中国大学传感器与检测技术_6期末答案(mooc2023课后作业答案)

分类：医卫类习题发布于：2024-06-02 16:57:03ė59211次浏览660条评论

中国大学传感器与检测技术_6期末答案(mooc2023课后作业答案)

第一讲绪论

第一讲绪论_作业

1、中国简述传感器的大学定义，结构以及分类（30分）

2、传感测技绘制测量系统的器检基本结构方框图（15分），说明各部分的术期作用（15分）

3、有一压力传感器，末答测量范围为50～300kPa，案m案输出特性如图所示，后作请用作图法求取该压力传感器在输入为250kPa时的业答灵敏度K250，并比较在输入为70kPa时灵敏度的中国大小。

第二讲传感器与测量系统的大学基本特性

第二讲传感器与测量系统的基本特性_作业

1、选择题（每空10分，传感测技共100分） 1．仪表的器检精度等级是指仪表的（） A．绝对误差 B．最大误差 C．相对误差 D．最大引用误差 2.属于传感器静态指标的是( ) A.固有频率 B.临界频率 C.阻尼比 D.重复性 3.传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的术期( ) A.线性度越好 B.灵敏度越高 C.重复性越好 D.迟滞越小 4.传感器的静态指标标定是给传感器输入已知不变的( )，测量其输出。末答 A.标准电量 B.正规电量 C.标准非电量 D.正规非电量 5. 在尘埃、油污、温度变化较大伴有振动等干扰的恶劣环境下测量时,传感器的选用必须首先考虑( )因素。 A .响应特性 B.灵敏度 C.稳定性 D.精确度 6.一般来讲，传感器的静态特性应保持（）关系 A. 一一对应 B. 线性 C. 一一对应的近似线性关系 D.一一对应的线性关系 7. 某温度仪表的测温范围为0～600℃，已知测温误差小于±4℃，该仪表的精度是（）。如果在测量过程中工艺要求测温误差小于±4℃，则选择（）精度的测温范围为0～600℃的温度仪表比较合适？ A.0.5级 B.0.7级 C. 1.0级 D. 1.5级 8. 电工实验中，采用平衡电桥测量电阻的阻值，属于（）测量。 A. 偏位式 B. 零位式 C. 微差式 D.偏零式 9. 在选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。这时必须考虑到应尽量使所选购的仪表量程为被测量的（）左右为宜。 A.3倍 B. 10倍 C. 1.5倍 D. 0.75倍

第三讲测量误差分析

第三讲测量误差分析_作业

1、一判断题（每题2分，共24分） 1.误差是指在检测过程中仪表测量值与真值之间的差值。 2．相对误差的表示方法有示值相对误差、实际相对误差和最大偏差。 3.在测量过程中，测量结果的准确度的评价常常使用相对误差，相对误差越小，测量的精确度越高 4.系统误差是指仪表本身或其他原因引起的有规律的误差，误差的绝对值和符号固定不变。 5.随机误差的存在，表现为每次测量值偏大或偏小是随机的，但它服从一定的大数统计规律。 6.在测量过程中，按照误差产生的原因可将误差分为系统误差、随机误差和粗大误差。 7. 系统误差的判别方法有实验对比法，残差观察法，马利科夫判据，阿卑-赫梅特判据等。 8. 系统误差的消除方法有从误差来源上消除，引入修正值，对称法和替代法等。 9. 在一定的置信概率下，标准差越小，置信区间越宽，测量数据的可靠度越高。 10. 随机误差的消除方法是一经发现，马上剔除； 11.粗大误差的消除方法是在相同条件下，多次重复测量值求算术平均。 12.在测量过程中，按照误差的性质可将误差分为仪表误差，环境误差，理论误差和方法误差，人为误差。

2、二填写测量数据的基本处理步骤的顺序（1）计算样本的方差和标准差（2）每次测量值xi剩余误差及其平方值如表（3）求算术平均值（4）如有坏值，剔除，转（），否则（）（5）由测量值的标准差计算被测量算术平均值的标准差（6）表示最后测量结果（7）判别线性累积系统误差和周期性系统误差

