傳感器原理及應用課后習題答案吳建平機械工業(yè)出版

1、第1章概述1.1什么是傳感器？按照國標定義，“傳感器”應該如何說明含義？1.2傳感器由哪幾部分組成？試述它們的作用及相互關(guān)系。1.3簡述傳感器主要發(fā)展趨勢，并說明現(xiàn)代檢測系統(tǒng)的特征。1.4傳感器如何分類？按傳感器檢測的范疇可分為哪幾種？1.5傳感器的圖形符號如何表示？它們各部分代表什么含義？應注意哪些問題？1.6用圖形符號表示一電阻式溫度傳感器。1.7請例舉出兩個你用到或看到的傳感器，并說明其作用。如果沒有傳感器，應該出現(xiàn)哪種狀況。1.

2、8空調(diào)和電冰箱中采用了哪些傳感器？它們分別起到什么作用？答案答案1.1答：從廣義的角度來說，感知信號檢出器件和信號處理部分總稱為傳感器。我們對傳感器定義是：一種能把特定的信息（物理、化學、生物）按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號輸出的器件和裝置。從狹義角度對傳感器定義是：能把外界非電信息轉(zhuǎn)換成電信號輸出的器件。我國國家標準（GB7665—87）對傳感器（Senstransducer）的定義是：“能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出

3、信號的器件和裝置”。定義表明傳感器有這樣三層含義：它是由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成的一種檢測裝置；能按一定規(guī)律將被測量轉(zhuǎn)換成電信號輸出；傳感器的輸出與輸入之間存在確定的關(guān)系。按使用的場合不同傳感器又稱為變換器、換能器、探測器。1.2答：組成——由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、基本電路組成；關(guān)系，作用——傳感器處于研究對象與測試系統(tǒng)的接口位置，即檢測與控制之首。傳感器是感知、獲取與檢測信息的窗口，一切科學研究與自動化生產(chǎn)過程要獲取的信息都要通過傳感器獲

4、取并通過它轉(zhuǎn)換成容易傳輸與處理的電信號，其作用與地位特別重要。1.3答：（略）答：按照我國制定的傳感器分類體系表，傳感器分為物理量傳感器、化學量傳感器以及生物量傳感器三大類，含12個小類。按傳感器的檢測對象可分為：力學量、熱學量、流體量、光學量、電量、磁學量、聲學量、化學量、生物量、機器人等等。1.5答：圖形符號（略），各部分含義如下：①敏感元件：指傳感器中直接感受被測量的部分。②傳感器：能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信

5、號的器件或裝置通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。③信號調(diào)理器：對于輸入和輸出信號進行轉(zhuǎn)換的裝置。④變送器：能輸出標準信號的傳感器答：（略）答：（略）答：（略）第2章傳感器的基本特性2.1傳感器的靜態(tài)特性是什么？由哪些性能指標描述？它們一般可用哪些公式表示？2.2傳感器的線性度是如何確定的？確定擬合直線有哪些方法？傳感器的線性度表征了什么含義？為什么不L?能籠統(tǒng)的說傳感器的線性度是多少。2.3傳感器動態(tài)特性的主要技術(shù)指標有哪些？它們的意義是什

6、么？2.4傳遞函數(shù)、頻率響應函數(shù)和脈沖響應函數(shù)的定義是什么？它們之間有何聯(lián)系與區(qū)別？2.5有一溫度傳感器，微分方程為，其中為輸出電壓（mV)為輸入溫度（℃）。試3030.15dydtyx??yx求該傳感器的時間常數(shù)和靜態(tài)靈敏度。2.6有一溫度傳感器，當被測介質(zhì)溫度為t1，測溫傳感器顯示溫度為t2時，可用下列方程表示：。當被測介質(zhì)溫度從25℃突然變化到300℃時，測溫傳感器的時間常數(shù)τ0=120s，試??1202ttdtd????求經(jīng)過3

7、50s后該傳感器的動態(tài)誤差。2.7解：所求幅值誤差為0.947相位滯后5270′??22221212nsjnnnnGjssj????????????????????????則，頻率為600Hz時的幅值為22222211|()|0.947600600[1()][2][1()][20.7]10001000nnGj???????????????相對誤差為（10.947）100%=5.3%11226002()20.7100052706001()

8、1()1000ntgtg???????????????????2.8解：??22221212nsjnnnnGjssj????????????????????????22222222211|()|[1()][2][1()][20.1]10000100001[1()][20.1]1000010000nnGj???????????????????????令，則|()|1.03Gjw?2()10000???′解得代入上式，得21.960.057

9、40?????′′121.930.03????′，′121389173HzHz????，令，則|()|0.97Gjw?解得代入上式，得21.960.06280?????′′31.99??′（舍負）31411Hz??由圖218二階傳感器系統(tǒng)的幅頻特性曲線知，該傳感器的工作頻率范圍為：或13891411HzHz?＜＜173Hz?＜2.9解：ξ=0.4＜1，由二階傳感器的頻率特性，固有頻率比被測信號頻率越大越好，故應選固有頻率為2.2kHz的