料:在发现力、热、光、磁、气体等物理量都会使半导体硅材料的性能改变,从而制成力敏、热敏、光敏、磁敏和气敏等敏感元件后,寻找发现具有新原理、新效应的敏感元件和传感元件。 (2)开发研制新型传感器及组成新型测试系统 ①MEMS技术要求研制微型传感器。如用于微型侦察机的CCD传感器、用于管道爬壁机器人的力敏、视觉传感器。 ②研制仿生传感器 ③研制海洋探测用传感器 ④研制成分分析用传感器 ⑤研制微弱信号检测传感器 (3)研究新一代的智能化传感器及测试系统:如电子血压计,智能水、电、煤气、热量表。它们的特点是传感器与微型计算机有机结合,构成智能传感器。系统功能最大程度地用软件实现。 (4)传感器发展集成化:固体功能材料的进一步开发和集成技术的不断发展,为传感器集成化开辟了广阔的前景。 (5)多功能与多参数传感器的研究:如同时检测压力、温度和液位的传感器已逐步走向市场。 3.传感器的性能参数反映了传感器的什么关系?静态参数有哪些?各种参数代表什么意义?动态参数有那些?应如何选择? 解:在生产过程和科学实验中,要对各种各样的参数进行检测和控制,就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量,这取决于传感器的基本特性,即输出—输入特性。衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度,迟滞和重复性等。 1)传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度; 2)传感器的灵敏度S是指传感器的输出量增量Δy与引起输出量增量Δy的输入量增量Δx 的比值; 3)传感器的迟滞是指传感器在正(输入量增大)反(输入量减小)行程期间其输出-输入特性曲线不重合的现象;

传感器技术作业

传感器技术作业 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

传感器技术作业 1、传感器的组成包括哪几个部分各自的主要作用是什么 2、 通常由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源等组成 敏感元件:是直接感受被测量,并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。如:应变式压力传感器的敏感元件是弹性膜片,其作用是将压力转换成膜片的变形。 转换元件:将敏感元件的输出转换成电路参量。如:应变式压力传感器的转换元件是应变片,其作用是将弹性膜片的变形转换为电阻值的变化。 测量电路:将其进一步变换成可直接利用的电信号。 辅助电源:为传感器的元件和电路提供工作电源 3、何为传感器的静态特性传感器的静态特性技术指标包括哪几个部分各自的含义是什么 当输入量为常量,或变化极慢时,这一关系称为静态特性;传感器的输出输入关系或多或少地存在非线性。 在不考虑迟滞、蠕变、不稳定性等因素的情况下,其静态特性可用下列多项式代数方程表示:y=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+anxn 式中:y—输出量;x—输入量;a0—零点输出; a1—理论灵敏度;a2、a3、…、an—非线性项系数。 各项系数不同,决定了特性曲线的具体形式。 理想情况下,y=a0+a1x 静态特性曲线可实际测试获得。为了标定和数据处理的方便,希望得到线性关系。这时可采用各种方法,其中也包括硬件或软件补偿,进行线性化处理。

测量范围(measuringrange)传感器所能测量到的最小输入量与最大输入量之间的范围称为传感器的测量范围。 量程(span)传感器测量范围的上限值与下限值的代数差,称为量程。 线性度:指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。定义为在全量程范围内实际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差值与满量程输出值之比。 迟滞:传感器在输入量由小到大(正行程)及输入量由大到小(反行程)变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象成为迟滞。对于同一大小的输入信号,传感器的正反行程输出信号大小不相等,这个差值称为迟滞差值。 重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时,所得特性曲线不一致的程度。 分辨力与阈值:当传感器的输入从非零值缓慢增加时,在超过某一增量后输出发生可观测的变化,这个输入增量称传感器的分辨力,即最小输入增量。分辨力是指传感器能检测到的最小的输入增量。分辨力用绝对值表示,用与满量程的百分数表示时称为分辨率。在传感器输入零点附近的分辨力称为阈值。 稳定性是指传感器在长时间工作的情况下输出量发生的变化,有时称为长时间工作稳定性或零点漂移。 静态误差是指传感器在其全量程内任一点的输出值与其理论值的偏离程度。精确度:精密度:说明测量传感器输出值的分散性,即对某一稳定的被测量,由同一个测量者,用同一个传感器,在相当短的时间内连续重复测量多次,其测量结果的分散程度。精密度是随机误差大小的标志,精密度高,意