3、三、欲测240V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%，请计算后回答：若选用量程为250V电压表，其准确度S应选模拟仪表中的哪一个等级？如果选用量程为300V和500V的电压表，其准确度S又应该选哪一级。（20分）

4、四、已知待测重量约为75N左右，现有两只测重量仪表，一只为0.5级，测量范围为0∽500N；另一只为1.0级，测量范围为0∽100N。问选用哪一只测重量仪表较好?为什么?(写出计算过程) （20分）

5、五、用一台 3 位（俗称 3 位半）、精度为 0.5 级（已包含最后一位的 + 1 误差）的数字式电子温度计，测量汽轮机高压蒸汽的温度，数字面板上显示出下图所示的数值。假设其最后一位即为分辨力，求该仪表的：（20分） 1 ）分辨力、分辨率。 2 ）可能产生的最大满度相对误差和绝对误差。 3 ）被测温度的示值。 4 ）示值相对误差。 5）被测温度t的实际范围（提示：该三位半数字表的量程上限为 199.9 ℃ ，下限为 0 ℃ ）

第四讲电阻应变式传感器

第四讲电阻式传感器作业

1、一. 单项选择题（共70分,每小题） 1. 半导体应变片的电阻相对变化主要是由于电阻丝的（）变化产生的。 A . 电阻率 B. 尺寸 C.形状 D.材质 2. 金属应变片的电阻相对变化主要是由于电阻丝的（）变化产生的。 A . 电阻率 B. 尺寸 C.形状 D.材质 3.设有一电路，R1、R3是工作桥臂，R2、R4是固定电阻，且R1=R2=R3=R4。工作时R1→R1+2?R1，R3→R3-2?R3 ?R3=?R1 若e0为电桥的电源电压，则电桥输出电压为(B ) A. ?R1*e0/2R1 B. ?R1*e0/R1 C.2?R1*e0/R1 D. 4?R1*e0/R1 4. 在电阻应变片中对金属丝的要求，下面哪一项是正确的( ) A.具有比较低的电阻系数 B.具有较大的温度系数 C.具有较高的弹性极限 D.对铜的热电动势要大 5. 电阻应变式传感器中金属应变片的工作原理是基于（）。 A. 压阻效应 B.压电效应 C.应变效应 D. 霍尔效应 6. 电阻应变式传感器中半导体应变片的工作原理是基于（）。 A. 压阻效应 B.压电效应 C.应变效应 D. 霍尔效应 7 . 金属应变片与半导体应变片相比较，具有（）特点 A．稳定性和温度特性好 B. 应变灵敏度大 C. 体积小 D. 能制成具有一定应变电阻的元件

2、二 .多项选择题（共30分，每小题10分，选错、不选或少选不给分） 1. 测量电桥根据供电电源不同可以分为直流电桥和交流电桥，直流测量电桥中，下列叙述正确的是（）。 A. 半桥的输出电压和灵敏度都比单桥大一倍，且非线性得到改善。 B. 全桥的输出电压和灵敏度都比半桥大一倍，实际应用中尽量采用全桥。 C. 全桥的输出电压和灵敏度都比单桥大2倍，且非线性得到改善。 D．半桥的输出电压和灵敏度都比单桥大一倍，且非线性得到改善。 2. 金属应变片温漂产生的原因是( )。 A.电阻丝温度系数引起的； B. 被测材料的线膨胀系数引起的 C．由电阻丝与被测材料的线膨胀系数的不同引起 D. 被测材料的温度系数引起的 3. 电阻应变式传感器可检测（）等物理量。 A．重量 B..加速度 C.物体的固有频率 D. 压力

