第一篇：传感器原理习题
第四章 传感器原理习题
4-1以阻值R=120Ω，灵敏系数K=2.0的电阻应变片与阻值120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为3V，并假定负载电压为无穷大，当应变片的应变为2με和2000με时，分别求出单臂、双臂差动电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。
4-2 在材料为钢的实心圆柱试件上，沿轴线和圆周方向各贴一片电阻为120Ω的金属应变片R1和R2，把这两片应变片接入差动电桥(题图4-2)。若钢的泊松比μ=0.285，应变片的灵敏系数K=2，电桥的电源电压Ui=2V，当试件受轴向拉伸时，测得应变片R1的电阻变化值∆R=0.48Ω，试求电桥的输出电压U0；若柱体直
112径d=10mm，材料的弹性模量E210N/m，求其所受拉力大小。
题图4-2 差动电桥电路
4-3 一台采用等强度的梁的电子称，在梁的上下两面各贴有两片电阻应变片，做成称重量的传感器，如习题图4-3所示。已知l=10mm，b0=11mm，h=3mm，E2.1104N/mm2，K=2，接入直流四臂差动电桥，供桥电压6V，求其电压灵敏度(Ku=U0/F)。当称重0.5kg时，电桥的输出电压U0为多大?
题图4-3悬臂梁式力传感器
4-4 有四个性能完全相同的应变片(K=2.0)，将其贴在习题图4-4所示的压力传感器圆板形感压膜片上。已知膜片的半径R=20mm，厚度 h=0.3mm，材料的泊松
112比μ=0.285，弹性模量E210N/m。现将四个应变片组成全桥测量电路，供
桥电压Ui=6V。求：
(1)确定应变片在感压膜片上的位置，并画出位置示意图；(2)画出相应的全桥测量电路图；
(3)当被测压力为0.1MPa时，求各应变片的应变值及测量桥路输出电压U0；(4)该压力传感器是否具有温度补偿作用?为什么?(5)桥路输出电压与被测压力按是否存在线性关系?
题图4-4 膜片式压力传感器
4-5一测量线位移的电位器式传感器，测量范围为0~10mm，分辨力为0.05mm，灵敏度为2.7V/mm，电位器绕线骨架外径d=0.5mm，电阻丝材料为铂铱合金，其4ρ3.2510Ωmm。当负载电阻RL=10kΩ时，求传感器的最大负载误电阻率为差。
4-6 某差动螺管式电感传感器(题图4-6)的结构参数为单个线圈匝数W=800匝，l=10mm，lc=6mm，r=5mm，rc=1mm，设实际应用中铁芯的相对磁导率μr=3000，试求：
(1)在平衡状态下单个线圈的电感量L0=?及其电感灵敏度足KL?(2)若将其接入变压器电桥，电源频率为1000Hz，电压E=1.8V，设电感线圈有效电阻可忽略，求该传感器灵敏度K。
(3)若要控制理论线性度在1%以内，最大量程为多少?
