第1章 绪论
1、 本章知识要点：传感器的共性；传感器的基本的基本组成和典型组成；传感器的两个
基本功能；传感器的分类；传感器技术的发展趋势。 2、本章重点：传感器的定义与组成；传感器的分类。 一、选择题
1、 下列不属于按传感的工作原理进行分类的传感器是（ ） A．应变式传感器 B．化学型传感器 C．压电式传感器 D．热电式传感器
2、随着人们对各项产品技术含量要求的不断提高，传感器也朝向智能化方向发展。其中，典型的传感器智能化结构模式是（ ）
A．传感器+通信技术 B．传感器+微处理器 C．传感器+多媒体技术 D．传感器+计算机 3、传感器主要完成两方面的功能：检测和（ ） A．测量 B．感知 C．信号调节 D．转换 4、传感器技术主要体现在：（ ）
A．传感技术是产品检验和质量控制的重要手段
B．传感技术在系统安全经济运行监测中得到了广泛应用 C．传感技术及装置是自动化系统不可缺少的组成部分 D．传感技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步
A．信息获取 B．信息转换 C．信息处理 D．信息传输 二、填空题
1、传感器是能感受被测量并按照（ ）转换成可用输出信号的器件或装置，通常由直接响应于被测量的（ ）、产生可用信号输出的（ ）以及相应的（ ）组成。
2、传感技术的共性，就是利用物理定律和物质的（ ），将（ ）转换成（ ）。 3、（ ）是人们为了对被测对象所包含的信息进行定性了解和定量掌握所采取的一系列技术措施。
第2章 传感器的基本特性
1、本章知识要点：传感器基本特性的含义；传感器所测物理量的两种基本形式；传感器的静态特性和动态特性的定义；衡量传感器静态特性的主要指标及其各自的含义；产生迟滞和重复性问题的原因；传感器动态特性的分析方法；线性时不变系统的叠加性和频率保持性；一阶、二阶传感器的频率特性分析；传感器标定和校准的含义；传感器的标定方法。 2、本章重点：传感器的静态特性和动态特性。
3、本章难点：传感器动态特性中的传递函数、频率响应函数分析。 一、选择题
1、一阶传感器输出达到稳态值的90%所需要的时间是（ ） A．延迟时间 B．上升时间 C．峰值时间 D．响应时间 2、传感器的下列指标全部属于静态特性的是（ ） A．线性度、灵敏度、阻尼系数 B．幅频特性、相频特性、稳态误差 C．迟滞、重复性、漂移
D．精度、时间常数、重复性
3、传感器的下列指标全部属于动态特性的是（ ）
A．迟滞、灵敏度、阻尼系数 B．幅频特性、相频特性 C．重复性、漂移 D．精度、时间常数、重复性
4、已知某温度传感器的时间常数??3s的一阶系统，当受到突变温度作用后，传感器输出指示温差的三分之一所需的时间为（ ） A．3 B．1 C．1.2 D．1/3 二、填空题
1、要实现不失真测量，检测系统的幅频特性应为（ ），相频特性应为（ ）。 2、某位移传感器，当输入量变化5mm时，输出电压变化300mV，其灵敏度为（ ）。 3、某传感器为一阶系统，当受阶跃信号作用时，在t=0时，输出为10mV，t??时，输出为100mV，在t=5s时，输出为50mV。则该传感器的时间常数为（ ）。 三、简答题
传感器的基本特性主要包括哪两大类？解释其定义并分别列出描述这两大特性的主要指标。（要求每种特性至少列出2种常用指标） 四、计算题
1、用某一阶环节的传感器测量100Hz的正弦信号，如要求幅值误差限制在?5%以内，时间常数应取多少？如果用该传感器测量50Hz的正弦信号，其幅值误差和相位误差各为多少？
2、在某二阶传感器的频率特性测试中发现，谐振发生在216Hz处，并得到最大幅值表为1.4:1，试估算该传感器的阻尼比和固有角频率的大小。 第3章电阻式传感器
1、本章知识要点：应变时传感器的基本工作原理；常用电阻应变片的种类；产生电阻应变片温度误差的主要原因及其补偿方法；减小或消除非线性误差的方法；差动电桥对非线性误差和电压灵敏度的改善分析；采用交流电桥的原因、交流电桥的平衡条件、交流差动电桥的输出电压与电阻应变片阻值之间的线性关系。
2、本章重点：应变式传感器的基本概念及其工作原理；电阻应变片的温度误差及其补偿方法；电阻应变片的测量电路；非线性误差及其补偿方法。 3、本章难点：非线性误差及其补偿方法。 一、选择题
1、影响金属导电材料应变灵敏系数K的主要因素是（ ） A．导电材料电阻率的变化 B．导电材料几何尺寸的变化 C．导电材料物理性质的变化 D．导电材料化学性质的变化 2、电阻应变片的线路温度补偿方法有（ ）
