“传感器技术与应用”课程教学改革的思考

“传感器技术与应用”课程教学改革的思考
“传感器技术与应用”课程教学改革的思考

“传感器技术与应用”课程教学改革的思考

邓敏俞金华

(南昌大学共青学院)

摘要:传感器技术与应用是一门新兴学科,也是一门实践性很强的学科,目前很多教师都采用灌输式的教学方法,将传感器知识只是生硬地灌输给学生,使课程变得枯燥,降低了学生的学习兴趣。本文主要围绕案例教学法、启发式教学法及实践教学法几个方面对“传感器技术与应用”课程教学改革进行了思考,仅供参

考。

关键词:传感器技术;案例教学;启发式教学;实践教学

随着电子计算机、互联网、机器人、自动控制以及单片机技术的迅速发展,传感器的应用也越来越广泛,“传感器技术与应用”就成为了电子技术类、自动控制技术、测量技术及计算机应用等专业的必修课程,它也是一门实践性和应用性都很强的课程。“传感器技术与应用”不仅对模拟电路、数字电路等前修课程有特别高的要求,还涉及光学、力学、声学、化学及计算机技术等多门学科的知识。因此对传感器技术及应用的教学要求就特别高,理论教学和实践教学都是尤为重要的,而很多教师授课的过程中只是生硬地将所要传授的知识灌输给学生,照本宣科,课堂气氛沉闷,教学过程枯燥乏味,严重降低了学生的学习热情。因此,针对这一现象,本着应用型、创新型、设计型人才的培养要求,对“传感器技术与应用”课程进行了以下一些思考。

1 传感器的案例教学

传感器作为一门理论性和实践性都很强的课程,最重要的特点就是学以致用,将书本内容与生活实际联系起来,不仅有益于学生理解和掌握书本知识,更能够很好地提高学生的学习兴趣,兴趣是最好的老师,从而起到事半功倍的效果。因此,在传感器的教学中引入案例教学是十分必要的,

案例教学法是一种以案例为基础的教学法。它必须在学生掌握了必要的理论知识的基础上进行,只有这样学生才能更深刻地领会案例,达到客观分析、准确判断的效果。教师在进行了一定的知识传授之后,再引用一些较为经典的案例进行分析研究,从而解释传感器工作的原理,使学生能够更好更快的吸收传感器的知识,将传感器理论与生活实际联系起来。

案例教学的实施效果好坏还取决于案例的选用,因此就要求教师要在透彻地掌握教学内容的基础上,根据以往教学经验,选取与教学内容密切相关,能够很好地实现教学目的的恰当案例。例如,在进行图像传感器教学的过程中,就可以在讲解了图像传感器的原理之后,对生活中常见的平板电脑、手机及数码相机等进行深入剖析,根据本章的知识向学生阐述这些数码产品的工作原理,为什么拍出来的相片有色差,为什么不同的数码产品拍出的相片清晰度不同,以及在数码产品的选购当中应该考虑的参数,性价比等等。当然,在案例教学过程中,教师也要适当地引导学生进行思考,多与学生互动,激发学生的学习热情,调动起课堂气氛。

2 传感器启发式教学的重要性

传感器不仅是一门实践性和应用性都很强的学科,也是一门设计性很强的学科,随着科技的发展,人们对传感器的要求也越来越高,更高的精确度,更好的

线性度,更宽的测量范围等都是我们一直追求的目标,因此,对创新型人才的培养要求也就更高。所以,在对学生的传感器教学当中,不能只满足于学生能够了解传感器的基本工作原理,也要激励学生设计更新型的传感器。这就要求教师在授课过程中尽可能地对学生进行启发式教学。例如在案例教学中,教师不仅应该与学生一起对案例进行分析,还应该引导学生独立思考,独立分析问题,举一反三,将知识活学活用。鼓励学生互相讨论传感器相关案例,可使学生们的不同思维得到碰撞,从而收获更多的知识。

授之于鱼,不如授之于渔,书本中关于传感器的内容还是有限,作为教师不仅要帮助学生掌握书本知识,更要以开阔学生的思维,提高学生的学习能力为教学目标。以温度传感器为例,书本上介绍了热电偶、金属热电阻、热敏电阻、集成温度传感器等,在讲解这些传感器的工作原理之余,可以引导和鼓励学生自己设计一个具有特定量程、精度及灵敏度等的温度传感器,并根据学生的表现纳入最终的成绩考评当中。

3 传感器实践教学的改革

可以将“传感器技术与应用”课程放在实验室进行授课,在实验室配备多媒体授课系统,在授课当中引入多媒体教学,将一些元器件的封装图、参考电路图,应用实例等通过多媒体进行演示,增加理论教学的生动性和直观性。同时在实验室中配备与教学内容相符的传感器实物,将实物对应多媒体课件中的各种应用实例,结合一些简单的实验进行讲解,这样,学生很快就能接受。

此外,可以在本门课程中加入课程设计环节,结合课程内容,由老师给学生下发课程设计题目,或者由学生根据自己的兴趣选择题目。在理论教学中,让学生带着自己的课设去学习,遇到不懂得可以跟老师和同学探讨,也可以自己查阅资料或到实验室进行实验验证,自己焊接电路板并调试,做出自己的作品。这样,使实践充分地融入到理论当中,真正提高学生的学习水平和实践能力。

4 传感器教学中应注意的问题

4.1 要正确处理理论教学和实践教学的关系

“传感器技术与应用”是一门理论性和实践性都很强的学科,在教学过程中不应一味地注重理论教学,也不能一味地注重实践教学,应该把理论和实践放在同等重要的地位,通过互相配合,合理分配达到相辅相成的良好教学效果。

4.2 在教学中应根据学生个体差异进行差异化教学

术业有专攻,对那些基础较好,思维能力较强的及对传感器比较有兴趣的学生可以进行更深入的引导,鼓励他们在学习之余自己设计制作一些简单的传感器;而对于基础较弱,在传感器学科上学习比较吃力的学生可以适当放宽要求,将教学重点放在学习兴趣的培养上。

4.3 应根据传感器课程的特殊性建立创新型考评体系

在以往的考评体系中,通常将卷面成绩作为最终考评的一个重点依据,作为检验学生该门课程学习好坏的标准,这使得学生树立起一个错误的学习观,将更多的精力放在解题甚至背知识点上,而忽略了实践与应用的重要性,因此,今后在对传感器课程的考评中,教师可以将考评重点向实践与应用创新方面适当倾斜,将实验成绩、课程设计,自主创新等纳入考评范畴,增加学生的创新意识,从主观上改善教学效果。

结束语

总之,“传感器技术与应用”课程教学还在不断地发展与完善之中,随着广大教师在教学中的不断总结和创新,实现理论和实践的统一,帮助学生发散思维、

学以致用、培养创新型、应用型人才的愿望终会达成。

参考文献

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[3]喻言,马灵芝,赵泰洋,等.传感器技术课程的改革研究与实践[J].中国科教创新新导刊,2009,(11):158.