题图4-6 差动螺管式电感传感器
4-7 有一只差动电感位移传感器，已知电源电压Usr=4V，ƒ=400Hz，传感器线圈铜电阻与电感量分别为R=40Ω，L=30mH，用两只匹配电阻设计成四臂等阻抗电桥，如题图4-7所示，试求：(1)匹配电阻R3和R4的值；
(2)当∆Z=10时，分别接成单臂和差动电桥后的输出电压值；(3)用相量图表明输出电压Usc与输入电压Usr之间的相位差。
题图4-7 差动电感位移传感器四臂等阻抗电桥
2S44mm4-8如题图4-8所示气隙型电感传感器，衔铁截面积,气隙总长度δ=0.8mm，衔铁最大位移∆δ=±0.08mm，激励线圈匝数W=2500匝，导线直径d=0.06mm，电阻率ρ1.75106Ωcm，当激励电源频率ƒ=4000Hz时，忽略漏磁及铁损，求：
(1)线圈电感量；(2)电感的最大变化量；(3)线圈的直流电阻值；(4)线圈的品质因数；
(5)当线圈存在200pF分布电容与之并联后其等效电感值。
题图4-8 气隙型电感式传感器(变隙式)4-9 试计算题图4-9所示各电容传感元件的总电容表达式。
图4-9 4-10 在压力比指示系统中采用差动式变间隙电容传感器和电桥测量电路，如题图4-10所示。已知：δ0=0.25mm，D=38.2mm，R=5.1kΩ；Usr=60V(交流)，频率ƒ=400Hz。试求：
(1)该电容传感器的电压灵敏度Ku(V/μm)；
(2)当电容传感器的动极板位移∆δ=10μm时，输出电压Usc值。
题图4-10 4-11 有一台变间隙非接触式电容测微仪，其传感器的极板半径r=4mm，假设与被测工件的初始间隙d0=0.3mm。试求：
(1)如果传感器与工件的间隙变化量∆d=±10μm，电容变化量为多少?(2)如果测量电路的灵敏度足Ku=100mV/Pf,则在∆d=±1μm时的输出电压为多少? 4-12 有一变间隙式差动电容传感器，其结构如图13所示。选用变压器交流电桥作测量电路。差动电容器参数：r=12mm，d1=d2=d0=0.6mm，空气介质，即
εε08.851012F/m。测量电路参数：usr=u=Usr3sinωinωt。试求当动板上输
入位移(向上位移)∆x=0.05mm时，电桥输出端电压Usc?
题图4-12
4-13 一只电容位移传感器如图14所示，由四块置于空气中的平行平板组成。板A、C和D是固定极板；板B式活动极板，其厚度为t，它与固定极板的间距为d。B、C和D极板的长度均为 a，A板的长度为2a，各板的宽度为b。忽略板C和D的间隙及各板的边缘效应，试推导活动极板刀从中间位置移动x=±a/2时电容CAC和CAD的表达式(x=0时为对称位置)。
题图4-13 4-14已知平板电容传感器极板间介质为空气，极板面积Saa(22)cm2，间隙d0=0.1mm。求：传感器的初始电容值：若由于装配关系，使传感器极板一侧间隙d0，而另一侧间隙d0+b(b=0.01mm)，此时传感器的电容值。
4-15 如图4-15a所示差动式同心圆筒柱形电容传感器，其可动内电极圆筒外径d=9.8mm，固定电极外圆筒内径D=10mm，初始平衡时，上、下电容器电极覆盖长度L1=L2=L0=2mm，电极间为空气介质。试求：
(1)初始状态时电容器C1、C2的值；
(2)当将其接入图4-15b所示差动变压器电桥电路，供桥电压E=10V(交流)，传感器工作时可动电极筒最大位移∆x=±0.2mm，电桥输出电压的最大变化范围为多?