A．差动电桥补偿法 B．补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法 C．补偿线圈补偿法 D．恒流源温度补偿电路法
3、当应变片的主轴线方向与试件轴线方向一致，且试件轴线上受一维应力作用时，应变片灵敏系数K的定义是（ ）
A．应变片电阻变化率与试件主应力之比 B．应变片电阻与试件主应力方向的应变之比
C．应变片电阻变化率与试件主应力方向的应变之比 D．应变片电阻变化率与试件作用力之比 4、由（ ）、应变片及一些附件（补偿元件、保护罩等）组成的装置称为应变式传感器。 A．弹性元件 B．调理电路 C．信号采集电路 D．敏感元件
5、电阻应变式传感器具有悠久的历史，是应用最广泛的传感器之一。将电阻应变片粘贴到各种弹性敏感元件上，可构成测量各种参数的电阻应变式传感器，这些参数包括（ ）。 A．位移 B．加速度 C．力 D．力矩 二、填空题
1、单位应变引起的（ ）称为电阻丝的灵敏系数。
2、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称（ ）效应；固体受到作用力电阻率要发生变化，这种现象称为（ ）效应。
3、应变式传感器是利用电阻应变片将（ ）转换为（ ）变化的传感器，传感器由弹性元件上粘贴（ ）构成，弹性元件用料（ ）。（ ）元件用来（ ）。
4、要把微小应变引起的微小电阻变化精确的测量出来，需采用特别设计的测量电路，通常采用（ ）或（ ）。
5、减小或消除非线性误差的方法有（ ）和采用差动电桥。其中差动电桥可分为（ ）和（ ）两种。 三、简答题
1、什么叫应变效应？
2、试简要说明使电阻应变式传感器产生温度误差的原因，并说明有哪几种补偿方法。 3、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？用电阻应变片组成的半桥、全桥电路与单桥相比有哪些改善？ 四、计算题
1、如果将100?应变片粘贴在弹性元件上，试件截面积S?0.5?10m，弹性模量
?42E?2?1011N/m2，若5?104N的拉力引起应变计电阻变化为1?，求该应变片的灵敏度
系数。
K?解：
?R?R1/??R100 ，已知?R?1?，所以RF50?103292???N/m?1?10N/mA0.5?10?4， 1?109????5?10?311E2?10由??E?得，
?K?所以
?R/R??1/100?25?10?3
2、一个量程为10kN的应变式测力传感器，其弹性元件为薄壁圆筒轴向受力，外径20mm，内径18mm，在其表面粘贴八个应变片，四个沿轴向粘贴，四个沿周向粘贴，应变片的电阻值均为120?，灵敏度为2.0，泊松比为0.3，材料弹性模量为2.1?10Pa，要求： （1）绘出弹性元件贴片位置及全桥电路。
（2）计算传感器在满量程时，各应变片电阻变化。
11（3）当桥路的供电电压为10V时，计算传感器的输出电压。
22?62A??(R?r)?59.7?10m解：（2）
?R1??R2??R3??R4?kFR?0.191?AE
?R5??R6??R7??R8????R1??0.0573?
（3）
U0?1mV
R1?R2?R3?R4?100?.
3、下图中，设负载电阻为无穷大（开路），图中，E=4V,
(1) R1为金属应变片，其余为外接电阻，当R1的增量?R1?1.0?时，试求电桥的输
出电压
U0；
U0；
(2) R1和R2都是应变片，且批号相同，感应应变的极性和大小都相同，其余外外接电
阻，试求电桥的输出电压
(3) R1和R2都是应变片，且批号相同，感应应变的大小为?R1??R2?1.0?，但极
性相反，其余外外接电阻，试求电桥的输出电压
U0。
U0?E[解：（1）
R3R1??R11011?]?4?(?)V?0.01V(R1??R1)?R2R3?R42012
U0?E[（2）
R3R1??R11011?]?4?(?)V?0V(R1??R1)?(R2??R2)R3?R42012
（3）当R1受拉应变，R2受压应变时，
U0?E[R3R1??R11011?]?4?(?)V?0.02V(R1??R1)?(R2??R2)R3?R42002
当R1受压应变，R2受拉应变时，
U0?E[R3R1??R1991?]?4?(?)V??0.02V(R1??R1)?(R2??R2)R3?R42002
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