传感器课后习题答案

习题1 传感器及其特性

1-1 什么叫传感器？它由哪几部分组成？并说出各部分的作用及其相互间的关系。

答：传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。

通常传感器由敏感元件和转换元件组成。

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。

由于传感器的输出信号一般都很微弱, 因此需要有信号调节与转换电路对其进行放大、运算调制等。随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用，传感器的信号调节与转换电路可能安装在传感器的壳体里或与敏感元件一起集成在同一芯片上。此外，信号调节转换电路以及传感器工作必须有辅助的电源，因此信号调节转换电路以及所需的电源都应作为传感器组成的一部分。

1-2 简述传感器的作用和地位及其传感器技术的发展方向。

答：传感器位于信息采集系统之首，属于感知、获取及检测信息的窗口，并提供给系统赖以进行处理和决策所必须的原始信息。没有传感技术，整个信息技术的发展就成了一句空话。科学技术越发达，自动化程度越高，信息控制技术对传感器的依赖性就越大。

发展方向：开发新材料，采用微细加工技术，多功能集成传感器的研究，智能传感器研究，航天传感器的研究，仿生传感器的研究等。

1-3 传感器的静态特性指什么？衡量它的性能指标主要有哪些？

答：传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出—输入关系。与时间无关。

主要性能指标有：线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。 1-4 传感器的动态特性指什么？常用的分析方法有哪几种？

答：传感器的动态特性是指其输出与随时间变化的输入量之间的响应特性。 常用的分析方法有时域分析和频域分析。时域分析采用阶跃信号做输入，频域分析采用正弦信号做输入。

1-5 解释传感器的无失真测试条件。

答：对于任何一个传感器(或测试装置)，总是希望它们具有良好的响应特性，精度高、灵敏度高，输出波形无失真的复现输入波形等。实现上述要求，需要满足一定的条件，称此条件为传感器的无失真测试条件。

1-6 传感器的标定有哪几种？为什么要对传感器进行标定？

答：传感器的标定分为静态标定和动态标定两种。

静态标定的目的是确定传感器静态特性指标，如线性度、灵敏度、滞后和重复性等。

动态指标标定的目的是确定传感器的动态特性参数，如频率响应、时间常数、固有频率和阻尼比等。

1

1-7 传感器的作用是用来实现由非电量到电量的转换。 【√】 1-8 表示测量装置的静态输入与输出之间关系的实验曲线称为【B】。

A.理论直线

B.标定曲线

C.理论标定曲线

D.幅频曲线

1-9 属于传感器动态特性指标的是【D】。

A.重复性 A.接近真值

B.线性度 B.偏离拟合直线

C.灵敏度 D.固有频率 C.正反行程不重合

D.重复性

1-10 非线性度是表示校准曲线【B】的程度。

1-11 动态性能好的传感器，其输出波形不会产生失真现象。 【×】 1-12 若将计算机比喻成人的大脑，那么传感器则可以比喻为【B】。

A.眼睛 的特性。

A.时间

B.被测量

C.环境

D.地理位置 D.不同测量 D.迟滞越小 D.滤波电路 D.时间常数 D. ξ=0

1-14 迟滞误差表明的是在【C】期间输出-输入特性曲线不重合的程度。

A.多次测量 A.线性度越好 A.放大电路 A.线性度 A.ξ>1

B.同次测量 B.分辨力越高

C.正反行程 C.重复性越好

1-15 传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的【B】。

1-16 通常意义上说的传感器包括了敏感元件在内的两个组成部分，另外一个是【C】。

B.数据采集电路 B.固有频率 B.ξ=1

C.转换电路 C.阻尼比

1-17 一阶系统的动态表征参数是【D】。

1-18 为获得较好的动态特性，在二阶传感器设计时，一般选择ξ【C】。

C.ξ=0.6～0.7

B.感觉器官

C.手

D.皮肤

1-13 传感器的静态特性，是指当传感器输入、输出不随【A】变化时，其输出-输入

2