传感器技术与应用试题及答案(二)

传感器技术与应用试题及答案(二) 传感器技术与应用试题及答案(二) 题号一、选择题(本大题共20小题,每小题2分,共40分) 1、以下不属于我国电工仪表中常用的模拟仪表精度等级的是( ) A 0.1 B 0.2 C 5 D 2 2、( )又可分为累进性的、周期性的和按复杂规律变化的几种类型。 A 系统误差 B 变值系统误差 C 恒值系统误差 D 随机误差 3、改变电感传感器的引线电缆后,( ) A不必对整个仪器重新标定 B 必须对整个仪器重新调零 C 必须对整个仪器重新标定 D不必对整个仪器重新调零 4、在电容传感器中,若采用调频法测量转换电路,则电路中( )。 A、电容和电感均为变量 B、电容是变量,电感保持不变 C、电感是变量,电容保持不变 D、电容和电感均保持

不变 5、在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入( ),可测得最大的容量。 A、塑料薄膜 B、干的纸 C、湿的纸 D、玻璃薄片 6、热电阻测量转换电路采用三线制是为了( ) 。 A、提高测量灵敏度 B、减小非线性误差 C、提高电磁兼容性 D、减小引线电阻的影响 7、当石英晶体受压时,电荷产生在( ) 。 A、Z面上 B、X面上 C、Y面上 D、X、Y、Z面上 8、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是( )。 A、悬臂梁 B、弹簧管 C、实心轴 D、圆环 9、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是( )。 A、补偿热电偶冷端热电势的损失 B、起冷端温度补偿作用 C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D、提高灵敏度 10、在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸,该加工检测装置是采了( )测量方法。 A、微差式 B、零位式 C、偏差式 D、零点式 11、测得某检测仪表的输入信号中,有用信号为20毫伏,干扰电压也为20毫伏, 则此时的信噪比为( )。

传感器与检测技术》实验实施方案

自考“机电一体化”专业衔接考试《传感器与检测技术》课程 实验环节实施方案 一、实验要求 根据《传感器与检测技术》课程教学要求,实验环节应要求完成3个实验项目。考虑到自考课程教学实际情况,结合我院实验室的条件,经任课教师、实验指导教师、教研室主任和我院学术委员会认真讨论,确定开设3个实验项目。实验项目、内容及要求详见我院编制的《传感器》课程实验大纲。 二、实验环境 目前,我院根据编制的《传感器》课程实验大纲,实验环境基本能满足开设的实验项目。实验环境主要设备为: 1、486微机配置 2、ZY13Sens12BB型传感器技术实验仪 三、实验报告要求与成绩评定 学生每完成一个实验项目,要求独立认真的填写实验报告。实验指导教师将根据学生完成实验的态度和表现,结合填写的实验报告评定实验成绩。成绩的评定按百分制评分。 四、实验考试 学生在完成所有实验项目后,再进行一次综合性考试。教师可以根据学生完成的实验项目,综合出3套考试题,由学生任选一套独立完成。教师给出学生实验考试成绩作为最终实验成绩上报。 五、附件

附件1 《传感器与检测技术》课程实验大纲 附件2 实验报告册样式 以上对《传感器与检测技术》课程实验的实施方案,妥否,请贵校批示。 重庆信息工程专修学院 2009年4月14日

附件1 《传感器与检测技术》课程实验教学大纲 实验课程负责人:段莉开课学期:本学期 实验类别:专业课程实验类型:应用性实验 实验要求:必修适用专业:机电一体化 课程总学时:15 学时课程总学分: 1分 《传感器与检测技术》课程实验项目及学时分配

实验一 金属箔式应变片性能—单臂电桥 一、 实验目的 1、观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式。 2、测试应变梁变形的应变输出。 3、比较各桥路间的输出关系。 二、 实验内容 了解金属箔式应变片,单臂电桥的工作原理和工作情况。(用测微头实现) 三、 实验仪器 直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁测微头、一片应变片、电压表、主、副电源。 四、 实验原理 电阻丝在外力作用下发生机械变形时,其电阻值发生变化,这就是电阻应变效应,描述电阻应变效应的关系式为: R Ku R ?=式中 R R ?为电阻丝电阻相对变化,K 为应变灵敏系数, l u l ?=为电阻丝长度相对变化,金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件,通过它转换 被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化,电桥的输出电压反映了相应的受力状态。对单臂电桥输出电压 14 O EKu U = 。 五、 实验注意事项 1、直流稳压电源打到±2V 档,电压表打到2V 档,差动放大增益最大。 2、电桥上端虚线所示的四个电阻实际上并不存在,仅作为一标记,让学生组桥容易。 3、做此实验时应将低频振荡器的幅度旋至最小,以减小其对直流电桥的影响。 六、 实验步骤 1、了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置,观察梁上的应变片,应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。上下二片梁的外表面各贴二片受力应变片和一片补偿应变片,测微头在双平行梁前面的支座上,可以上、下、前、后、左、右调节。 2、将差动放大器调零:用连线将差动放大器的正(+)、负(-)、地短接。将差动放大器的输出端与电压表的输入插口Vi 相连;开启主、副电源;调节差动放大器的增益到最大位置,然后调整差动放大器的调零旋钮使电压表显示为零,关闭主、副电源,拆去实验连线。 3、根据图1接线。R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻。R X =R4为应变片;将稳压电源的切换开关置±4V 档,电压表置20V 档。调节测微头脱离双平行梁,开启主、副电源,调节电桥平衡网络中的W1,使电压表显示为零,然后将电压表置2V 档,再调电桥W1(慢慢地调),使电压表显示为零。

传感器原理及应用期末考试试卷(含答案)