传感器原理与应用作业参考答案

《传感器原理与应用》作业参考答案 作业一 1.传感器有哪些组成部分在检测过程中各起什么作用 答:传感器通常由敏感元件、传感元件及测量转换电路三部分组成。 各部分在检测过程中所起作用是:敏感元件是在传感器中直接感受被测量,并输出与被测量成一定联系的另一物理量的元件,如电阻式传感器中的弹性敏感元件可将力转换为位移。传感元件是能将敏感元件的输出量转换为适于传输和测量的电参量的元件,如应变片可将应变转换为电阻量。测量转换电路可将传感元件输出的电参量转换成易于处理的电量信号。 2.传感器有哪些分类方法各有哪些传感器 答:按工作原理分有参量传感器、发电传感器、数字传感器和特殊传感器;按被测量性质分有机械量传感器、热工量传感器、成分量传感器、状态量传感器、探伤传感器等;按输出量形类分有模拟式、数字式和开关式;按传感器的结构分有直接式传感器、差分式传感器和补偿式传感器。 3.测量误差是如何分类的 答:按表示方法分有绝对误差和相对误差;按误差出现的规律分有系统误差、随机误差和粗大误差按误差来源分有工具误差和方法误差按被测量随时间变化的速度分有静态误差和动态误差按使用条件分有基本误差和附加误差按误差与被测量的关系分有定值误差和积累误差。 4.弹性敏感元件在传感器中起什么作用 答:弹性敏感元件在传感器技术中占有很重要的地位,是检测系统的基本元件,它能直接感受被测物理量(如力、位移、速度、压力等)的变化,进而将其转化为本身的应变或位移,然后再由各种不同形式的传感元件将这些量变换成电量。 5.弹性敏感元件有哪几种基本形式各有什么用途和特点 答:弹性敏感元件形式上基本分成两大类,即将力变换成应变或位移的变换力的弹性敏感元件和将压力变换成应变或位移的变换压力的弹性敏感元件。 变换力的弹性敏感元件通常有等截面轴、环状弹性敏感元件、悬臂梁和扭转轴等。实心等截面轴在力的作用下其位移很小,因此常用它的应变作为输出量。它的主要优点是结构简单、加工方便、测量范围宽、可承受极大的载荷、缺点是灵敏度低。空心圆柱体的灵敏度相对实心轴要高许多,在同样的截面积下,轴的直径可加大数倍,这样可提高轴的抗弯能力,但其过载能力相对弱,载荷较大时会产生较明显的桶形形变,使输出应变复杂而影响精度。环状敏感元件一般为等截面圆环结构,圆环受力后容易变形,所以它的灵敏度较高,多用于测量较小的力,缺点是圆环加工困难,环的各个部位的应变及应力都不相等。悬臂梁的特点是结构简单,易于加工,输出位移(或应变)大,灵敏度高,所以常用于较小力的测量。扭转轴式弹性敏感元件用于测量力矩和转矩。 变换压力的弹性敏感元件通常有弹簧管、波纹管、等截面薄板、波纹膜片和膜盒、薄壁圆筒和薄壁半球等。弹簧管可以把压力变换成位移,且弹簧管的自由端的位移量、中心角的变化量与压力p成正比,其刚度较大,灵敏度较小,但过载能力强,常用于测量较大压力。波纹管的线性特性易被破坏,因此它主要用于测量较小压力或压差测量中。 作业二 1.何谓电阻式传感器它主要分成哪几种 答:电阻式传感器是将被测量转换成电阻值,再经相应测量电路处理后,在显示器记录仪上显示或记

