传感器与测试技术概述

电视大学,*,1.1 传感器与测试技术概述,中央电大往届试题,画出测试系统的组成框图，并说明个组成部分的作用。（14分；07.7.；08.1.；P3),答：,传感器,作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，通常传感器将被测量转换成电信号。,信号变换,部分是对传感器送出的信号进行加工。例如将电阻的变化 转化为电压的变化。,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。,1,中央电大往届试题,1.1 传感器与测试技术概述,2、简答题：（5分，2008.7.P5）,传感器：,答：是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。,选择题：（2,分；,2004.1.；2005.7.P4）,1、,作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。,A、敏感元件 B、转换元件,C、传感器 D、被测量,2,1.1 传感器与测试技术概述,中央电大往届试题,问答题,（10分；04.7.；05.7.；P6）,什么是传感器？画出其组成框图并介绍各环节的功能。,答：,传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。,传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。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物理量的元件；转换元件：它将敏感元件的输出量转换成电路参量（电阻、电容、电感）。转换电路：将转换元件输出的电路参数转换成电量输出。,3,中央电大往届试题,1、,选择题（每空2分；2004.1.；2005.1.；2005.7.,P,8）：,为了满足测试的需要，应对传感器的,灵敏度、线性度、信噪比、滞后、漂移、,、,负载效应等技术性能指标提出基本要求。,A、重复性 B、体积,C、温度性能 D、抗震性,E、动态性能 F、质量,4,1.2 传感器的定义、组成及分类,1、,选择题（每空2分；2006.7.,P,7）：,电参量式传感器包括,、,、,三种基本形式。,A、电阻式 B、磁电式,C、压磁式 D、电容式,E、电感式 F、光电式,中央电大往届试题,2、问答题:,(8分；2004.1.P7）,按照工作原理分类和按照输入量（即被测量）分类是传感器最常用的分类方法，这两种分类方法各有何优点？,答：,按照工作原理分类对于,学习研究,传感器原理较为有利；按照输入量（即被测量）分类便于实际使用者,选用,传感器。,5,中央电大往届试题,2.1 传感器的静特性,简答题：,静特性：（5分，2004.1.；2008.7.,09.7.,P13）,答：传感器的静特性是指传感器在输入量的各个值处于稳定状态时的输出与输入关系，即当输入量是常量或变化极慢时，输出与输入的关系。,6,2.1.3,迟滞（回差）,：,1、简答题：（,5分；,2008.1.,09.7.,P15）,线性度：,答：,实际测试获得传感器静特性曲线后，实际的输出-输入曲线与拟合曲线(工作曲线，一般为直线)间必有偏差，其,最大偏差,即为线性度。,中央电大往届试题,图,传感器的线性度,实际曲线,拟合曲线,7,2.1.3,迟滞（回差）,：,1、填空题：（2004.1.2分；P16）,传感器在正(输入量增大)反(输入量减小)行程中输出输入曲线不重合称为,。它一般由实验方法测得。,中央电大往届试题,2、填空题：（2007.1.2分；P16）,力传感器的测量范围为0-+10N，量程为10N，满量程输出为5V,正行程最大重复性偏差为0.03V，反行程最大重复性偏差为0.026V，则其重复性误差为,（,0.6%,）,。,8,中央电大往届试题,问答题：（5分；2005.1.P18),何为传感器的分辨力和阈值？,答：,分辨力是指传感器在规定测量范围内所能检测出被测输入量的最小变化值。阈值是能使传感器的输出端产生可测变化量的最小被测输入量值，即零点附近的分辨力。,2.1 传感器的静特性,9,2.1.8,漂移：,中央电大往届试题,1、选择题：（每空3分；2007.1.；P18),在一定时间间隔内，传感器的输出存在着与被测输入量无关的、不需要的变化叫漂移。漂移常包括,漂移和,漂移。,A、零点 B、干扰 C、温度,D、噪声 E、时间 F、灵敏度,2、简答题：（5分；08.1.P18）,稳定度：,答：,稳定性又称长期稳定性，即传感器在长时间内保持其原性能的能力。稳定性一般以室温条件下经过规定时间间隔后，用传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异来表示。,10,2.1.11,误差表达：,中央电大往届试题,填空题：（2分；2006.7.P19）,1、,是指测量结果与被测参量真值之间所存在的差值的绝对值；,是指测量的绝对误差与被测量真值的比值；,是指测量的绝对误差与仪表的满量程之比；,通常用来表征仪器本身,11,中央电大往届试题,2.2传感器的动态特性,选择题：（2分；04.7.；07.1.,09.7.,P19）,传感器的动态特性,是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。动态特性好的传感器，,。,A、其测量的绝对误差与仪表的满量程之比小,B、其输出量随时间变化的曲线与被测量随时间变化的曲线一致或者相近。,C、其输出量中与被测输入量无关的变化小,D、其动态数学模型可以用线性常系数微分方程来表示,什么是传感器的动态特性？（5分；05.1.P19）,答：动态特性,是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。动态特性好的传感器，其输出量随时间变化的曲线与被测量随时间变化的曲线一致或者相近。,12,2.2传感器的动态特性,频域内传感器,无失真检测条件是,：,幅频特性应当是常数(即水平直线)；,相频特性应该是线性关系。,A(）,A,0,0,(）,0,传感器的无失真检测条件：P29,中央电大往届试题,简答题：,无失真检测条件是什么？（6分；2008.7.P29）,答：,幅频特性应当是常数(即水平直线)；,相频特性应该是线性关系。,13,2.2传感器的动态特性,传感器在产品制造阶段及长期使用阶段，为保证测量结果的精确可靠，需要进行标定和定期校准。在测定静态参数时，以标准量作为输入，测出输出-输入关系曲线，从而可以确定该测量装置的非线性度、灵敏度等参量，以便评价该装置是否合格及精度等级。,在作动态态参数测定时，主要就是要测定其频响函数，以确定其不失真工作频段是否符合规定要求。确定频响函数的方法是以标准信号输入，测出其输出信号，从而求得需要的特性。输入的标准信号有,正弦信号,、,脉冲信号,和,阶跃信号,。,中央电大往届试题,问答题：（6分；08.1.；P30）,测定频响函数的方法有哪几种？答：,确定频响函数的方法是以标准信号输入，测出其输出信号，从而求得需要的特性。输入的标准信号有正弦信号、脉冲信号和阶跃信号。,频响函数测定：P30,14,2.3传感器的标定与校准,中央电大往届试题,选择题,（每空2分；2005.7.；2007.1.P33）,传感器的动态标定主要是研究传感器的动态响应，而与动态响应有关的参数，对一阶传感器有,；对二阶传感器则有,和,。,A、上升时间 B、稳定时间 C、超调量,D、阻尼比 E、时间常数 F、固有频率,15,