传感器原理及应用 一、单项选择题(每题2分.共40分) 1、热电偶的最基本组成部分是()。 A、热电极 B、保护管 C、绝缘管 D、接线盒 2、为了减小热电偶测温时的测量误差,需要进行的温度补偿方法不包括( )。 A、补偿导线法 B、电桥补偿法 C、冷端恒温法 D、差动放大法 3、热电偶测量温度时( )。 A、需加正向电压 B、需加反向电压 C、加正向、反向电压都可以 D、不需加电压 4、在实际的热电偶测温应用中,引用测量仪表而不影响测量结果是利用了热电偶的哪 个基本定律( )。 A、中间导体定律 B、中间温度定律 C、标准电极定律 D、均质导体定律 5、要形成测温热电偶的下列哪个条件可以不要()。 A、必须使用两种不同的金属材料; B、热电偶的两端温度必须不同; C、热电偶的冷端温度一定要是零; D、热电偶的冷端温度没有固定要求。 6、下列关于测温传感器的选择中合适的是()。 A、要想快速测温,应该选用利用PN结形成的集成温度传感器; B、要想快速测温,应该选用热电偶温度传感器; C、要想快速测温,应该选用热电阻式温度传感器; D、没有固定要求。 7、用热电阻测温时,热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是( )。 A、接线方便 B、减小引线电阻变化产生的测量误差 C、减小桥路中其他电阻对热电阻的影响 D、减小桥路中电源对热电阻的影响 8、在分析热电偶直接插入热水中测温过程中,我们得出一阶传感器的实例,其中用到了()。 A、动量守恒; B、能量守恒; C、机械能守恒; D、电荷量守恒; 9、下列光电器件中,基于光电导效应工作的是( )。 A、光电管 B、光敏电阻 C、光电倍增管 D、光电池

传感器与测试技术作业题第五章

第五章电感式传感器 思考题: 1、说明变气隙型电感传感器、差动变压器式传感器和涡流传感器的主要组成、工作原理和基本特性。 答: a)变气隙型电感传感器主要由线圈、铁心、衔铁三部分组成的。线圈是套在铁心上的,在铁心与衔铁之间有一个空气隙,空气隙厚度为δ。传感器的运动部分与衔铁相连。当外部作用力作用在传感器的运动部分时,衔铁将产生位移,使空气隙δ发生变化,磁路磁阻R m发生变化,从而引起线圈电感的变化。线圈电感L的变化与空气隙δ的变化相对应,这样只要测出线圈的电感就能判定空气隙的大小,也就是衔铁的位移。 b)差动变压器式传感器主要由铁心、衔铁和线圈组成。线圈又分为初级线圈(也称激励线圈)和次级线圈(也称输出线圈)。上下两个铁心及初级、次级线圈是对称的。衔铁位于两个铁心中间。上下两个初级线圈串联后接交流激磁电压1,两个次级线圈按电势反相串联。它的优点是灵敏度高,一般用于测量几微米至几百微米的机械位移。缺点是示值范围小,非线性严重。 c)涡流传感器的结构很简单,有一个扁平线圈固定在框架上构成。线圈用高强度漆包线或银线绕制而成,用粘合剂站在框架端部,也可以在框架上开一条槽,将导线绕在槽内形成一个线圈。涡流传感器的工作原理是涡流效应,当一块金属导体放置在一变化的磁场中,导体内就会产生感应电流,这种电流像水中漩涡那样在导体内转圈,所以称之为电涡流或涡流。这种现象就称为涡流效应。涡流传感器最大的特点是可以实现非接触式测量,可以测量振动、位移、厚度、转速、温度和硬度等参数,还可以进行无损探伤,并且具有结构简单、频率响应宽、灵敏度高、测量线性范围大、体积小等优点。 2、为什么螺管型电感传感器比变气隙型电感传感器有更大的测位移范围? 答:变气隙型灵敏度高,因为原始气隙δ0一般取得很小(0.1~0.5mm),当气隙变化为△δ=1μm时,电感的相对变化量△L/L0可达0.01~0.002,因而它对处理电路的放大倍数要求低。它的主要缺点是非线性严重,为了减小非线性,量程就必须限制在较小范围内,通常为气隙δ0的1/5以下,同时,这种传感器制造装

DB-333B 检测与转换(传感器)技术实训装置(12种传感器)

DB-333B 检测与转换(传感器)技术实训装置 (12种传感器) 概述: DB-333B检测与转换(传感器)技术实训装置是本公司最新推出为传感器及教学实验而开发的适应不同类别、不同层次的专业教学实验设备。可完成“传感器原理与应用”、“自动检测技术”、“工业自动化仪表与控制”、“非电量电测技术”、“传感器与测控技术”等课程的教学实验。为各高等院校、中专与职业技术学院等新建或扩建实验室,迅速开设实验课提供了理想的实验室设备。 技术参数:

1、输入电源:AC220V±5% 50±1Hz 2、额定电流:≤5A 3、直流电源:±5V ±15V 4、稳压系数:±1% 5、电压纹波:≤10mV 6、非线性误差:≤5% 7、测量精度:≤1% 8、功耗:100V A 9、输出电流:1A 10、相对温度:-5℃~40℃ 11、相对湿度:<85%(25℃) 12、实训台规格外形尺寸:1500×700×1100mm 主控台功能: 1、实训台提供四组直流稳压电源:±5V、±15V;±2V~±10V分五挡输出,2~24V可 调,具有短路保护功能。 2、低频信号发生器:1Hz-30Hz输出连续可调,Vp-p值10V,最大输出电流0.5A。 3、音频信号发生器:0.4KHz-10KHz输出连续可调,输出电压范围:0VP~10VP连续可 调,最大输出电流:0.5A(有效值0.4KHz)。 4、差动放大器:通频带0-10KHz,可接成同相、反相、差动结构,增益为1-150倍的直 流放大器。 5、数字式电压表:三位半显示,量程±2V、±20V,输入阻抗100KΩ,精度1%。 6、数字式频率/转速表:由四只数码管,2只发光管组成,输入阻抗100KΩ,精度1%。 频率测量范围1-9999 Hz,转速测量范围1-9999r/min。 7、温度表:0-150℃度,精度1%。 8、高精度温度控制PID调节仪,多种输入输出规格,具有人工智能调节以参数自整定功 能。 9、机械式压力表:0-40Kpa,精度2%。 10、手动气压源:0-40Kpa。 三源部分: 1、加热源:16V交流电源加热,温度控制范围0~150℃。 2、转动源:0-12V直流电源驱动,转速可调范围0~2400转/分。 3、振动源:振动频率1-30Hz(可调),共振频率13Hz左右。 数据采集卡及处理软件: 数据采集工作12位AD转换、RS232、USB接口,分辨率由1/22048,采样周期1m-100ms,采样速度可选择,即可单次采样亦能连续采样。提供的处理软件有良好的计算机界面,可以进行实验项目选择与编辑、数据采集、特性曲线的分析、比较、文件存取、打印等。 传感器种类及技术指标:(参考值)

《传感器技术与应用》期中考试题(含答案)