传感器大作业

自动检测技术大作业题目汽车速度的检测 姓名 系(部)_电气工程与自动化系 专业__自动化____ 指导教师___ 2013年12 月3日

汽车车速传感器检测系统设计是一种传感器检测装置。利用车速传感器把检测到的转速信号转变成的电压信号输送给计算机,计算机通过变频器来控制电机速度,利用传感器检测的速度值与规定值进行比较,达到对传感器的检测目的。本文介绍了车速传感器检测系统的工作原理,详细讲述了系统的组成、原理和检测方法。系统采用硬件兼软件对测量过程及测量结果进行处理。与传统的检测技术相比,此种传感器检测装置有结构简单、新颖、易于实现的特点。实践证明在检测,维修范围内都取得了良好的效果,系统具有良好的稳态精度及动态响应性能,检测实用性强、准确度高具有广阔的应用前景。 汽车车速传感器的工作原理: 车辆自动强制限速装置,包括传感器、控制电路和操控机构。车辆限速器分为两种:一种是在车辆超速时发出语音警报,提醒驾驶者减速;另一种限速器是在车辆超过限定速度后,通过车载电脑发出指令,强制降低车辆行驶速度。车辆遥控自动限速器由发射器和接收器组成,采用遥控专用编码集成块。通过对遥控限速进行编码,使每一组编码对应一种车速限制,并利用设置在路码表与之刻度同步上的光电传感器进而控制执行继电器切断和接续汽车起动、点火和熄火回路,从而达到控制车速的目的。限速器的发射器包括固定发射器和移动发射器,固定发射器安装在需限速道路路段的出入口处,移动发射器由执法人员掌握,接收器安装在各受控车辆的驾驶室内。车辆智能限速器由汽车传感器、微电脑速度控制仪和智能机械手组成。 其工作原理是:当车辆速度低于设定值时,控制仪不启动机械手,车辆行驶如常;当车辆速度临界设定值时,控制器立即启动机械手拉起油门,等同于司机放松油门,汽车只能滑行减速不能加速,从而使车速得到控制;当车辆速度低于设定值时,控制器立即反向放松油门,使油门恢复如初。由于它的科学控速原理,车辆限速时呈自然、平稳状态,不易被站立的乘客察觉。 车速检测系统的设计电子限速的作用是限制车速过高,防止因车速过高造成事故。电子限速器可以实时监测车辆的速度,当车速达到一定值的时候,它就会控制供油系统和发动机的转速,这时即使踏下油门踏板,供油系统也不会供油。汽汽车车速传感器 霍尔式车速传感器

传感器及检测技术教案

传感器及检测技术

项目一 传感器误差与特性分析 任务1 检测结果的数据整理 1.1.1 测量与测量方法 1.检测 2.测量方法 (1)电测法和非电测法 (2)直接测量和间接测量 (3)静态测量和动态测量 (4)接触性测量和非接触性测量 (5)模拟式测量和数字式测量 1.1.2 测量误差及其表示方法 测量误差:测量值与其真值之间的差值 例:某温度计的量程范围为0-500oC ,校验时该表的最大绝对误差为6oC ,试确定其精度等级? 查表1.1,精度等级应定为1.5级 任务1: 现有0.5级的0~300oC 和1.0级0~100oC 的两个温度计,欲测量80oC 的温度,试问选用哪一个温度计好?为什么?在选用仪器时应考虑哪些方面? 实施: 0.5级的0~300oC 的温度计测量时可能出现的最大绝对误差为: 用其测量80oC 可能出现的最大示值相对误差为: ?? ? ? ? ???? ?引用误差示值(标称)相对误差实际相对误差相对误差绝对误差x γγ%.21%100500 6 %100=?= ??= m m m A x γ5 .1)0300(%5.0111=-?==?m m m A x γ

1.0级的0~100oC 的温度计测量时可能出现的最大绝对误差为: 用其测量80oC 可能出现的最大示值相对误差为: 结论:选用1.0级的0~100oC 的温度计较好。选用仪器时,不能单纯追求精度,而是要兼顾精度和量程 1.1.3 测量误差的分类及来源 1.系统误差 2.随机误差 3.粗大误差(疏忽误差、过失误差) 4.缓变误差 任务2 传感器特性分析与传感器选用 1.2.1 传感器的组成及其分类 1.2.2 传感器的静态特性与指标 传感器的静态特性指标 1.精密度、准确度和精确度 2.稳定性 1 )0100(%.01222=-?==?m m m A x γ%25.1%10080 1 %10022=?= ??= x x m x γ?? ?动态特性 静态特性

传感器与检测技术习题解答

传感器与检测技术(胡向东,第2版)习题解答 王涛 第1章概述 什么是传感器? 答:传感器是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和装置,通常由敏感元件和转换元件组成。 传感器的共性是什么? 答:传感器的共性就是利用物理定律或物质的物理、化学或生物特性,将非电量(如位移、速度、加速度、力等)输入转换成电量(电压、电流、频率、电荷、电容、电阻等)输出。 传感器一般由哪几部分组成? 答:传感器的基本组成分为敏感元件和转换元件两部分,分别完成检测和转换两个基本功能。 为普遍。 ①按传感器的输入量(即被测参数)进行分类 按输入量分类的传感器以被测物理量命名,如位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。 ②按传感器的工作原理进行分类