题图4-15(a)
(b)
4-16 有一 压电晶体，其面积为20mm²，厚度为10mm，当受到压力p=10MPa作用时，求产生的电荷量及输出电压：
(1)零度X切的纵向石英晶体；(2)利用纵向效应的BaTiO3。
4-17 某压电晶体的电容为1000pF，kq=2.5C/cm，电缆电容CC=3000pF，示波器的输入阻抗为1MΩ和并联电容50 pF，求：
(1)压电晶体的电压灵敏度足Ku；(2)测量系统的高频响应；
(3)如系统允许的测量幅值误差为5%，可测最低频率是多少?(4)如频率为10Hz，允许误差为5%，用并联连接方式，电容式多大? 4-18 分析压电加速度传感器的频率响应特性。若测量电路为电压前量放大器C总=1000 pF，R总=500MΩ；传感器固有频率ƒ0=30kHz，阻尼比ζ=0.5，求幅值误差在2%以内的使用频率范围。
4-19 用石英晶体加速度计及电荷放大器测量机器的振动个，已知：加速度计灵敏度为5Pc/g，电荷放大器灵敏度为50mV/pC，当机器达到最大加速度值时相应的输出电压幅值为2V，试求该机器的振动加速度。(g为重力加速度)4-20 用压电式传感器测量最低频率为1Hz的振动，要求在1Hz时灵敏度下降不超过5%。若测量回路的总电容为500pF，求所有电压前置放大器的输入电阻为多大? 4-21已知压电式加速度传感器的阻尼比ζ=0.1，其无阻尼固有频率ƒ0=32kHz，若要求传感器的输出幅值误差在5%以内，试确定传感器的最高响应频率。4-22 某压电式压力传感器为两片石英晶片并联，每片厚度h=0.2mm，圆片半径r=1cm，εr=4.5，X切型d112.311012C/N。当0.1MPa压力垂直作用于PX平面时，求传感器输出电荷Q和电极间电压Ua的值。
4-23 已知铜热电阻—Cu100的百度电阻比W(100)=1.42，当用此热电阻测量50ºC温度时，其电阻值时多少?若测温时的电阻值为92Ω，则被测温度是多少? 4-24 用分度号为Pt100铂电阻测温，在计算时错用了Cu100的分度表，查得的温度为140ºC，问实际温度为多少? 4-25 镍铬-镍硅热电偶灵敏度为0.04mV/ºC，把它放在温度为1200ºC处，若以指示仪表作为冷端，此处温度为50ºC，试求热电势大小。
4-26 用K型热电偶测某设备的温度，测得的热电势为20mV，冷端(室温)为25mV，求设备温度?如果改用E型热电偶来测温，在相同的条件下，E热电偶测得的热电势为多少? 4-27 现用一只镍铬-铜镍热电偶测某换热器内的温度，其冷端温度为30ºC，显示仪表的机械零位在0ºC时，这时指示值为400ºC，则认为换热器内的温度为340ºC
对不对?为什么?正确值为多少? 4-28 有一台数字电压表，其分辨率为100μV/1个字，现与Cu100热电阻配套应用，测量范围为0~100ºC，试设计一个标度变换电路，使数字表直接显示温度数值。
4-29 试述光电倍增管的结构和工作原理与光电管的异同点。若入射光子为10³个(一个光子等效于一个电子电量)。光电倍增管共有16个倍增级，输出阳极电流为20A，且16个倍增级二次发射电子数按自然数的平方递增，试求光电倍增管的电流放大倍数和倍增系数。
4-30.求光纤n1=1.46，n2=1.45的NA值；如果外部n0=1，求光纤的临界入射角。4-31 四个应变片粘贴在扭轴上，安排得到的最大灵敏度，应变片阻值为121Ω而应变灵敏系数K=2.04，并接成全桥测量电路。当用750kΩ的电阻器并联在一个应变片上分流以得到标定时，电桥输出在示波器上记录到2.20cm的位移。如果变形的轴引起示波器3.2cm的偏移，求指示的最大应变?设轴为钢制的，求应力(钢的扭转弹性模量E1.6231011N/m2)? 4-32 为防止电容传感器击穿，在两极之间加入厚度为a的两片云母片，如图14所示，其相对介电常数为εr，空气接点常数εo（空气介电常数近似于真空介电常数），求传感器总容量（设圆形极板直径为D两片云母片之间的距离为δ0）。
题图4-32 4-33 设题图4-33所示电感位移传感器的铁心相对磁导率为104，空气的相对磁导率为1，已知真空中的磁导率04π107H/m。试对下述情况计算该传感器的输出电感：（1）气隙为0；（2）气隙为2mm。
题图4-33
第二篇：传感器-习题
传感器原理：习题
第一章 引言
1.国家标准的传感器定义是什么。它一般有哪两种元件组成。各举两个有和中间环节的传感器的例子。
2.概述传感器的发展趋势。
3.概述传感器的分类。
4.什么是传感器的灵敏度和线性度。5.什么是传感器的静态和动态响应
6.给出零阶，一阶，二阶系统的传递函数及响应的公式，并指出基本特征参数。7.某位移传感器描述为0.03dxdt，y是压力（N/m），求3x15y，x是位移（m）其静态灵敏度和时间常数。