一、填空题:(每空2分,共20分) 1、传感器的动态特性越好,则能测的信号频率越宽(宽、窄)。 2、已知一米尺的修正值为-2mm,现用该米尺测得某物体长度为32.5cm,则该物体长度为 32.3 。 3、测50mm的物体,测得结果为50.02mm,则相对误差为 0.04% 。 4、相敏检波电路与差动变压器配合使用是为了辨别方向。 5、电阻式传感器是将被测非电量转换为电阻的变化的装置。 6、在差动变压器的实验中,观察到的现象是在一定范围内呈线性。 7、在某些晶体物质的极化方向上施加电场时,这些晶体物质会产生变形,这种现象称为逆压电效应。 8、电容式传感器存在的边缘效应可以通过初始电容量c0 或 加装等位环来减小。 9、差动变压器是属于信号调制中的调幅类型(调幅、调频、调相)。 二、判断题(正确的打√,错误的打×。每小题1分,共10分) 1、差动结构从根本上解决了非线性误差的问题。( x ) 2、为了使压电陶瓷具有压电效应,必须在一定温度下通过强电场作用对其作极化处理。( Y ) 3、变间隙型的电感式传感器初始间隙越大,灵敏度越低,非线性误差越小,量程越大。( Y ) 4、变面积型的电容式传感器输出与输入之间的关系是线性的。( Y ) 5、压电式传感器只能进行动态测量。( Y ) 6、随机误差可以通过系统校正来减小或消除。( X ) 7、求和取平均是为了减小系统误差。( X )

8、电涡流式传感器不仅可以用于测量金属,还可以测量非金属。( X ) 9、石英晶体沿任意方向施加力的作用都会产生压电效应。( X ) 10、电容传感器采用运算放大器测量电路则从原理上解决了单个变间隙型电容传感器输出特性非线性问题。( Y ) 三、计算题(每小题10分,共50分) 1、将一电阻应变片接入电桥电路中,已知电阻应变片在无应变时的电阻值为80欧,R3=40欧,R4=100欧。运算放大器的电压增益为20。问R2选取多大合适?如果该电阻应变片的灵敏度为4,受力的作用后发生变形其应变为2×10-3,电阻值变化为多少?受到该力的作用后输出电压U为多少? U

《传感器与测试技术》作业(1)和(2)答案讲解

《传感器与测试技术》作业(1)和(2)答案 按照《传感器与测试技术》课程教学设计方案的要求,本课程的平时作业共布置4次记分作业,每次作业满分2.5分,共10分。 在完成记分作业的前提下,辅导教师还可根据学生学习的实际情况,再布置一些有针对性的作业,作为对记分作业的补充,供学生更好地掌握学习内容。 前2次的记分作业如下: 第1次记分作业:第5周前完成 .画出测试系统的组成框图,并说明各组成部分的作用。 答: 传感器做为测试系统的第一环节,将被测系统或测试过程中需要

观测的信息转化为人们所熟悉的各种信号。通常,传感器将被测物理量转换成以电量为主要形式的电信号。 信号变换部分是对传感器所送出的信号进行加工,对信号进行放大等。 显示与记录部分将所测信号变为一种能为人们所理解的形式,以供人们观测和分析。 .为满足测试需要,对传感器的一般要求有哪些? 答:(1)灵敏度高,线性度好; (2)输出信号信噪比高,这要求其内噪声低,同时不应引入外噪声;(3)滞后、漂移小; (4)特性的复现性好,具有互换性; (5)动态性好; (6)对测量对象的影响小,即“负载效应”较低。 .传感器的动态特性的评价指标有哪些? 答:(1)时间常数τ (2)上升时间 t r (3)稳定时间(或响应时间) t W (4)超调量δ .提高传感器性能的方法有哪些? 答:(1)非线性校正 (2)温度补偿 (3)零位法、微差法

(4 )闭环技术 (5 )平均技术 (6 )差动技术 (7)采用屏蔽、隔离与抑制干扰措施 .简述应变式电阻传感器的工作原理。 答:电阻丝在外力作用下发生机械变形时,其电阻值发生变化, 这一现象就是电阻丝的应变效应。 设有一段长为 ,截面为 ,电阻率为 的金属丝,则它的电阻为 当它受到轴向力F 而被拉伸(或压缩)时,其 、 、 均发生变化,因应变而导致金属电阻值的变化,即是应变式电阻传感器的工作原理。 .《传感器与测试技术》教材P80 第5题。 答: (1) 0/R k R ε?= 021*******R k R εμ?∴=?=?= 200012020000.24R R μμ?==?=Ω (2) 00120005522 R U U mV R ?==??= .简述压阻式传感器电桥采用恒压源供电和恒流源供电各自的特点。 答:(1)恒压源式供电:电桥输出与电压U 成正比,电桥的输出

《传感器与检测技术》课程标准

《传感器与检测技术》课程标准 课程编码:课程类别: 适用专业:授课单位: 学时:编写执笔人及编写日期: 学分:审定负责人及审定日期: 1、课程定位和课程设计 1.1课程性质与作用 课程的性质本课程是电气、自动化、电子、测控专业的专业基础课程,是自动化专业的主干课程,必修课,电子、测控专业一般在第三学期开设,自动化专业一般在第四学期开设,电气专业在第五学期开设。 课程的作用本课程主要培养学生理解传感器的基本原理,掌握工业现场检测的基本技能,为学习后续课程及就业打下基础。 课程衔接在课程体系中,前导课程有《电工技术》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《单片机应用实训》等课程,需要学生具备电工技术、电子技术、单片机系统等方面知识和技能;后续课程有《计算机控制技术》、《自动化仪表及装置实训》、《毕业实践》等。 1.2 课程设计理念与思路 本课程具有一定的理论性,同时又有较强的实践性,结合课程的作用和教学目标,课程设计理念与思路如下几点: 1.本课程是专业基础课,同时又兼有专业课的特点,课程设计时既要考虑为后续专业课程服务,强调理论性,又要考虑知识的现场应用,强调实用性。所以在学习各类传感器时,一般重点是基本原理、调试和应用维护,对内部结构和电路设计只作一般要求。 2.以生为本、因材施教 充分考虑学生的实际情况,尤其是前导课程的掌握情况,在课程教学目标方面,要求掌握检测仪表的使用,检测系统的维护,对检测系统的设计不作要求。 考虑学生没有学习大学物理方面的知识,在课程内容上增加了温度、压力、流量等物理量的基本概念及检测方法。 3.按照“以职业能力为主线,以典型工作为载体,以真实工作环境为依托,以完整工作过程为行动体系”为要求,进行课程内容设计、教学模式设计、实施方案设计及考核评价体系设计。 262

