传感器与检测技术B1答案

传感器与检测技术B1参考答案

一、选择题

CDCACACCCBAA

二、名词解释

1.有五个精度指标分别为：

精密度，准确度,精确度，精度等级,分辨率

1）、精密度：

描述测量仪表指示值不一致的程度的量叫精密度。

（随机误差）

2）、准确度

描述仪表指示值有规律的偏离真值的程度叫准确度。（系统误差）

3）、精确度

精确度为精密度和准确度的总和。

4）、精度等级

仪表在规定工作条件下其最大绝对允许误差值相对仪表测量范围的百分数。

5）、分辨率

引起输出量变化的最小输入量变化值。

2.答：如图所示是一直线位移型电容式传感器的示意图。

当动极板移动后，覆盖面积就发生变化，电容量也随之改变，其值为

C=£b（a-Ax）/d=C（rcb•Ax/J(1)

电容因位移而产生的变化量为

AC=C-C=-—Ar=-C—

0d0a

-„ACcb

其灵敏度为K==

Axd

可见增加b或减小d均可提高传感器的灵敏度。

直线位移型电容式传感器

3.答：在置丁•磁场的导体或半导体中通入电流，若电流与磁场垂直，则在与磁场和

电流都垂直的方向上会出现一个电势差，这种现象就是霍尔效应，是由科学家爱德

文・霍尔在1879年发现的。产生的电势差称为霍尔电压。

4.解：该仪器的灵敏度为

2.0-3.5=-2mV/mm

6.0-4.5

5.解：在略去压电式传感器的泄漏电阻Ra和放大器输入电阻Ri两个并联电阻（理

想情况下二者都为无穷大），略去Ra和Ri并联电阻后电荷放大器等效电路如图所示。

它由一个反馈电容Cf和高增益运算放大器构成，图中A为运算放大器，它的增益

由于运算放大器的输入阻抗很高，其输入端几乎没有分流，当工作频率足够高

时时，反馈电容折合到放大器输入端的有效电容为

TJ=______2______

cf=(i+K)cfq-c+q

U0=-KUt

因此其输出电压为〃-Kq

U=----------------------------

C+C+nG+(i+K)g

式中，负号表示放大器的输入与输出反相。

当K»1（通常K=104〜106）,满足（1+K）Cf>10（Ca+Cc+Ci）时就可将上式

近似为

由此可见：

1）放大器的输入阻抗极高，输入端几乎没有分流，电荷q只对反馈电容Cf充

电，充电电压UCf（反馈电容两端的电压）接近于放大器的输出电压。

2）电荷放大器的输出电压UO,与电缆电容Cc无关，而与q成正比，这是电荷放

大器的突出优点。由于q与被测压力成线性关系，因此，输出电压与被测压力成线

性关系。

三、计算题

1。真值L=140kPa,测量值x=142kPa

绝对误差△=x-L=142-140=2kPa

实际相对误差^=1xl00%=-^-=1.43%

L1W

引用误差r=-xioo%xlOO%

测量上限一测量下限

150-(-50)

2.解：全桥时U0=K£U,所以应变为1时U0=8X1()Y/V,全桥电路灵敏

度高，具有温度自补偿作用。

3.=E(T,T)+E(T,T)=£,(7',30°)+Ei30°,0)=31.48+1.98=33.46

EAB(T,T0)ABnABn04/4fi

T应该是420℃

四、设计题(20分)

答：传感器选择合理，理论正确即可给予适当分值。

光电式转速传感器工作在脉冲状态下，它是将轴的转速变换成相应频率的脉冲,

然后测出脉冲频率就测得转速的数值。-这种测速方法具有传感器结构简单、可靠、

测量精度高等优点。-如右图所示即为直射式光电转速传感器的结构原理。

它是由