d2xdxx800y，x是位移（m）8.某加速度传感器描述为42100040000，y是力
dtdt（N），求其静态灵敏度、固有频率和阻尼比。
第二章 应变式传感器
1.应变式传感器依据什么物理效应？推导单根导电丝的灵敏度。为什么半导体丝的灵敏度比金属丝的大，大多少？
2.用基长L=0.5mm应变计测量应变，应变丝用钢材料，其声速v=5000m/s，若要使测量应变波幅的相对误差e=1%，求其允许测量的最高工作频率。3.应变式传感器的转换元件是什么？导出它的（1）平衡条件；（2）电压灵敏度 4.简述应用电桥作温度补偿的方法的基本思想。5.概述（1）柱式传感器；（2）筒式压力传感器；（3）应变式加速度传感器的基本原理。（各画结构图说明）6.什么是（1）薄膜技术；（2）微细加工技术；（3）各有哪几种基本加工方法。
第三章：光电式传感器
1．光电式传感器根据哪些物理效应或光的性质，分别概述其原理，并各举两个应用的例子。
2．书中图3.7是什么曲线。它对传感器设计有何意义？
3．概述光电池的工作原理。最受重视的是何种光电池，它有何优点？ 4．概述光电耦合器件的基本结构和工作原理。它有哪些突出的优点。
第四章 光纤传感器
1.概述光纤传感器的分类，并各举两例。2.光纤的结构及其特点（画结构图说明）。
3.光纤所用材料的折射率是如何设计的？数值孔径是如何定义的，其意义是什么？ 阶跃型折射率光纤的V值如何定义的，其意义是什么？ 4.光纤的衰减率是如何定义的。3dB/km的意义是什么？ 5.概述弯曲损耗的类型。
6.概述微弯光纤压力传感器的原理（画结构图说明）。7.概述迈克尔干涉仪原理（画结构图说明）。
8.概述马赫—泽德干涉仪基本原理（画结构图说明）。9.概述萨格奈克干涉仪的原理。为什么萨格奈克干涉仪中激光器和光检测器必需与光学系统一起旋转（画结构图说明）。10.概述法布里—珀罗干涉仪的原理。推导法布里—珀罗干涉仪中下一个输出光束的强度时上一个的多少倍（画结构图说明）。
第五章 变磁阻式传感器
1．概述电动式传感器测量位移、压力的基本原理（画结构图说明）
第六章 压电传感器
1.什么叫压电效应？为什么说压电效应是可逆的？ 2.主要的压电材料。
3.概述压电加速度传感器的工作原理，推导出它的电荷灵敏度和电压灵敏度公式，以及传感器的固有频率公式。
4.讨论压电加速度传感器的两种等效电路，为什么这种传感器要用电荷放大器？ 5.概述SAW传感器的基本结构和原理（画叉指结构图说明）。6.概述SAW气敏传感器的基本结构和原理（画结构图说明）。
第七章 压电声传感器
1.概述圆柱形压电水听器的基本结构和原理（画结构图说明）。
2.概述压电陶瓷双叠片弯曲振动换能器的基本结构和原理（画结构图说明）。3.概述压电陶瓷双叠片弯曲振动空气超生换能器的基本结构（各部件的作用）和原理（画结构图说明）。
第八章 半导体传感器
1.晶体二级管PN结热敏器件的温度灵敏度是如何导出的？给出数值的结果。2.根据黑体辐射的维恩位移定律，求出人体红外辐射的峰值波长。红外辐射传感器分为哪两大类型，各期基本原理是什么？
3.提高半导体气敏传感器的气敏选择性有哪些方法？ 4.什么是纳米技术？纳米技术的两大效应。
5.什么是霍尔效应？概述其的基本原理（画结构图说明）。6.什么是磁阻（MR）器件？概述其基本原理（画结构图说明）。
第三篇：传感器原理 试题
一、填空（30分，每空1.5分）
1、有一温度计，它的量程范围为0∽200℃，精度等级为0.5级。该表可能出现的最大误差为，当测量100℃ 时的示值相对误差为。
2、在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的倍左右为宜。
3、传感器由、、三部分组成。
4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择型热敏电阻。
5、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是，对
于镍铬-镍硅热电偶其正极是。
6、霍尔元件采用恒流源激励是为了。
7、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于测量。
二、选择题(30分，每题2分)
1、在以下几种传感器当中属于自发电型传感器。
A、电容式B、电阻式C、压电式D、电感式
2、的数值越大,热电偶的输出热电势就越大。
A、热端直径B、热端和冷端的温度
C、热端和冷端的温差D、热电极的电导率
3、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的。
A、应变效应B、电涡流效应C、压电效应D、逆压电效应