根据传感器的工作原理(物理定律、物理效应、半导体理论、化学原理等),可以分为电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。 ③按传感器的基本效应进行分类 根据传感器敏感元件所蕴含的基本效应,可以将传感器分为物理传感器、化学传感器和生物传感器。 改善传感器性能的技术途径有哪些? 答:①差动技术;②平均技术;③补偿与修正技术;④屏蔽、隔离与干扰抑制;⑤稳定性处理。 第2章传感器的基本特性 什么是传感器的静态特性?描述传感器静态特性的主要指标有哪些?答:传感器的静态特性是它在稳态信号作用下的输入、输出关系。静态特性所描述的传感器的输入-输出关系中不含时间变量。 衡量传感器静态特性的主要指标是线性度、灵敏度、分辨率、迟滞、重复性和漂移。 利用压力传感器所得测试数据如下表所示,计算非线性误差、迟滞和重复性误差。设压力为0MPa时输出为0mV,压力为时输出最大且为。

流量监测交通灯传感器大作业

传感器技术与检测 流 量 检 测 交 通 灯 班级: 学号: 姓名 日期:

一.研究的主要内容 本课题研究的内容有如下几个方面: (1)基于车流量的智能交通灯控制系统的工作原理。 (2)基于车流量的智能交通灯控制系统的硬件设计。 (3)车流量检测原理及其硬件电路设计。 (4)基于车流量的智能交通灯控制系统的程序设计。 二.研究方案 1.系统总体方案 2.车流量检测方案 利用红外线车辆检测器。红外线车辆检测器是利用被检测物对光束的遮挡或反射,通过同步回路检测物体有无。物体不限于金属,所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出,接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。如当汽车通过光扫描区域时,部分或全部光束被遮挡,从而实现对车辆数据的综合检测。红外线车辆扫描系统提供了车辆轮廓扫描的解决方案,并提供车辆分离信号,同时还能够检测挂钩是否存在及其位置,由于光学产品的高速响应,当车速低于100公里/小时,系统可对车辆间距0.3米车辆实现可靠的分离检测并抓取车辆轮廓数据,当车速低于200公里/小时,对车辆间距0.6米的车辆实现可靠的分离检测并抓取轮廓数据,系统可自动分类超过100种车型,车辆自动分类的准确率超过99%。常利用光电开关技术成熟,高速响应,可输出丰富的车辆数据信息,能可靠检测各种特殊车辆。抗干扰性强,不受恶劣气象条件或物体颜色的影响,安装简便。 采用AT89C51单片机作为主控制器。AT89C51具有两个16位定时器/计数器,5个中断源,便于对车流量进行定时中断检测。32根I/O线,使其具有足够的I/O口驱动数码管及交通灯。外部存贮器寻址范围ROM、RAM64K,便于系统扩展。其T0,T1口可以对外部脉冲进行实时计数操作,故可以方便实现车流量检测信号的输入。 显示部分:采用数码管与点阵LED相结合的方法因为设计既要求倒计时数字输

传感器及检测技术

习题一概论p16 1.测试系统一般是怎样构成的? ①传感器将被测物理量转换成以电量为主要形式的电信号; ②信号变换部分是对传感器所送出的信号进行加工; ③显示与记录部分将所测信号变为一种能为人们所理解的形式,以供人们观测和分析。 2.什么是测量误差?测量误差有几种表示方法? 测量误差:人们在进行各种实际测量时,尽管被测量在理论上存在真值,但由于客观实验条件的限制,被测量的真值实际上是测不到的,因而测量结果只能是真值的近似值,这就不可避免地存在着测量误差。 测量误差有:绝对误差、相对误差、引用误差。 3.测量误差按出现规律可分为几种?它们与准确度与精密度有什么关系? ①按出现规律可分为:系统误差、随机误差、粗大误差 ②准确度表示测量结果中系统误差的大小。系统误差越小,准确度越高,即真一民实际 值符合的程度越高。 精密度表示测量结果中随机误差大小的程度。随机误差越小,测量值越集中,表示精密度越高。 精确度是测量结果系统误差与随机误差的综合。表示测量结果与真值的一致程度。精确度用来反映系统误差和随机误差的综合影响。精确度越高,表示正确度和精密度越高,意味着系统误差和随机误差都小。 4.产生系统误差的常见原因有哪些?常用的减小系统误差的方法有哪些? ①产生系统误差的主要原因: ●仪器的制造、安装或使用方法不正确; ●环境因素影响(温度、湿度、电源等); ●测量原理中使用近似计算公式;

