传感器原理与应用(韩向可主编)习题答案 .pdfVIP

第1章绪论

1、什么叫传感器？它由那几部分组成？各部分有什么作用？

传感器(Transducer/Sensor)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。即：传感器是一种以一定精确度把被测量（主要

是非电量）转换为与之有确定关系、便于应用的某种物理量（主要是电量）的测

量装置。传感器通常由敏感元件、转换元件及转换电路组成，有时还加上辅助电

源。敏感元件：它是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一种量的

元件。转换元件：转换元件把输入量转换成电路参量。信号调节转换电路：把敏

感元件输出的电信号转换为便于显示、记录、控制和处理的有用的电信号的电路。

辅助电源：信号调节转换电路以及传感器工作必须有辅助的电源,

2、什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？

传感器的静态特性是指传感器的输入信号不随时间变化或变化非常缓慢时，

所表现出来的输出响应特性，称静态响应特性。通常用来描述静态特性的指标有：

测量范围、精度、灵敏度、稳定性、非线性度、重复性、分辨率、迟滞等。

3、请例举出两个你用到或看到的传感器，并说明其作用。如果没有传感器，

可能出现哪种状况。

热水器中的温度传感器一般用铂电阻温度传感器，一般用于温度测量，使得热水器能够

自动调节水温的高低。

数控机床中的光栅位移传感器，给数控系统提供精确的位移信号，保证机床的精密加工。

第2章电阻式传感器

2-1简述电位器式传感器的工作原理。

电位器式电阻传感器一般由电阻元件、骨架及电刷(滑动触点)等组成，电刷相对于电阻

元件的运动可以是直线运动、转动或螺旋运动。当被测量发生变化时，通过电刷触点在电阻

元件上产生移动，该触点与电阻元件间的电阻值就会发生变化，即可实现位移(被测量)与电

阻之间的线性转换，这就是电位器传感器的工作原理。

2-2如图所示电路是电阻应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路，图中R=R=R是固

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定电阻，R与R是电阻应变片，工作时R受拉，R受压，ΔR=0，桥路处于平衡状态，当

1414

应变片受力发生应变时，桥路失去平衡，这时，就用桥路输出电压U表示应变片变后电阻

cd

值的变化量。试证明：U=-（E/2）(ΔR/R)。

cd

证：RRR,RRRUUU

14cdcbdb

RR2RR

EEE

RRRRRR22

4RR

ER

略去R的第二项，即可得U

cd2R

题2-2图

2-3电阻应变片阻值为R=120，灵敏度系数K=2，沿纵向粘贴于直径为0.05m的圆

112

形钢柱表面，钢材的弹性模量E=2×10N/m，泊松比=0.3,求钢柱受10吨拉力作用时，

R

应变片电阻的变化量R和相对变化量。又若应变片沿钢柱圆周方向粘贴，受同样拉力

R

作