4、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中。
A、电容和电感均为变量B、电容是变量，电感保持不变
C、电感是变量，电容保持不变D、电容和电感均保持不变
5、在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入，可测得最大的容量。
A、塑料薄膜B、干的纸C、湿的纸D、玻璃薄片
6、热电阻测量转换电路采用三线制是为了
A、提高测量灵敏度B、减小非线性误差
C、提高电磁兼容性D、减小引线电阻的影响
7、当石英晶体受压时，电荷产生在。
A、Z面上B、X面上C、Y面上D、X、Y、Z面上
8、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是。
A、悬臂梁B、弹簧管C、实心轴D、圆环
9、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是。
A、补偿热电偶冷端热电势的损失B、起冷端温度补偿作用
C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方D、提高灵敏度
10、减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是。
A、减小激励电流B、减小磁感应强度C、使用电桥调零电位器
11、测得某检测仪表的输入信号中,有用信号为20毫伏,干扰电压也为20毫伏, 则此时的信噪比为。
A、20dBB、1 dBC、0 dB12、发现某检测仪表机箱有麻电感,必须采取措施。
A、接地保护环B、将机箱接大地C、抗电磁干扰
13、在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采了测量方法。
A、微差式B、零位式C、偏差式
15、在实验室中测量金属的熔点时,冷端温度补偿采用。
A、计算修正法B、仪表机械零点调整法C、冰浴法
三、证明热电偶的参考电极定律：EAB（t,t0）= EAC（t,t0）-EBC（t,t0）,并画出原理图（本
题10分）
四、有一额定荷重为20×103N的等截面空心圆柱式荷重传感器，其灵敏度KF为2mV/V。
激励源电压为12V，求：
1、在额定荷重时的输出电压Uom,2、当承载为5×103N时的输出电压Uo。(本题10分）
六、已知待测拉力约为70N左右，现有两只测力仪表，一只为0.5级，测量范围为0∽500N；
另一只为1.0级，测量范围为0∽100N。问选用哪一只测力仪表较好?为什么?(写出计算过
程)(本题10分）
参考答案
一、填空题：
1、±1℃，±1%
2、1．5倍
3、敏感元件、传感元件、测量转换电路
4、NTC突变
5、CU50，镍铬
6、减小温漂
7、偏位式
8、干扰源，干扰途径，敏
感接收器
9、屏蔽，浮置，接地，滤波，光电隔离
10、X面
二、选择题
1、C2、C3、C4、B5、D6、D7、B
8、C9、C10、C11、C12、B13、B14、C15、C
四、24 mV，6 mV
五、K拨至1位，反复调节R0，使仪表指示为0，K拨至3位，反复调节RF，使仪表指示
为满偏，K拨至2位，进行测量。
六、选用1.0级，测量范围为0∽100N的测力仪表。
一、填空（本题共39分，每空1.5分）
1、传感器由、、三部分组成。
2、在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的倍左右为宜。
3、有一温度计，它的量程范围为0∽200℃，精度等级为0.5级。该表可能出现的最大误差
为，当测量100℃ 时的示值相对误差为。
4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择型热敏电阻。
5、在压电晶片的机械轴上施加力,其电荷产生在。
6、霍尔元件采用恒流源激励是为了。
7、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于测量。
8、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是，对于镍铬-镍硅热电偶
其正极是。
9、压电材料在使用中一般是两片以上，在以电荷作为输出的地方一般是把压电元件起
来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件起来。
10、热电阻主要是利用电阻随温度升高而这一特性来测量温度的。
12、金属电阻的是金属电阻应变片工作的物理基础。
14、在动圈式表头中的动圈回路中串入由NTC组成的电阻补偿网络，其目的是为了。