●测量人员不良读数习惯 ②减小系统误差的方法: ●发现判断:实验对比、残余误差观察、准则检测 ●减少消除:修正、特殊测量法(替代、差值、误差补偿、对称观察) 5.传感器有哪些几部分组成? 敏感元件、转换元件、转换电路 6.按传感器的工作机理、能量转换方式、输入量及测量原理四种方法,传感器分别是如何分 类的? ①按工作机理分: ●电参数式传感器(如电阻式、电感式和电容式); ●压电式传感器; ●光电式传感器; ●热电式传感器。 ②按能量转换方式分: ●能量控制型传感器(如电阻、电感、电容式) ●能量转换型传感器(如基于压电效应、热电效应传感器) ③按输入量分: 力传感器、位移传感器、温度传感器 ④按测量原理分: ●电路参量式传感器(包括电阻式、电感式、电容式) ●电动势式传感器(包括磁电感应式、霍尔式、压电式) ●光电式传感器(包括一般光电式、光栅式、激光式、光电码盘式、光导纤维式) ●半导体式传感器 习题二温度检测p35 7.温度检测主要有哪几种方法及它们是怎样分类的? 温度检测方法分为:接触测量法,非接触测量法。 接触式包括:热膨胀式(如水银、双金属、液体或气体压力); 热电偶; 热电阻(铂电阻、铜电阻、半导体热敏电阻)。

传感器技术与应用第3版习题答案

《传感器技术与应用第3版》习题参考答案 习题1 1.什么叫传感器它由哪几部分 组成 答:传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。传感器通常由敏感元件和转换元件组成。其中敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分;转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。 2. 传感器在自动测控系统中起什么作用 答:自动检测和自动控制技术是人们对事物的规律定性了解、定量分析预期效果所从事的一系列技术措施。自动测控系统是完成这一系列技术措施之一的装置。一个完整的自动测控系统,一般由传感器、测量电路、显示记录装置或调节执行装置、电源四部分组成。传感器的作用是对通常是非电量的原始信息进行精确可靠的捕获和转换为电量,提供给测量电路处理。 3. 传感器分类有哪几种各有什么优、缺点 答:传感器有许多分类方法,但常用的分类方法有两种,一种是按被测输入量来分,如温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等;另一种是按传感器的工作原理来分,如电学式传感器、磁学式传感器、光电式传感器、电势型传感器、电荷传感器、半导体传感器、谐振式传感器、电化学式传感器等。还有按能量的关系分类,即将传感器分为有源传感器和无源传感器;按输出信号的性质分类,即将传感器分为模拟式传感器和数字式传感器。 按被测输入量分类的优点是比较明确地表达了传感器的用途,便于使用者根据其用途选用;缺点是没有区分每种传感器在转换机理上有何共性和差异,不便使用者掌握其基本原理及分析方法。 按工作原理分类的优点是对传感器的工作原理比较清楚,有利于专业人员对传感器的深入研究分析;缺点是不便于使用者根据用途选用。 4. 什么是传感器的静态特性它由哪些技术指标描述 答:传感器测量静态量时表现的输入、输出量的对应关系为静态特性。它有线性度、灵敏度、重复性、迟滞现象、分辨力、稳定性、漂移等技术指标。 5. 为什么传感器要有良好的动态特性什么是阶跃响应法和频率响应法 答:在动态(快速变化)的输入信号情况下,要求传感器能迅速准确地响应和再现被测信号的变化。因此,需要传感器具有良好的动态特性。 测试和检验传感器的动态特性有瞬态响应法和频率响应法。阶跃响应法即瞬态响应法,是给传感器输入一个单位阶跃函数的被测量,测量其输出特性。动态特性优良的传感器的输出特性应该上升沿陡,顶部平直。 频率响应法是给传感器输入各种频率不同而幅值相同,初相位为零的正弦函数的被测量,测量其输出的正弦函数输出量的幅值和相位与频率的关系。动态特性优良的传感器,输出的正弦函数输出量的幅值对于各频率是相同的,相位与各频率成线性关系。

