传感器原理及应用期中考试试卷

1、安徽三联学院学年度第 二 学期 传感器原理及应用 课程期中考试 闭 卷（开、闭卷）该试卷使用范围： 11 年级 电科、电信、电气 专业 一、单选题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）。1、 属于传感器动态特性指标的是（ D ）。A. 重复性 B.线性度 C.灵敏度 D.固有频率2、 电桥测量电路的作用是把传感器的参数转换为（ B ）的输出。A. 电阻 B.电压 C.电容 D.电荷3、 传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的（ D ）。A. 线性度越好 B.迟滞越小 C.重复性越好 D.分辨力越高 4、 按照依据的基准线不同，下面那种线性度是最常用的（ D ）。 A.理论线性度 B.端基

2、线性度 C.独立线性度 D.最小二乘法线性度 5、 下列哪种温度补偿方法是常用和效果较好的补偿方法：（ A ）。A. 电桥补偿法 B.辅助测温元件微型计算机补偿法 C. 应变计自补偿法 D.热敏电阻补偿法二、填空题（本大题共20空，每空1.5分，共30分）。1、灵敏度是描述传感器的 输出量 对 输入量 敏感程度的特性参数。其定义为：传感器 输出量的变化值 与相应的 被测量的变化值 之比，用公式表示 k（x ）=y/x 。2、测量仪表的功能包括变换、 选择 、 比较 和显示四种功能。 3、传感器的静态特性有 灵敏度 、线性度、 分辨力 、 迟滞 和稳定性等。4、传感器按输出量是模拟量还是数字量，

3、可分为 模拟式传感器 和 数字式传感器 。5、根据传感器的工作原理，可以将传感器分成 应变式 、电容式 、 压电式 、 热电式 等。6、一个高阶系统的传感器总可以看成是由若干个 零阶 系统、 一阶 和二阶系统组合而成的。7、依据传感器的工作原理，传感器分 敏感元件 、 转换元件 两个部分组成。三、判断题（对的打，错的打，每小题2分，总分10分）。1、传感器的输出-输入校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏差与传感器满量程输出之比，称为该传感器的“非线性误差”。（ ）2、一阶装置动态特性的主要参数是时间常数 ，一般希望它越大越好。（ ） 3、敏感元件，是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分（ ）4

4、、传感器是一种测量器件或装置，它将被测量按一定规律转换成可用输出，一般系统有输入和输出，所以均可看作传感器。（ ）5、传感器的阈值，实际上就是传感器在零点附近的分辨力。（ ） 四、问答题（本大题共2小题，每小题10分，总分20分）。1、从传感器的静态特性和动态特性考虑，详述如何选用传感器。答：考虑传感器的静态特性的主要指标，选用线性度小、迟滞小、重复性好、分辨力强、稳定性高、抗干扰稳定性高的传感器。考虑动态特性，所选的传感器应能很好的追随输入量的快速变化，即具有很短的暂态响应时间或者应具有很宽的频率响应特性。2、在传感器测量电路中，直流电桥与交流电桥有什么不同，如何考虑应用场合? 用电阻应变片

5、组成的半桥、全桥电路与单臂桥相比有哪些改善?答：直流电桥适合供电电源是直流电的场合，交流电桥适合供电电源是交流的场合。 半桥电路比单臂桥电路灵敏度提高一倍，全桥电路比单臂桥电路灵敏度提高4倍，且二者均无非线性误差。五、计算题（本大题共3小题，每小题10分，总分30分）。 1、有三台测温仪表，量程均为0600，精度等级分别为2.5级，2.0级，1.5级。现要测量500的温度，要求相对误差不超过2.5%，选哪台仪表合理? 为什么？1、使用2.5级测温仪表时，最大绝对误差为6000.025=15。测量500温度时的相对误差为：%3500151=。 使用2.0级测温仪表时，最大绝对误差为6000.02

6、=12。测量500温度时的相对误差为：%4. 2500122=。 使用1.5级测温仪表时，最大绝对误差为6000.015=9。测量500温度时的相对误差为：%8. 150093=。 综上，选择2.0级的仪表最合理，因为既满足了仪表误差要求，又不浪费精度指标。2、当被测介质温度为1t ，测温传感器示值温度为2t 时，有下列方程成立：2120t t t d d =+。当被测温度从25突然变化到300时，测温传感器的时间常数0120s =，试确定经过350s 后的动态误差。解：已知：2120dt t t d =+，125(0300(0t t t =，0120s = 灵敏度k=1时，一阶传感器的单位阶

7、跃响应为( 1t y t e -=-。类似地，该测温传感器的瞬态响应函数可表示为：02( 25(30025 (1 t e -=+-当350s =时，225(30025 (1 285.15( t e C -=+-=。3、 图为一直流应变电桥，4Ev =，1234R R =R=R350= ，求：1R 为应变片，其余为外接电阻， R1增量为13.5R =时输出o U ? =1R 、2R 同是应变片，感受应变极性和大小都相同，其余为纯电阻，电压输出o U ? =1R 、2R 感受应变极性相反，应变大小相同，123.5R R =，电压输出o U ? =。1R 、2R 、3R 、4R 都是应变片，相对桥臂为同性应变，相邻桥臂为异性应变，且12343.5R R R R =，电压输出o U ? =o R E U v R =-= （2）由于1R 、2R 均为应变片，且批号相同，所受应变大小和方向均相同，则R R R R R R R R R R +=-=-=-= +（3）根据题意，设11R R R +=，22R R R -=，R R R R R R R R R +=-=-= +-+反之，R R R R R R +=-=2211, ，v U 02. 00-=（4）根据题意，11R R R +