二、选择题（本题共30分，每题2分）
3、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中。
A、电容和电感均为变量B、电容是变量，电感保持不变
C、电感是变量，电容保持不变D、电容和电感均保持不变
4、在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采用了测量
方法。
A、微差式B、零位式C、偏差式
5、热电阻测量转换电路采用三线制是为了
A、提高测量灵敏度B、减小引线电阻的影响
C、减小非线性误差D、提高电磁兼容性
10、在实验室中测量金属的熔点时,冷端温度补偿采用。
A、冰浴法B、仪表机械零点调整法C、计算修正法
11、自感传感器或差动变压器采用相敏检波电路最重要的目的是为了。
A、提高灵敏度B、将输出的交流信号转换为直流信号
C、使检波后的直流电压能反映检波前交流信号的幅度和相位
12、要测量微小的气体压力之差，最好选用变换压力的敏感元件。
A、悬臂梁B、平膜片C、弹簧管D、膜盒
13、以下四种传感器中，属于四端元件的是。
A、霍尔元件B、压电晶体C、应变片D、热敏电阻
14、下列不能用做加速度检测传感器。
A、电容式B、压电式C、电感式D、热电偶
15、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的。
A、应变效应B、电涡流效应C、压电效应D、逆压电效应
三、我国的模拟仪表有哪些精度等级？现欲测量240V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%，问：若选用量程为250V的电压表，其精度应选哪一级？若选用量
程为500V的电压表，其精度又应选哪一级？（本题10分）
四、热电偶参考电极定律有何实际意义？以知在某特定条件下材料A与铂配对的热电动势为13.967mv, 材料B与铂配对的热电动势为8.345mv,求出在此特定条
件下材料A与B配对后的热电动势？此时哪种材料为正极？（本题10分）
五、根据你所学的传感器相关知识，请分别列出下列物理量可以使用什么传感器来测量？（本
题11分）
1、加速度：
2、温度：
3、工件尺寸：
4、压力：
参考答案
一、填空题：
1、敏感元件、传感元件、测量转换电路2、1．5倍
3、±1℃，±1%
4、NTC突变
5、X面
6、减小温漂
7、偏位式
8、CU50，镍铬
9、并联，串联
10、增大
11、屏蔽，浮置，接地，滤波，光电隔离
12、应变效应
13、干扰源，干扰途径，敏感接收器
14、温度补偿
二、选择题
1、C2、D3、B4、B5、B6、A7、C8、C9、A10、C11、D12、A13、D14、C15、C
三、0．10．20．51．01．52．55．0
选用量程为250V的电压表，其精度应选0．5级，选用量程为500V的电压表，其精度应选0．2级
四、大大简化了热电偶的选配工作，5．622 mv，A为正极
五、1、电阻应变片，电容等
2、热电偶，热电阻等
3、电感，电容等
4、压电，霍尔等
二、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)。（10分）
证明：
略去 的二次项,即可得
第四篇：传感器原理学习心得
传感器原理学习心得
姓名： 哥
08级电子信息科学与技术1班
传感器原理学习心得
传感器应用极其广泛，而且种类繁多，涉及的学科也很多，通过对传感器的学习让我基本了解了传感器的基本概念及传感器的静、动态 特性电阻式、电容式、电感式、压电式、热电式、磁敏式、光电式传感器与光纤传感器的结构、工作原理及应用。
传感器的特性主要是指输出入输入之间的关系。当输入量为常量或变化很慢时，其关系为静态特性。当输入量随时间变换较快时，其关系为动态特性。
传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关，所以它们之间的关系，即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移等
所谓动态特性，是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。在实际工作中，传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。
传感器的作用主要是感受和响应规定的被测量，并按一定规律将其转换成有用输出，特别是完成非电量到电量的转换。传感器的组成并无严格的规定。一般说来，可以把传感器看做由敏感元件（有时又称为预变换器）和变换元件（有时又称为变换器）两部分组成。
敏感元件