传感器与测试技术作业答案

5.有一电阻应变片,其灵敏度 , ,设工作时其应变为1000με,问ΔR 为多少?设将此应变片接成如图所示的电路,试求:(1).无应变时电流表示值;(2).有应变时电流表示值;(3).电流表指示值相对变化量;(4).试分析这个变量能否从表中读出。 解:(1).无应变时,电流的表示值为 (2).根据d =R R x S ε,可得621201000100.24x R SR -?=ε=???Ω=Ω; 则有应变时电流表示值 1.5=12.475120+0.24U V I mA R ==ΩΩ ; (3).电流表指示值相对变化量12.512.475δ1000.212.5I I ?-= =?=%%; (4).电流变化量太小,很难从电流表中读出。如果采用高灵敏度小量程的微安表,则量程不够,无法测量12.5mA 的电流;如果采用毫安表,无法分辨0.025mA 的电流变化。一般需要电桥来测量,将无应变时的零位电流平衡掉,只取有应变时的微小输出量,可根据需要采用放大器放大。 6.以阻值 ,灵敏度 的电阻丝应变片与阻值为120 的固定电阻组成电桥,供桥电压为3V ,并假定负载电阻为无穷大,当应变片为2με和2000με时,分别求出单臂、双臂电桥的输出电压,并比较两种情况下的灵敏度。 解:(1).当应变片为2με时,单臂电桥的输出电压为 双臂电桥的输出电压为 (2).当应变片为2000με时,单臂电桥的输出电压为 双臂电桥的输出电压为 根据电桥的灵敏度0/U S R R = ?可知,单臂电桥的灵敏度是双臂电桥的灵敏度的一半。 7.有人在使用电阻应变仪时,发现灵敏度不够,于是试图在工作电桥上增加电阻应变片以提高灵敏度。试问,在下列情况下,是否可提高灵敏度?说明为什么。(1)半桥双臂各串联一片;(2)半桥双臂各并联一片。

传感器技术及应用教学大纲

传感器及应用教学大纲 一、课程说明 课程性质:专业核心课 课程描述: “传感器技术”是电子、机电与自动控制类专业的专业核心课,是必修课。通过本课程的学习,学生能了解传感器的基本概念、传感器的构成、传感器工作的有关定律、传感器的作用、传感器和现代检测技术发展的趋势。其作用是通过本课程的学习,培养学生利用现代电子技术、传感器技术和计算机技术解决生产实际中信息采集与处理问题的能力,为工业测控系统的设计与开发奠定基础。知识目标:掌握主要传感器的原理、特性,各种应用条件下传感器的选用原则和应用电路设计。 技能目标:独立分析、解决传感器方面问题的能力;利用网络、数据手册、厂商名录等获取和查阅传感器技术资料的能力。 素质目标:具有较强的专业素质,不断进行创新。 教学重点与难点: 课程重点:电阻式、电感式传感器的原理与应用,霍尔式传感器,电流、电压传感器。 课程难点:各种传感器的温度误差与补偿,电容式传感器的屏蔽技术,光纤传感器的原理。 适用专业:机电一体化、电气自动化专业 学时数:80学时 二、教学目的与内容 1 传感器技术基础(2学时) 教学目的与要求: 明确“传感器技术”在专业培养计划中的地位,课程的性质、任务和大体内容,传感器在现代生产、生活中的作用。了解检测技术与传感器的定义、组成、作用和分类,了解传感器的静、动态特性,掌握传感器常用的技术指标。 教学重点与难点: 教学重点:传感器的定义、组成和作用 教学难点:传感器的技术指标 教学内容: 1)传感器简介 (1)传感器的定义

(2)传感器的组成与作用 2)传感器的分类 (1)按工作原理分 (2)按被测量分 (3)按输出信号性质分 3)传感器的特性及主要技术指标 (1)静态特性和动态特性 (2)主要技术指标 2 电阻式传感器(6学时) 教学目的与要求: 理解电阻式传感器的组成和基本原理,了解电阻式传感器的常用类型。掌握应变片式传感器的形式、特点、应用方法和转换电路。 教学重点与难点: 教学重点:电阻式传感器的组成和基本原理 教学难点:电阻应变片的工作原理 教学内容: 1)电位器式传感器(2学时) (1)电位器式传感器的基本工作原理 (2)电位器式传感器的输出特性 (3)电位器式传感器的特性 (4)电位器式位移传感器 2)应变式传感器(2学时) (1)电阻应变片的结构和工作原理 (2)电阻应变片的特性 (3)测量电路 (4)温度误差与补偿 3)压阻式传感器(2学时) (1)压阻效应 (2)结构与特性 (3)固态压阻传感器测量电路 (4)温度补偿 3 变磁阻式传感器(4学时) 教学目的与要求: 掌握三种变磁阻式传感器(电感式传感器、差分变压器式传感器、电涡流式传感器)的基本结构和工作原理,了解上述传感器将非电量信号转换成电信号的过程,了解三种变磁阻式传感器的特点、

传感器与检测技术实验报告

“传感器与检测技术”实验报告 学号:913110200229 姓名:杨薛磊 序号:83

实验一电阻应变式传感器实验 (一)应变片单臂电桥性能实验 一、实验目的:了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。 二、基本原理:电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形,然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化,再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测,如力、压力、加速度、力矩、重量等,在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。 三、需用器件与单元:主机箱中的±2V~±10V(步进可调)直流稳压电源、±15V直流 1位数显万用表(自备)。 稳压电源、电压表;应变式传感器实验模板、托盘、砝码; 4 2 四、实验步骤: 应变传感器实验模板说明:应变传感器实验模板由应变式双孔悬臂梁载荷传感器(称重传感器)、加热器+5V电源输入口、多芯插头、应变片测量电路、差动放大器组成。实验模板中的R1(传感器的左下)、R2(传感器的右下)、R3(传感器的右上)、R4(传感器的左上)为称重传感器上的应变片输出口;没有文字标记的5个电阻符号是空的无实体,其中4个电阻符号组成电桥模型是为电路初学者组成电桥接线方便而设;R5、R6、R7是350Ω固定电阻,是为应变片组成单臂电桥、双臂电桥(半桥)而设的其它桥臂电阻。加热器+5V是传感器上的加热器的电源输入口,做应变片温度影响实验时用。多芯插头是振动源的振动梁上的应变片输入口,做应变片测量振动实验时用。 1、将托盘安装到传感器上,如图1—4所示。 图1—4 传感器托盘安装示意图

《传感器原理与应用》综合练习答案(期末考试)