传感器作业及答案

霍尔传感器 1.填空题 (1)霍尔传感器是利用霍尔效应来进行测量的。通过该效应可测量电流的变化、磁感应强度的变化和电流、磁感应强度的变化。 (2)霍尔传感器由半导体材料制成,金属和绝缘体不能用作霍尔传感器。 (3)当一块半导体薄片置于磁场中有电流流过时,电子将受到洛伦兹力的作用而发生偏转,在半导体薄片的另外两端将产生霍尔电动势。 2.选择题 (1)常用( b )制作霍尔传感器的敏感材料。 a.金属b.半导体c.塑料 (2)下列物理量中可以用霍尔传感器来测量的是( a )。 a.位移量b.湿度c.烟雾浓度 (3)霍尔传感器基于( a )。 a.霍尔效应b.热电效应c.压电效应d.电磁感应 (4)霍尔电动势与(a,d )。 a.激励电流成正比b.激励电流成反比 c.磁感应强度成反比d.磁感应强度成正比 3.问答题 (1)什么是霍尔效应?霍尔电动势与哪些因素有关? 答:在半导体薄片两端通以控制电流I,并在薄片的垂直方向上施加磁感应强度为B的磁场,那么,在垂直于电流和磁场的方向上将产生电势UH(称为霍尔电势电压),这种现象称为霍尔效应。 霍尔电动势的大小正比于控制电流和磁感应强度。如果流过的电流越大,则电荷量就越多,霍尔电动势越高;如果磁感应强度越强,电子受到的洛仑兹力也越大,电子参与偏转的数量就越多,霍尔电动势也越高。此外,薄片的厚度、半导体材料中的电子浓度对霍尔电动势的大小也会有影响。 (2)如图7-15所示,简述液位控制系统的工作原理。 图7-15液位控制系统的工作原理 答:根据图7-15可以看出,储存罐的液体由液体源通过电磁阀向罐内提供,储存罐的液位增加,与之相通的偏管液位也升高,磁铁也随之升高,液位越高,磁铁越靠近霍尔传感器,磁铁作用于霍尔传感器的磁感应强度就越强,霍尔集成电路输出的电压就越大,当储液罐的额液位达到最高液位时,电压将达到设定值,电磁阀关闭,使液体无法流入储液罐。 如果液位没有达到最高位,开关型霍尔集成电路输出的电压无法达到系统所设定的电压值,电磁阀不关闭,液体源继续输送液体,直到达到最高液位为止。

现代检测技术大作业最终版

现代检测技术 大型作业 (2014/2015学年第1学期) 课题名称粮食存储环境品质监测系统设计院(系)自动化工程学院 专业电气系统检测与控制 小组成员 时间 指导老师

一.设计背景及意义 “国以民为本,民以食为天”,“兵马未动,粮草先行”,这些都充分说明粮食对国家的重要性。储粮是为了防备战争、保证非农业人口的粮食消费需求、调节国内粮食供求平衡、稳定粮食市场价格、应对重大自然灾害及其它突发性事件而采取的有效措施。因此,粮食的科学储藏具有重要的战略意义和经济意义。 我国是世界上最大的粮食生产、储藏及消费大国,粮食储藏是国家为防备战争、灾荒及其他突发性事件而采取的有效措施,因此粮食的安全储藏是关系到国计民生的战略大事。在粮食的储藏的过程中,由于粮仓温湿度异常而造成粮食变质,带来的经济损失是惊人的。粮食在贮藏过程中,会因为受温度、湿度、氧气、微生物及昆虫等因素的影响,从而造成其质量的不良改变。目前我国许多粮食仓储单位采用测温仪器与人工抄录、管理相结合的传统方法,消耗了大量的人力和财力,并且效果不佳,发霉变质等现象大量存在。因此设计粮食储存品质监测系统,可以提高工作效率,实现粮仓数据的实时监控,是仓储单位亟待解决的重要问题。 粮食在贮藏过程中,会因为受温度、湿度、压力、2 CO、微生物及昆虫等因素的影响,从而造成其质量的不良改变。对粮食贮藏过程中的影响参数进行实时监测、分析,是保障粮食储存品质的有效手段。在此,通过采用CAN总线的数据采集系统对影响粮食贮藏过程中的参数进行实时采集、分析,当发现不良变化时,能够及时发出预警信息,保证粮食储存的安全。 粮食储存品质监测系统是利用现场的前沿机检测粮食储备库中粮食的基本情况,并结合其他粮情信息(如入仓时间、品种、仓型、天气状况等)进行综合分析,然后通过控制电机启停,达到对相应参数的控制。利用监控室的上位机对粮仓进行监控,用户可方便地构造自己需要的数据采集系统,在任何时候把粮仓现场的信息实时地传到控制室,管理人员不需要深入现场,就可以按照所需的要求对粮仓内的情况进行控制,还可以查看历史数据,优化现场作业,提高了生产效率,增强了国家粮食储备安全水平,以获得实时粮仓管理,实现自动化、智能化,为实现我国粮仓管理现代化更近了一步。

