传感器原理及应用习题 .pdf

第1章传感器基础理论思考题与习题答案

1.1什么是传感器？（传感器定义）

解：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，通常由敏感

元件、转换元件和调节转换电路组成。

1.2传感器特性在检测系统中起到什么作用？

解：传感器的特性是指传感器的输入量和输出量之间的对应关系，所以它在检测系统中的作

用非常重要。通常把传感器的特性分为两种：静态特性和动态特性。静态特性是指输入不随

时间而变化的特性，它表示传感器在被测量各个值处于稳定状态下输入输出的关系。动态特

性是指输入随时间而变化的特性，它表示传感器对随时间变化的输入量的响应特性。

1.3传感器由哪几部分组成？说明各部分的作用。

解：传感器通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路三部分组成。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

被测量转换成电信号的部分，调节转换电路是指将非适合电量进一步转换成适合电量的部

分，如书中图1.1所示。

1.4传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意

义？动态参数有那些？应如何选择？

解：在生产过程和科学实验中，要对各种各样的参数进行检测和控制，就要求传感器能感受

被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量，这取决于传感器的基本特性，即输出

—输入特性。衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度，迟滞和重复性等。意义略（见

书中）。动态参数有最大超调量、延迟时间、上升时间、响应时间等，应根据被测非电量的

测量要求进行选择。

1.5某位移传感器，在输入量变化5mm时，输出电压变化为300mV，求其灵敏度。

U300103

解：其灵敏度k60

X5103

1.6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：S=0.2mV/℃、

1

1

S=2.0V/mV、S=5.0mm/V，求系统的总的灵敏度。

23

1.7某线性位移测量仪，当被测位移由4.5mm变到5.0mm时，位移测量仪的输出电压由3.5V

减至2.5V，求该仪器的灵敏度。

解：该仪器的灵敏度为

2.53.5

S2V/mm

5.04.5

1.8某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下：

铂电阻温度传感器：0.45Ω/℃

电桥：0.02V/Ω

放大器：100(放大倍数)

笔式记录仪：0.2cm/V

求：(1)测温系统的总灵敏度；

(2)记录仪笔尖位移4cm时，所对应的温度变化值。

解：

（1）测温系统的总灵敏度为

S0.450.021000.20.18cm/℃

（2）记录仪笔尖位移4cm时，所对应的温度变化值为

t422.22℃

0.18

1.9有三台测温仪表，量程均为0~800℃，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％，选那台仪表合理?

解：2.5级时的最大绝对误差值为20℃，测量500℃时的相对误差为4％；2.0级时的最大绝

对误差值为16℃，测量500℃时的相对误差为3.2％；1.5级时的最大绝对误差值为12℃，

测量500℃时的相对误差为2.4％。因此，应该选用1.5级的测温仪器。

1.10某温度传感器为时间常数T=3s的一阶系统，当传感器受突变温度作用后，试求传感

器指示出温差的1/3和1/2时所需的时间。

解：设温差为A，测此温度传感