《传感器原理与应用》综合练习 一、填空题 1.热电偶中热电势的大小仅与金属的性质、接触点温度有关,而与热电极尺寸、形状及温度分布无关。 2.按热电偶本身结构划分,有普通热电偶、铠装热电偶、微型热电偶。3.热电偶冷端电桥补偿电路中,当冷端温度变化时,由不平衡电桥提供一个电位差随冷端温度变化的附加电势,使热电偶回路的输出不随冷端温度的变化而改变,达到自动补偿的目的。 4.硒光电池的光谱峰值与人类相近,它的入射光波长与人类正常视觉的也相近,因而应用较广。 5.硅光电池的光电特性中,光照度与其短路电流呈线性关系。 6.压电式传感器的工作原理是基于某些介质材料的压电效应。 7.压电陶瓷是人工制造的多晶体,是由无数细微的电畴组成。电畴具有自己极化方向。经过极化过的压电陶瓷才具有压电效应。 8.压电陶瓷的压电常数比石英晶体大得多。但石英晶体具有很多优点,尤其是其它压电材料无法比的。 9.压电式传感器具有体积小、结构简单等优点,但不能测量频率小的被测量。特别不能测量静态量。 10.霍尔效应是导体中的载流子在磁场中受洛伦茨力作用发生位移的结果。 11.霍尔元件是N型半导体制成扁平长方体,扁平边缘的两对侧面各引出一对电极。一对叫激励电极用于引入激励电流;另一对叫霍尔电极,用于引出霍尔电势。 12.减小霍尔元件温度误差的措施有:(1)利用输入回路的串联电阻减小由输入电阻随温度变化;引起的误差。(2)激励电极采用恒流源,减小由于灵敏度随温度变化引起的误差。 13.霍尔式传感器基本上包括两部分:一部分是弹性元件,将感受的非电量转换成磁物理量的变化;另一部分是霍尔元件和测量电路。 14.磁电式传感器是利用霍尔效应原理将磁参量转换成感应电动势信号输出。 15.变磁通磁电式传感器,通常将齿轮的齿(槽)作为磁路的一部分。当齿轮转动时,引起磁路中,线圈感应电动势输出。 16.热敏电阻正是利用半导体的数目随着温度变化而变化的特性制成的热敏感元件。 17.热敏电阻与金属热电阻的差别在于,它是利用半导体的电阻随温度变化阻值变化的特点制成的一种热敏元件。 18.热敏电阻的阻值与温度之间的关系称为热敏电阻的。它是热敏电阻测温的基础。 19.热敏电阻的基本类型有:负温度系数缓变型、正温度系数剧变型、临界温度型。 20.正温度系数剧变型和临界温度型热敏电阻不能用于温度范围的温度控制,而在某一温度范围内的温度控制中却是十分优良的。 21.正温度系数剧变型和临界温度型热敏电阻属于型,适用于温度监测和温度控制。

传感器技术与应用考题及部分答案

一、填空题(每空1分,共30分) 1、声波是一定频率范围内可以在弹性介质中传播的波,低于16 Hz的声波称为次声波,高于20k Hz的声波称为超声波。 2、超声波可分为纵波、横波、表面波。 3、超声波中的纵波能在固体、液体、气体中传播;横波只能在固体中传播。 4、在空气中传播的超声波,其频率应选得较低;在固体、液体中传播的超声波,其频率应选得较高。 5、光电元件的工作原理是基于不同形式的光电效应。 6、光敏电阻的相对光敏灵敏度与入射光波长的关系称为光谱特性,亦称为光谱响应。 7、光敏电阻的阻值与入射光量有关,而与电压、电流无关。 8、光敏晶体管的光电特性是指外加偏置电压一定时,光敏晶体管的输出电流与光照度之间的关系。 9、光电检测必须具备光源、被测物、和光敏元件。 10、光电开关可分为直射(透射)型和反射型两种。 11、光纤传感器主要由光导纤维、光源和光探测器组成。 12、光纤是利用光的完全内反射原理传输光波的一种媒质。 13、接触式码盘的码道数n越大,所能分辨的角度α越小,测量精度越高。

14、感应同步器利用定尺和滑尺的两个平面印刷电路绕组的互感随其相对位置变化的原理,将位移转换为电信号。 二、选择题(每小题2分,共30分) 1、直探头可发射和接收 A 波,斜探头可发射和接收 B 波。 A 纵B横C表面 2、超声波测厚常用C 法。 A穿透B反射C脉冲回波 3、光敏二极管在测光电路中应处于 B 偏置状态;而光电池通常处于 A 偏置状态。 A 正向B反向C零 4、温度上升,光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管的暗电流 A 。 A上升B下降C不变 5、普通型硅光电池的峰值波长为 B 。 A 0.8mm B 0.8μm C 0.8nm 6、下列传感器中,不能直接用于直线位移测量的传感器是 C 。 A 长光栅 B 感应同步器 C 角编码器 7、增量式位置传感器输出的信号是 C 。 A 电压信号 B 电流信号 C 脉冲信号 8、某直线光栅每毫米刻线数为50线,采用四细分技术,则该光栅的分辨力为 A μm。 A 5 B 20 C 50 9、光栅中采用sin和cos两套光电元件是为了 B 。 A 抗干扰 B 辨向 C 进行三角函数运算 10、增量式编码器通常为 B 码盘。 A 接触式 B 光电式 C 电磁式 11、有一只1024位增量式角编码器,光敏元件在30秒内连续输出了102400个脉冲,则该编码器测得的转速为 A r/min。 A 200 B 1024 C 3000 12、感应同步器的输出电压 C 励磁电压。

