《传感器原理与应用》课程习题讲解（光电传感技术，含答案）课后习题参考答案

得后习题参考答穿

课后习题参考答案

第一章习题叁考解答 。1.1什么是传感器？传感器特性在检测系统中起什么作用？ ·答：传感器(Transducer/sensor)的定义为：“能感受（或响应)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”。 ·传感器的基本特性是指传感器的输入一输出关系特性，是传感器的内部结 构参数作用关系的外部特性表现。不同的传感器有不同的内部结构参数， 这些内部结构参数决定了它们具有不同的外部特性。对于检测系统来说存 在有静态特性和动态特性。一个高精度的传感器，必须要有良好的静态特 性和动态特性，从而确保检测信号（或能量)的无失真转换，使检测结果 尽量反映被测量的原始特征

第一章习题参考解答 • 1.1 什么是传感器？传感器特性在检测系统中起什么作用？ • 答：传感器（Transducer/sensor）的定义为：“能感受（或响应）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” 。 • 传感器的基本特性是指传感器的输入—输出关系特性，是传感器的内部结 构参数作用关系的外部特性表现。不同的传感器有不同的内部结构参数， 这些内部结构参数决定了它们具有不同的外部特性。对于检测系统来说存 在有静态特性和动态特性。一个高精度的传感器，必须要有良好的静态特 性和动态特性，从而确保检测信号（或能量）的无失真转换，使检测结果 尽量反映被测量的原始特征

1.2画出传感器系统的组成框图，说明各环节的作用。 被测信息 输出信息 敏感元件 转换元件 信号调理电路 辅助电源电路

1.2 画出传感器系统的组成框图，说明各环节的作用

。1.3什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？如何用公 式表征这些性能指标？ 传感器的静态特性是指测量时，检测系统的输入、输出信号不随时间变化 或变化很缓慢。 通常用来描述静态响应特性的指标有测量范围、灵敏度、非线性度、回程 误差、稳定度和漂移、精度、可靠性、分辨率等

• 1.3 什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？如何用公 式表征这些性能指标？ 传感器的静态特性是指测量时，检测系统的输入、输出信号不随时间变化 或变化很缓慢。 通常用来描述静态响应特性的指标有测量范围、灵敏度、非线性度、回程 误差、稳定度和漂移、精度、可靠性、分辨率等

1.6已知某位移传感器的测量范围为0~30mm,静态测量时，输 入值与输出值的关系如题1.6表所示，试求该传感器的线性度和 灵敏度。 题1.6表 输入值 1 5 10 15 20 25 (mm) 30 输出值 (mV) 1.50 3.51 6.02 8.53 11.04 13.47 15.98 量程：L= 输出最大值：YFs=?

1.6 已知某位移传感器的测量范围为0~30mm，静态测量时，输 入值与输出值的关系如题1.6表所示，试求该传感器的线性度和 灵敏度。 输入值 （mm） 1 5 10 15 20 25 30 输出值 （mV） 1.50 3.51 6.02 8.53 11.04 13.47 15.98 题1.6表 量程：L= 输出最大值：YFS￾=?

输入值 1 5 10 15 20 25 30 (mm) 输出值 (mV) 1.50 3.51 6.02 8.53 11.04 13.47 15.98 v=kx+b D,=y,-(kx,+b) n=7 k =nSxiy-Sx,Sy nSx,-(Sx)2 b=(Sx,'Sy,-Sx,Sx,y, nSx,2-(Sx,)月

输入值 （mm） 1 5 10 15 20 25 30 输出值 （mV） 1.50 3.51 6.02 8.53 11.04 13.47 15.98 n=7

输入值 1 5 10 15 20 25 30 (mm) 输出值 (mV) 1.50 3.51 6.02 8.53 11.04 13.47 15.98

输入值 （mm） 1 5 10 15 20 25 30 输出值 （mV） 1.50 3.51 6.02 8.53 11.04 13.47 15.98

线性度 非线性度-B100%-D‘100% A 15.98 灵敏度指输出的增量与输入的增量之比，即 S=Dy=15.98-1.50_14.4 30-12 =0.50(mV1mm) Dx

线性度 灵敏度指输出的增量与输入的增量之比，即

1.12某位移传感器，在输入量变化5m时，输出电压变化为300mV,求其灵敏度。 答：灵故度指输出的增量与输入的增量之比，即 S= Dy300 =60(mV/mm) Dr 5 1.13某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成，各环节的灵敏度为：S1=0.2V/C、 S2=2.0V/mV、S3=5.0mm/N,求系统的总的灵敏度。 解： S=S'S2'S=0.2'2.0'5.0=2.0(mm/°C

1.12 某位移传感器，在输入量变化5 mm时，输出电压变化为300 mV，求其灵敏度。 答：灵敏度指输出的增量与输入的增量之比，即 1.13 某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成，各环节的灵敏度为：S1=0.2mV/℃、 S2=2.0V/mV、S3=5.0mm/V，求系统的总的灵敏度。 解：

第二章习题参考解答 ·2.6有三台测温仪表，量程均为0600℃，精度等级分别为2.5 级、2.0级和1.5级，现要测量500℃的温度，要求相对误差不 超过2.5%，送哪台仪表合理？为什么？ ·在工程应用中，为了简单表示测量结果的可靠程度，引入一个精确度等级 概念，用A来表示。检测系统与测量仪表精确度等级A以一系列标准百分数 值进行分档。这个数值是检测系统和测量仪表在规定条件下，其允许的最 大绝对误差值相对于其测量范围的百分数。它可以用下式表示 。式中A—检测系统的精度； 4= DA'100% Yrs —测量范围内允许的最大绝对误差： 。 Ys—满量程输出。 ·检测系统设计和出厂检验时，其精度等级代表的误差指检测系统测量的最 大允许误差

第二章习题参考解答 • 2.6 有三台测温仪表，量程均为0~600℃，精度等级分别为2.5 级、2.0级和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？ • 在工程应用中，为了简单表示测量结果的可靠程度，引入一个精确度等级 概念，用A来表示。检测系统与测量仪表精确度等级A以一系列标准百分数 值进行分档。这个数值是检测系统和测量仪表在规定条件下，其允许的最 大绝对误差值相对于其测量范围的百分数。它可以用下式表示 • 式中 A——检测系统的精度； • ——测量范围内允许的最大绝对误差； • YFS——满量程输出。 • 检测系统设计和出厂检验时，其精度等级代表的误差指检测系统测量的最 大允许误差