传感器与检测技术总结材料

《传感器与检测技术》总结 :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(部系统状态的部信息传感器{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、磁尺]})。 传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系。当输入量为常量,或变化极慢时,称为静态特性;输出量对于随时间变化的输入量的响应特性,这一关系称为动态特性,这一特性取决于传感器本身及输入信号的形式。可以分为接触式环节(以刚性接触形式传递信息)、模拟环节(多数是非刚性传递信息)、数字环节。动态测量输入信号的形式通常采用正弦周期(在频域)信号和阶跃信号(在时域)。 传感器的静态特性:线性度(以一定的拟合直线作基准与校准曲线比较% 100max ??=Y L L δ)、迟滞、重复性、灵敏度(K0=△Y/△X=输出变化量/输入变化量 =k1k2···kn )和灵敏度误差(rs=△K0/K0×100%、稳定性、静态测量不确定性、其他性能参数:温度稳定性、抗干扰稳定性。 传感器的动态特性:传递函数、频率特性(幅频特性、相频特性)、过渡函数。 0阶系统:静态灵敏度;一阶系统:静态灵敏度,时间常数;二阶系统:静态灵敏度,时间常数,阻尼比。 传感器的标定:通过各种试验建立传感器的输入量与输出量之间的关系,确定传感器在不同使用条件下的误差关系。国家标准测力机允许误差±0.001%,省、部一级计量站允许误差±0.01%,市、企业计量站允许误差±0.1%,三等标准测力机、传感器允许误差±(0.3~0.5)%,工程测试、试验装置、测试用力传感器允许误差±1%。分为静态标定和动态标定。 第二章 位 移 检 测 传 感 器 测量位移常用的传感器有电阻式、电容式、涡流式、压电式、感应同步器式、磁栅式、光电式。参量位移传感器是将被测物理量转化为电参数,即电阻、电容或电感等。发电型位移传感器是将被测物理量转换为电源性参量,如电动势、电荷等。属于能量转换型传感器,这类传感器有磁电型、压电型等。 电位计的电阻元件通常有线绕电阻、薄膜电阻、导塑料(即有机实心电位计)等。电位计结构简单,输出信号大,性能稳定,并容易实现任意函数关系。其缺点是要求输入能量大,电刷与电阻元件之间有干摩擦,容易磨损,产生噪声干扰。 线性电位计的空载特性:x K x l R R R x == ,KR----电位计的电阻灵敏度(Ω/m )。电

传感器技术习题及答案

传感器技术绪论习题 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

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【最新整理,下载后即可编辑】 第1章概述 1.什么是传感器? 传感器定义为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和装置,通常由敏感元件和转换元件组成。 1.2传感器的共性是什么? 传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、生物特性,将非电量(如位移、速度、加速度、力等)输入转换成电量(电压、电流、电容、电阻等)输出。 1.3传感器由哪几部分组成的? 由敏感元件和转换元件组成基本组成部分,另外还有信号调理电路和辅助电源电路。 1.4传感器如何进行分类? (1)按传感器的输入量分类,分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。(2)按传感器的输出量进行分类,分为模拟式和数字式传感器两类。(3)按传感器工作原理分类,可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。(4)按传感器的基本效应分类,可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。(5)按传感器的能量关系进行分类,分为能量变换型和能量控制型传感器。(6)按传感器所蕴含的技术特征进行分类,可分为普通型和新型传感器。 1.5传感器技术的发展趋势有哪些? (1)开展基础理论研究(2)传感器的集成化(3)传感器的智能化(4)传感器的网络化(5)传感器的微型化 1.6改善传感器性能的技术途径有哪些? (1)差动技术(2)平均技术(3)补偿与修正技术(4)屏蔽、隔离与干扰抑制(5)稳定性处理 第2章传感器的基本特性 2.1什么是传感器的静态特性?描述传感器静态特性的主要指标有哪些?