在具体实现非电量到电量的变换时，并非所有的非电量都能利用现有的技术手段直接变换为电量，有些必须进行预变换，即先将待测的非电量变为易于转换成电量的另一种非电量。这种能完成预变换的器件称为敏感元件。变换器
能将感受到的非电量变换为电量的器件称为变换器，例如，可以将位移量直接变换为电容、电阻及电感的电容变换器、电阻变换器及电感变换器，能直接把温度变换为电势的热电偶变换器。显然，变换器是传感器不可缺少的重要组成部分。
在实际情况中，由于有一些敏感元件直接就可以输出变换后的电信号，而一些传感器又不包括敏感元件在内，因此常常无法将敏感元件与变换器加以严格区别。
通过本学期的学习让我了解在实际使用中对传感器的选择的要求如下： 1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型
要进行 — 个具体的测量工作,首先要考虑采用何种原理的传感器,这需要分析多方面的因素之后才能确定.因为,即使是测量同一物理量,也有多种原理的传感器可供选用,哪一种原理的传感器更为合适,则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题:量程的大小;被测位置对传感器体积的要求;测量方式为接触式还是非接触式;信号的引出方法,有线或是非接触测量;传感器的来源,国产还是进口,价格能否承受,还是自行研制.在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器,然后再考虑传感器的具体性能指针.2、灵敏度的选择
通常,在传感器的线性范围内,希望传感器的灵敏度越高越好.因为只有灵敏度高时,与被测
量变化对应的输出信号的值才比较大,有利于信号处理.但要注意的是,传感器的灵敏度高,与被测量无关的外界噪声也容易混入,也会被放大系统放大,影响测量精度.因此,要求传感器本身应具有较高的信噪比,尽员减少从外界引入的厂扰信号.传感器的灵敏度是有方向性的.当被测量是单向量,而且对其方向性要求较高,则应选择其它方向灵敏度小的传感器;如果被测量是多维向量,则要求传感器的交叉灵敏度越小越好.3、频率响应特性
传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围,必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件,实际上传感器的响应总有 — 定延迟,希望延迟时间越短越好.传感器的频率响应高,可测的信号频率范围就宽,而由于受到结构特性的影响,机械系统的惯性较大,因有频率低的传感器可测信号的频率较低.在动态测量中,应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性,以免产生过火的误差.4、线性范围
传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围.以理论上讲,在此范围内,灵敏度保持定值.传感器的线性范围越宽,则其量程越大,并且能保证一定的测量精度.在选择传感器时,当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求.但实际上,任何传感器都不能保证绝对的线性,其线性度也是相对的.当所要求测量精度比较低时,在一定的范围内,可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的,这会给测量带来极大的方便.5、稳定性
传感器使用一段时间后,其性能保持不变化的能力称为稳定性.影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外,主要是传感器的使用环境.因此,要使传感器具有良好的稳定性,传感器必须要有较强的环境适应能力.在选择传感器之前,应对其使用环境进行调查,并根据具体的使用环境选择合适的传感器,或采取适当的措施,减小环境的影响.传感器的稳定性有定量指标,在超过使用期后,在使用前应重新进行标定,以确定传感器的性能是否发生变化.在某些要求传感器能长期使用而又不能轻易更换或标定的场合,所选用的传感器稳定性要求更严格,要能够经受住长时间的考验.6、精度
精度是传感器的一个重要的性能指针,它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节.传感器的精度越高,其价格越昂贵,因此,传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以,不必选得过高.这样就可以在满足同一测量目的的诸多传感器中选择比较便宜和简单的传感器.如果测量目的是定性分析的,选用重复精度高的传感器即可,不宜选用绝对量值精度高的;如果是为了定量分析,必须获得精确的测量值,就需选用精度等级能满足要求的传感器.传感器的作用