传感器技术与应用第3版习题答案

《传感器技术与应用第3版》习题参考答案 习题1 1.什么叫传感器它由哪几部分 组成 答:传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。传感器通常由敏感元件和转换元件组成。其中敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分;转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。 2. 传感器在自动测控系统中起什么作用 答:自动检测和自动控制技术是人们对事物的规律定性了解、定量分析预期效果所从事的一系列技术措施。自动测控系统是完成这一系列技术措施之一的装置。一个完整的自动测控系统,一般由传感器、测量电路、显示记录装置或调节执行装置、电源四部分组成。传感器的作用是对通常是非电量的原始信息进行精确可靠的捕获和转换为电量,提供给测量电路处理。 3. 传感器分类有哪几种各有什么优、缺点 答:传感器有许多分类方法,但常用的分类方法有两种,一种是按被测输入量来分,如温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等;另一种是按传感器的工作原理来分,如电学式传感器、磁学式传感器、光电式传感器、电势型传感器、电荷传感器、半导体传感器、谐振式传感器、电化学式传感器等。还有按能量的关系分类,即将传感器分为有源传感器和无源传感器;按输出信号的性质分类,即将传感器分为模拟式传感器和数字式传感器。 按被测输入量分类的优点是比较明确地表达了传感器的用途,便于使用者根据其用途选用;缺点是没有区分每种传感器在转换机理上有何共性和差异,不便使用者掌握其基本原理及分析方法。 按工作原理分类的优点是对传感器的工作原理比较清楚,有利于专业人员对传感器的深入研究分析;缺点是不便于使用者根据用途选用。 4. 什么是传感器的静态特性它由哪些技术指标描述 答:传感器测量静态量时表现的输入、输出量的对应关系为静态特性。它有线性度、灵敏度、重复性、迟滞现象、分辨力、稳定性、漂移等技术指标。 5. 为什么传感器要有良好的动态特性什么是阶跃响应法和频率响应法 答:在动态(快速变化)的输入信号情况下,要求传感器能迅速准确地响应和再现被测信号的变化。因此,需要传感器具有良好的动态特性。 测试和检验传感器的动态特性有瞬态响应法和频率响应法。阶跃响应法即瞬态响应法,是给传感器输入一个单位阶跃函数的被测量,测量其输出特性。动态特性优良的传感器的输出特性应该上升沿陡,顶部平直。 频率响应法是给传感器输入各种频率不同而幅值相同,初相位为零的正弦函数的被测量,测量其输出的正弦函数输出量的幅值和相位与频率的关系。动态特性优良的传感器,输出的正弦函数输出量的幅值对于各频率是相同的,相位与各频率成线性关系。

传感器与检测技术(实践)复习资料

02203 传感器与检测技术(实践)复习资料 1.热电阻传感器主要分为几种类型?它们应用在什么不同场合? 答:热电阻根据感温元件的材料不同分成两种类型,一种是铂电阻,一种铜电阻。铂易于提纯、复制性好,在氧化性介质中、甚至在高温下,其物理化学性质极其稳定。由于铂是贵重金属,因此在测量精度要求不高、测温范围较小的情况下,普遍采用铜电阻。铜电阻具有较大的电阻温度系数,材料容易提纯,铜电阻的阻值与温度之间接近线性关系,铜的价格比较便宜,所以铜电阻在工业上得到广泛应用。铜电阻的缺点是电阻率较小,机械强度差,稳定性也较差,容易氧化。 2.半导体热敏电阻的主要优缺点是什么?在电路中是怎样克服的? 答:热敏电阻是一种电阻值随温度变化的半导体传感器。它的温度系数很大,比温差电偶和线绕电阻测温元件的灵敏度高几十倍,适用于测量微小的温度变化。热敏电阻体积小、热容量小、响应速度快,能在空隙和狭缝中测量。它的阻值高,测量结果受引线的影响小,可用于远距离测量。它的过载能力强,成本低廉。但热敏电阻的阻值与温度为非线性关系,所以它只能在较窄的范围内用于精确测量。热敏电阻在一些精度要求不高的测量和控制装置中得到广泛应用。为了克服热敏电阻的非线性,通常我们在电路里用温度系数很小的精密电阻与热敏电阻串联或并联构成电阻网络。 3.热电偶冷端温度对热电偶的热电势有什么影响?为消除冷端温度影响可采用哪些措施? 答:热电偶测量温度时要求其冷端(测量端为热端,通过引线与测量电路连接的端称为冷端)的温度保持不变,其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。若测量时,冷端的(环境)温度变化,将严重影响测量的准确性。热电偶冷端补偿方法有很多种,主要包括冰点法(0℃恒温法、冰浴法)、电桥法、二极管补偿法(半导体P N结)、集成温度传感器补偿法、恒温迁移补偿法、热电势修正法(计算修正法)、软件补偿法(微机法)、最小二乘拟合法、铂电阻测量冷端温度法等方法。 4.集成温度传感器的测温原理,有何特点? 答:集成温度传感器的测温原理是基于晶体管的PN结随温度变化而产生漂移现象研制的。众所周知,晶体管PN结的这种温漂,会给电路的调整带来极大的麻烦。但是,利用PN结的温漂特性来测量温度,可研制成半导体温度传感元件。如前所述,晶体管的基极一发射极电压在恒定集电极电流条件下,可以认为与温度呈线性关系。但是,严格地说,这种线性关系是不完全的,即关系式中存在非线性项。另一方面,这种关系也不直接与任何温标(绝对、摄氏、华氏或其它温标)相对应。实际上,随着温度升高,基极-发射极电压反而下降。此外,即使是同一型号同一批次的晶体管,其基极一发射极电压值也可能有±100m V的分散性。鉴于上

传感器原理及其应用期末预习复习资料

信息技术包括计算机技术、通信技术和传感器技术,是现代信息产业的三大支柱。 1.什么是传感器? 广义:传感器是一种能把特定的信息按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。 狭义:能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。 国家标准:定义:能够感受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。 2.传感器由哪几个部分组成?分别起到什么作用? 传感器一般由敏感元件、转换原件和基本电路组成。敏感元件感受被测量,转换原件将其响应的被测量转换成电参量,基本电路把电参量接入电路转换成电量。传感器的核心部分是转换原件,转换原件决定传感器的工作原理。 3.传感器的总体发展趋势是什么?传感器的应用情况。 传感器正从传统的分立式朝着集成化、数字化、多功能化,微型化、智能化、网络化和光机电一体化的方向发展,具有高精度、高性能、高灵敏度、高可靠性、高稳定性、长寿命、高信噪比、宽量程和无维护等特点。未来还会有更新的材料,如纳米材料,更有利于传感器的小型化。发展趋势主要体现在这几个方面:发展、利用新效应;开发新材料;提高传感器性能和检测范围;微型化与微功耗;集成化与多功能化;传感器的智能化;传感器的数字化和网络化。 4.了解传感器的分类方法。所学的传感器分别属于哪一类? 按传感器检测的范畴分类:物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器按传感器的输出信号分类:模拟传感器、数字传感器 按传感器的结构分类:结构型传感器、物性型传感器、复合型传感器 按传感器的功能分类:单功能传感器、多功能传感器、智能传感器 按传感器的转换原理分类:机—电传感器、光—电传感器、热—电电传感器、磁—电传感器 电化学传感器 按传感器的能源分类:有源传感器、无源传感器 国标制定的传感器分类体系表将传感器分为:物理量、化学量、生物类传

