传感器原理和应用习题_第1章.doc

第一章传感器原理与应用习题集及部分参考答案

教材:贾伯年主编传感器技术(第三版)等参考书

绪论

0-1 总结你所理解的传感器概念。

0-2 什么是结构传感器？什么是物性传感器？试探两者的应用特点。

敏感元件转换元件转换电路

敏感元件

转换元件

转换电路

被测量

电量

答:传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路(或其他辅助元件)组成。组成框图如下:

(1)敏感元件:是直接感受被测量并输出与被测量确定关系的物理元件，如波纹膜盒、光敏电阻等。

(2)转换元件:敏感元件的输出是其输入，将输入转换为电路参数。

(3)转换电路:上述电路参数接入转换电路后，可转换为电量输出。

0-4 总结您对传感器技术在未来社会中的地位、作用和发展方向的看法。

答：（1）社会对传感器需求的新趋势：社会需求是传感器技术发展的强大动力。随着现代科学技术的快速发展，特别是大规模集成电路技术的普及，传感器在新技术革命中的地位和作用将更加突出。

（2）传感器技术的发展趋势：目前，人们正在充分利用先进的电子技术条件，研究和使用合适的外部电路，最大限度地提高现有传感器的性能和价格比，同时寻求传感器技术发展的新途径。例如：1）开发新的传感器，激励人们进一步探索具有新效果的敏感功能材料，开发具有新原理的新型物质传感器件，是开发高性能、多功能、低成本、小型传感器的重要途径；2）传感器集成多功能、固体功能材料-半导体、电介质、强磁体的进一步发展和集成技术的持续发展，为传感器集成开辟了广阔的前景；3）智能传感器、电五官与计算机的结合是智能传感器；4）研究生物感官，开发仿生传感器。

自动检测系统由0-5 简述组成。

答:自动检测系统由检测量、敏感元件(检测元件)、电子测量(转换)电路和输出单元组成。

传感器和自动检测技术是什么？

答：传感器是信息收集系统的主要组成部分，是实现现代测量和自动控制的主要环节，是现代信息产业的来源，其广义定义为：能够感受到指定的测量，并按一定规律转换为可用的输出信号，通常由敏感元件和转换元件组成；狭义定义为：测量（非电信号），通常由敏感元件、转换元件和转换电路组成。

传感器技术是当今信息社会支持现代信息产业的三大支柱之一，是各应用领域不可缺少的重要技术，是信息技术发展的关键之一。

自动检测技术：人们采取的一系列技术措施握自然规律而采取的一系列技术措施。其研究主要包括两个方面：一是信息获取方法，二是自动检测系统。其应用主要包括三个方面：发现、验证和控制事物规律。

0-7 传感器的特性在检测系统中起什么作用？

答：传感器位于研究对象和测试系统的接口位置，即检测和控制的第一位。传感器是感知、获取和检测信息的窗口。所有科学研究和自动化生产过程中获得的信息都应通过传感器获得，并转换为易于传输和处理的电信号。它的作用和地位尤为重要。

0-8 简述传感器的分类。

答:根据传感器的工作机制：物理、化学、生物等。

根据组成原理，分为结构型和物理型两类和复合型。结构传感器由物理中场定律组成；物理传感器由物质定律组成；复合传感器由中间转换环节和性敏感元件组成。

根据传感器的能量转换情况，可控传感器和能量转换传感器。

根据物理原理，命名信号转换（测量）原理。

位移传感器、压力传感器、振动传感器、温度传感器等。

模拟传感器和数字传感器按传感器输出信号划分。

双向传感器和单向传感器根据转换过程是否可逆。

第一章 传感器技术基础

1-1 衡量传感器静态特性的主要指标是什么？说明它们的含义。

答:线性度-表示传感器输出-输入校准曲线与所选拟合直线之间的一致性(或偏差)指标。

回差(滞后)—反应传感器在正(输入量增大)反(输入量减小)行程过程中输出-输入曲线的不重合程度。

重复性-测量传感器在同一工作条件下，当输入量在同一方向连续多次变化时，特征曲线之间的一致性。每个特征曲线越近，重复性就越好。

灵敏度-传感器输出增量与被测输入增量之比。

分辨率-传感器在规定的测量范围内检测到的测量输入的最小变化。

阀值——使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值，即零位附近的分辨力。

稳定性——即传感器长期保持其性能的能力。

漂移——在一定时间间隔内，传感器输出量存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。

静态误差(精度)-传感器在满量范围内任何输出值相对理论值的可能偏差(接近)程度。

计算传感器线性度的方法有1-2