人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。
新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。
在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。
在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到 cm的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到 s的瞬间反应。此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁砀等等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。
传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。
由此可见传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。
目前，全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出，传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化，竞争也将日益激烈。新技术的发展将重新定义未来的传感器市场，比如无线传感器、光纤传感器、智能传感器和金属氧化传感器等新型传感器的出现与市场份额的扩大。
通过对这门课的学习开阔了我的视野，让我了解了以前没有了解的东西。在韩老师的指导下让我明白了学习要有自觉性，要自己积极主动地去学习。
2010年6月28日星期一
07级自动化2班
学号：
第五篇：传感器原理名词解释（范文模版）
传感器原理名词解释
1、传感器的的定义：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和装
置，通常由敏感元件和转换元件组成。
2、相似系统：能用同一类型的微分方程描述的不同系统。
3、频率保持性：指线性系统的输入为某一频率信号时，系统的稳态响应也为同一频率信号。
4、通过变量：只由空间和路上的一个点来确定的变量。
5、跨越变量：由空间和路上的两个点来确定的变量。
6、力——电压相似：以机械系统的激励力和电路的激励电压相似为基础的相似方法。
7、力——电压相似的特点:
一、机械系统的一个质点用一个串联电回路去模拟;
二、机械系统
质点上的激励力和串联电路的激励电压相模拟，所有与机械系统一个质点相连接的机械元件与传亮回路中的各电气元件相模拟。
8、双向传感器：凡是既能做机械量的接收器又能作机械量的发送器，从而实现机电可逆变换的变换器。
9、传感器测物理量的两种形式：
一、稳态（静态和准静态）的形式，它不随时间变化或变化
缓慢；
二、动态（周期变换或瞬态）的形式，它随时间变化而变化。
10、线性度：指传感器输出与输入之间的线性程度。它的优点：
一、可大大简化传感器的理论
分析和设计计算；
二、为标定和数据处理带来很大方便。
三、可使仪表刻度盘均匀刻度。
四、避免了非线性补偿环节。
11、传感器的非线性误差：将近似后的拟合直线与实际曲线进行比较，其中存在偏差，这个最
大偏差称为传感器的非线性误差，即线性度
12、传感器的各部分代表什么含义？应注意哪些问题？
答：①敏感元件：指传感器中直接感受被测量的部分。
②传感器：能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,通常
由敏感元件和转换元件组成。
③信号调理器：对于输入和输出信号进行转换的装置。
④变送器：能输出标准信号的传感器答：
13、传感器动态特性主要有：时间常数τ；固有频率n；阻尼系数
14、灵敏度：指传感器在稳态下输出变化对输入变化的比值。
15、迟滞：传感器在正（输入量增大）反（输入量减少）行程期间输出——输入特性曲线不重
合的程度。
16、迟滞现象：对应于同一大小的输入信号，传感器正反行程的输出信号大小不相等。
17、重复性：传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时所得特性曲线不一致性程度。
18、动态特性：传感器对激励的响应特性。
19、动态误差：输出信号不会与输入信号具有完全相同的时间函数，这种输出与输入间的差异
就是动态误差。
20、
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