传感器与检测技术试卷及答案

传感器与检测技术试卷及答案 ((((试卷一试卷一试卷一试卷一)))) 第一部分选择题(共24 分) 一、单项选择题(本大题共12小题,每小题2 分,共24分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项 是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内。错选、多选和未选均无分。 1.下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是(C)A.压力B.力矩C.温度D.厚度 2.属于传感器动态特性指标的是( D ) A.重复性B.线性度C.灵敏度D.固有频率 3.按照工作原理分类,固体图象式传感器属于( A )A.光电式传感器B.电容式传感器C.压电式传感器D.磁电式传感器4.测量范围大的电容式位移传感器的类型为(D ) A.变极板面积型B.变极距型 C.变介质型D.容栅型 5.利用相邻双臂桥检测的应变式传感器,为使其灵敏度高、非线性误差小( C ) A.两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片 B.两个桥臂都应当用两个工作应变片串联 C.两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片 D.两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片 6.影响压电式加速度传感器低频响应能力的是( D )A.电缆的安装与固定方式B.电缆的长度 C.前置放大器的输出阻抗D.前置放大器的输入阻抗 7.固体半导体摄像元件CCD 是一种() A.PN结光电二极管电路B.PNP 型晶体管集成电路 C.MOS型晶体管开关集成电路D.NPN型晶体管集成电路 8.将电阻R 和电容C 串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的RC吸收电路,其作用是 () A.抑制共模噪声B.抑制差模噪声C.克服串扰D.消除电火花干扰 9.在采用限定最大偏差法进行数字滤波时,若限定偏差△Y≤0.01,本次采样值为0.315,上次 采样值为0.301,则本次采样值Yn应选为() A.0.301 B.0.303 C.0.308 D.0.315 10.若模/数转换器输出二进制数的位数为10,最大输入信号为2.5V,则该转换器能分辨出的最 小输入电压信号为() A.1.22mV B.2.44mV C.3.66mV D.4.88mV 11.周期信号的自相关函数必为() A.周期偶函数B.非周期偶函数C.周期奇函数D.非周期奇函数12.已知函数x(t)的傅里叶变换为X(f),则函数y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为() 第二部分非选择题(共76分) 二、填空题(本大题共12小题,每小题1分,共12分)不写解答过程,将正确的答案写在每小 题的空格内。错填或不填均无分。 13.对传感器进行动态的主要目的是检测传感器的动态性能指标。 14.传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下,允许超过 的能力。 15.传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式,向方向发展。 16.已知某传感器的灵敏度为K0,且灵敏度变化量为△K0,则该传感器的灵敏度误差计算公式为rs= 。 17.为了测得比栅距W更小的位移量,光栅传感器要采用技术。 18.在用带孔圆盘所做的光电扭矩测量仪中,利用孔的透光面积表示扭矩大小,透光面积减小,则表明扭矩。19.电容式压力传感器是变型的。 20.一个半导体应变片的灵敏系数为180,半导体材料的弹性模量为1.8×105Mpa,其中压阻系数πL为Pa-1。 21.图像处理过程中直接检测图像灰度变化点的处理方法称为。 22.热敏电阻常数B 大于零的是温度系数的热敏电阻。 23.若测量系统无接地点时,屏蔽导体应连接到信号源的。 24.交流电桥各桥臂的复阻抗分别为Z1,Z2,Z3,Z4,各阻抗的相位角分别为?1? 2? 3 ?4,若电桥平衡条件为Z1/Z4=Z2/Z3,那么相位平衡条件应为。 三、问答题(本大题共6小题,每小题4分,共24分) 25.简述压电式传感器分别与电压放大器和电荷放大器相连时各自的特点。 26.回答与直线式感应同步器有关的下列问题: (1)它由哪两个绕组组成? (2)鉴相式测量电路的作用是什么? 27.简述压磁式扭矩仪的工作原理。 28.说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点。 29.简述激光视觉传感器将条形码的信息传输的信号处理装置的工作过程。 30.采用逐次逼近法的模/数转换器主要由哪几部分组成? ((((答案一答案一答案一答案一)))) 一、单项选择题(本大题共12小题,每小题2分,共24分) 1.C 2.D 3.A 4.D 5.C 6.D 7.C 8.D 9.A 10.B 11.A 12.B 二、填空题(本大题共12小题,每小题1分,共12 分) 三、问答题(本大题共6小题,每小题4分,共24 分) 25.传感器与电压放大器连接的电路,其输出电压与压电元件的输出电压成正比,但容易受电 缆电容的影响。 传感器与电荷放大器连接的电路,其输出电压与压电元件的输出电荷成正比,电缆电容的影响小。 26.(1)由固定绕组和滑动绕组组成。 (2)检测感应电动势的相位,从而根据相位确定位移量的大小和方向。 27.压磁式扭矩仪的轴是强导磁材料。根据磁弹效应,当轴受扭矩作用时,轴的磁导率发生 变化,从而引起线圈感抗变化,通过测量电路即可确定被测扭矩大小。28.主要特点是:热容量小(或热惯性小),时间常数小,反应速度快。29.(1)多面棱镜高速旋转,将激光器发出的激光束反射到条形码上作一维扫描。 (2)条形码反射的光束经光电转换及放大元件接收并放大后再传输给信号处理装置。 30.由电压比较器、数/模转换器、顺序脉冲发生器、数码寄存器和逐次逼近寄存器组成。 四、计算题(本大题共3小题,每小题8分,共24 分) ((((试卷二试卷二试卷二试卷二)))) 一、填空题(每空1分,共15分) 1.如果仅仅检测是否与对象物体接触,可使用_______作为传感器。 2.红外图像传感器由红外敏感元件和_______电路组成。 3.在电阻应变片公式,dR/R=(1+2μ)ε+λEε中,λ代表_______。 4.利用电涡流位移传感器测量转速时,被测轴齿盘的材料必须是_______。 5.当磁头相对于磁尺不动时,仍有感应电动势输出的是静态磁头,且输出电势的幅值由_______所决定。 6.动态标定的目的,是检验测试传感器的_______指标。 7.确定静态标定系统的关键是选用被测非电量(或电量)的标准信号发生器和_______。 8.传感器的频率响应特性,必须在所测信号频率范围内,保持_______条件。 9.热电偶电动势由_______电动势和接触电动势两部分组成。 10.SnO2型半导体气敏器件非常适宜检测浓度较_______的微量气体。 11.有源滤波器由集成运放和_______组成。 12.采用_______电源供电的电桥称为交流电桥。 13.多路模拟开关由_______和多路双向模拟开关组成。 14.为了提高检测系统的分辨率,需要对磁栅、容栅等大位移测量传感器输出信号进行_______。 15.若随机信号x(t)、y(t)的均值都为零,当τ→∞时,它们的互相关函数Rxy(τ)=_______。 二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中,选出一个正确答案,并将正确答案的序号填在题 干的括号内。每小题1分,共15 分) 1.对压电式加速度传感器,希望其固有频率( ) A.接近零 B.尽量低些 C.尽量高些 D.任意 2.( )传感器可用于医疗上-50℃~150℃之间的温度测量。

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