传感器习题集.doc

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1、第一章传感器概述1.1综述你所理解的传感器概念      1.2何谓结构型传感器？何谓物性型传感器?试述两者的应用特点。      1.3一个可供实用的传感器有哪几部分构成？各部分的功用是什么？试用框图标示出你所理解的传感器系统。      1.4衡量传感器静态特性的主要指标有哪些？说明它们的含义。      1.5技算传感器线性度的方法有哪几种？差别何在？      1.6什么是传感器的静态特性和动态特性？差别何在？      1.7怎么评价传感器的综合静态性能和动态性能？      1.8为什么要对传感器进行标定和校准？举例说明传感器静态标定和动态标定的

2、方法。      1.9何谓系统相似和机电模拟？它们有什么用途？      1.10有一只压力传感器的校准资料如下表。根据这些数据求最小二乘法和端点法线性度的拟合直线方程，并求其线性度。 00.51.01.52.02.5校准数据1正行程反行程0.00200.00300.20150.20200.40050.40200.60000.60100.79950.80051.00002正行程反行程0.00250.00350.20200.20300.40100.40200.60000.60150.79950.80050.999530.9990正行程反行程0.00350.0

3、0400.20200.20300.40100.40200.60000.60100.79950.8005       1.11试根据极限误差计算题1－7中压力传感器的重复性误差，并比较标准法和极差法的计算结果。      1.12设一力传感器可作为二阶系统来处理。已知传感器的固有频率为800khz，阻尼比 =0.4,问在使用该传感器测定400Hz正弦变化的外力时会产生多大的振幅相对误差和相位误差?      1.13今有两加速度传感器均可作为二阶系统来处理，其中一只固有频率为25kHz，另一只为35kHz，阻尼比 均为0.3。若欲测量频率为10kHz的正弦振动

4、加速度，应选用哪一只？试计算测量时将带来多大的振幅误差和相位误差。      1.14有一个二阶系统如图1-12所示，求其输入为F=A·u(t)的阶跃响应，并画出响应曲线图（假定特征方程的根r1,r2为2个不等实数根）。      1.15某测振传感器可作为二阶系统来处理，其幅频特性见图1-10。已知传感器的固有频率为800Hz，阻尼比x＝0.4，问：用该传感器测定正弦振动时，若要求幅值误差小于2％，求允许使用的频率范围及相应的最大相位误差；欲用来测量复合周期振动，应对传感器的哪个参数进行调整？怎么调整？[提示：按系统不失真条件考虑。]      1.16结

5、合传感器技术在未来社会中的地位、作用及其发展方向，综述你的见解。第二章电阻应变式传感器      2.1金属应变计与半导体应变计在工作机理上有何不同？试比较应变计各种灵敏系数概念的不同物理意义。      2.2从丝绕式应变计的横向效应考虑，应该如何正确选择和使用应变计？在测量应力梯度较大或应力集中的静态应力和动态应力时，还需考虑什么因素？      2.3试述电阻应变计产生热输出（温度误差）的原因及其补偿方法。      2.4试述应变电桥产生非线性的原因及削减非线性误差的措施。      2.5如何用电阻应变计构成应变式传感器？对其各组成部分有何要求? 

6、     2.6现有栅长为3mm和5mm两种丝式应变计，其横向效应系数分别为5%和3%，欲用来测量泊松比μ=0.33的铝合金构件在单向应力状态下的应力分布（其应力分布梯度较大）。试问:应选用哪一种应变计？为什么？      2.7现选用丝栅长10mm的应变计检测弹性模量E=2×1011N/m2、密度r=7.8g/cm3的钢构件承受谐振力作用下的应变,要求测量精度不低于0.5%。试求构件的最大应变频率限。      2.8一试件受力后的应变为2×10-3;丝绕应变计的灵敏系数为2，初始阻值120Ω，温度系数为－50×10-6/℃，线膨胀系数为14×10-6/℃

7、；试件的线膨胀系数为12×10-6/℃。求温度升高20℃时，应变计输出的相对误差。      2.9试推导图2-17所示四等臂平衡差动电桥的输出特性:U0=f(ΔR/R)。从导出的结果说明：用电阻应变计进行非电量测量时为什么常采用差动电桥？      2.10为什么常用等强度悬臂梁作为应变式传感器的力敏元件?现用一等强度梁：有效长L=150mm，固支处宽b=18mm，厚h=5mm，弹性模量E=2×105N/mm2，贴上4片等阻值、K=2的电阻应变计，并接入四等臂差动电桥构成称重传感器。试问（1）悬臂量上如何布片？又如何接桥？为什么？（2）当输入电压为3V，输

8、出电压为2mV时的称重量是多少？第三章电感式传感器