答:传感器的静态特性是指在被测量的各个值处于稳定状态时,输出量和输入量之间的关系。主要的性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、温度漂移。 2.2传感器输入-输出特性的线性化有什么意义?如何实现其线性化? 答:传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。常用的线性化方法是:切线或割线拟合,过零旋转拟合,端点平移来近似,多数情况下用最小二乘法来求出拟合直线。 2.3利用压力传感器所得测试数据如下表所示,计算其非线性误差、迟滞和重复性误差。设压力为0MPa时输出为0mV,压力为0.12MPa时输出最大且为16.50mV. 非线性误差略 正反行程最大偏差?Hmax=0.1mV,所以γH=±? Hmax0.1100%=±%=±0.6%YFS16.50 重复性最大偏差为?Rmax=0.08,所以γR=±?Rmax0.08=±%=±0.48%YFS16.5 2.4什么是传感器的动态特性?如何分析传感器的动态特性? 传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性,即输出对随时间变化的输入量的响应特性。 传感器的动态特性可以从时域和频域两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来分析。瞬态响应常采用阶跃信号作为输入,频率响应常采用正弦函数作为输入。 2.5描述传感器动态特性的主要指标有哪些? 零阶系统常采用灵敏度K,一阶系统常采用时间常数τ、灵敏度K,二阶系统常采用固有频率ω0、阻尼比ζ、灵敏度K来描述。 2.6试解释线性时不变系统的叠加性和频率保持特性的含义及其意义。

传感器大作业汇总

检测与转换技术 大作业 题目电容式传感器在水箱液位装置上的设计院系信息工程学院 班级自动化133班 学生姓名张如江 日期 2015年11月18日

摘要 (2) 1 设计方案 (2) 1.1设计原理 (2) 1.2系统框图- 4 - 2传感器原理 (3) 2.1传感器简述 (3) 2.2电容式液位计 (3) 2.3传感器的组成 (4) 2.4测量原理 (5) 3电容测量电路设计 (6) 3.1测量电路 (6) 4电信号放大电路设计 (9) 4.1整流电路 (9) 4.2放大电路 (9) 5 AD转换电路及与单片机接口 (10) 6 误差分析 (11) 6.1误差来源 (11) 6.2影响液位测量的主要因素 (11) 7总结 (12) 参考文献 (12)

在工业自动化生产过程中,为了实现安全快速有效优质的生产,经常需要对液位进行精确测量,继而进行自动调节、智能控制使生产结果更趋完善。 通常进行液位测量的方法有二十多种,分为直接法和间接法。其中电容式液位测量价格低廉、结构简单,是间接测量方法中最常用的方法之一。本设计采用电容式传感器的原理、电容电压转换电路、精确测量电压幅度的测量法,及利用DS1820 测量温度和用单片机进行温度补偿的方法。设计并制作了圆柱形电容器,利用二极管T型网络电路将容量变化转换成电压的变化,并利用单片机进行测量,通过软件计算液位高度,减小了电容与电压转换的线性误差,具有温度软件补偿功能。通过实验测试,该装置的测量精度优于1cm。 1.设计方案 1.1设计原理 本设计采用筒式电容传感器采集液位的高度。主要利用在柱形电容器的极板之间,充以不同高度的介质时,电容量的大小也会有所不同。从而引起对应电容量变化的关系进行液位测量。由于从传感器得出的电压一般在0~30mv之间,太小不易测量,所以要通过放大电路进行放大。从放大电路出来的是模拟量,因此送入ADC0809转换成数字量,ADC0809连接于单片机,把信号送入单片机。显示电路连接于单片机用于显示水位的高度。该显示接口用一片MC14499和单片机连接以驱动数码管。 1.2系统框图

传感器与检测技术考题及答案

传感器与检测技术考试试题 一、填空:(20分) 1,测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。(2分) 2.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小。 4.热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的,其表达式为Eab (T ,To )=T B A T T B A 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ?+-。在热电偶温度补偿中补偿导线法(即冷端延长线法)是在连接导线和热电偶之间,接入延长线,它的作用是将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方,以减小冷端温度变化的影响。 5.压磁式传感器的工作原理是:某些铁磁物质在外界机械力作用下,其内部产生机械压力,从而引起极化现象,这种现象称为正压电效应。相反,某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形,这种现象称为负压电效应。(2分) 6. 变气隙式自感传感器,当街铁移动靠近铁芯时,铁芯上的线圈电感量(①增加②减小③不变)(2分) 7. 仪表的精度等级是用仪表的(① 相对误差 ② 绝对误差 ③ 引用误差)来表示的(2分) 8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系,除(① 变面积型 ② 变极距型 ③ 变介电常数型)外是线性的。(2分) 1、变面积式自感传感器,当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积 增大时,铁心上线圈的电感量(①增大,②减小,③不变)。 2、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关 系中,(①变面积型,②变极距型,③变介电常数型)是线性的关系。 3、在变压器式传感器中,原方和副方互感M 的大小与原方线圈 的匝数成(①正比,②反比,③不成比例),与副方线圈的匝数成(①正比,②反比,③不成比例),与回路中磁阻成(①正比,②反比,③不成比例)。 4、传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输

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