第五讲电容传感器

第五讲电容传感器作业

1、一．选择题（共100分，每题10分，多选少选不选均不给分） 1. 测量范围小的电容式位移传感器的类型为（）。 A.电容接近开关 B.变介质型 C.变极距型 D.变极板面积型 2. 为减少变极距型电容传感器灵敏度的非线性误差, 应选用( )类型的传感器为最好。 A.大间距 B.高介电常数 C.差动式 D.小间距 3.电容传感器按工作原理来分可以分为（）类型。 A. 变极距型 B. 平行板型 C.变面积型 D.变介电常数型 4. 电容传感器测量液位时，一般采用（）传感器。 A．变极距型 B. 平行板型 C. 圆筒型 D.变介电常数型 5. 与其他电参数型传感器如电阻传感器、电感传感器相比，电容传感器具有（）优点。 A. 测量范围大 B. 响应快 C. 灵敏度高 D.结构简单，适应性强，可在恶劣环境下正常工作 6. 对变极距型和变面积型电容传感器而言，差动脉冲调宽电路的输出电压与变化量△s或△d之间存在( ) 。 A．一一对应关系 B. 线性关系 C. 一一对应的线性关系 D. 一一对应的近似线性关系 7. 电容传感器作为高精度测量装置，影响其测量精度的因素有（）。 A．温度 B. 电场的边缘效应 C. 寄生电容 D. 被测物理量 8. 在城市污水处理系统中，潜水泵作为执行元件，可采用（）来检测电机定子室的密封性能，一旦泄漏水位达到上限阈值，继电器动作，切断电源 A.电容接近开关 B.变介质型 C.变极距型 D.变极板面积型 9. 差动式变极距型电容传感器与变极距型单电容传感器相比，灵敏度提高了（）倍。 A.1 B.2 C.3 D.4 10. 差动脉冲调宽电路属脉冲调制电路，它利用对传感器电容充放电使输出脉冲的宽度随电容量的变化而变化，再经（）可得对应被测量变化的（）信号。 A.低通滤波器，AC B. 高通滤波器，AC C. 高通滤波器，AC D. 低通滤波器，DC

2、

第六讲热电传感器

第八讲热电传感器作业

1、一．单项选择题 1.下列( )温度传感器属于接触式温度传感器 A.全辐射 B.亮度式 C.电阻式 D.半导体 2.不属于非接触式温度传感器的是( ) A.全辐射温度传感器 B.亮度式温度传感器 C.比色温度传感器 D.热电偶式温度传感器 3.下列温度传感器不属于热电偶式温度传感器的是( ) A.普通热电偶 B.铠装热电偶 C.薄膜热电偶 D.热敏电阻热电偶 4.温差电动势是在同一根导体中由于两端( )不同而产生的电动势。 A.压强 B.温度 C.电阻 D.电压 5.一般情况下，要求热敏电阻式传感器的热敏电阻( ) A.呈正弦关系 B.呈余弦关系 C.呈线性关系 D.在一定范围内呈线性关系 6.金属热电阻式温度传感器所测量的温度越高，其敏感元件中的自由电子的运动( ) A.越规则 B.越不规则 C.呈正态分布 D.呈线性分布 7.下列哪种非接触式温度传感器适用于远距离、不能直接接触的高温物体( ) A.全辐射温度传感器 B.亮度式温度传感器 C.热电偶式温度传感器 D.比色温度传感器 8.通常用热电阻式传感器测量( ) A.温度 B.密度 C.加速度 D.电阻 9.热电偶中产生热电势的条件( ) A.两热电极材料相同 B.两热电极材料不同 C.两热电极的两端温度不同 D.两热电极的两端温度相同 10.热电动势的大小，只与组成热电偶的导体材料和两接点的温度有关，而与( )无关。 A.冷端温度 B.尺寸形状 C.补偿导线 D.热源 11.随着温度的升高，陶瓷半导体电子-空穴的浓度按( )规律增加。 A.线性 B.指数 C.对数 D.阶跃 12 .热电偶热电动势由两部分组成，一部分是两种导体的接触电动势，另一部分是单一导体的( )电动势。 A.内部参数 B.输入 C.温差 D.输出

2、已知铜热电阻—Cu100的百度电阻比W(100)=1.42，当用此热电阻测量50oC温度时，其电阻值时多少?若测温时的电阻值为92?，则被测温度是多少?

3、现用一只镍铬-铜镍热电偶测某换热器内的温度，其冷端温度为30oC，显示仪表的机械零位在0oC时，这时指示值为400oC，则认为换热器内的温度为430oC对不对?为什么?正确值为多少?

第一讲至第四讲单元测试

第一单元测试

1、计算题某温度仪表的测温范围为0～800℃，已知测温误差小于±5℃，计算该仪表的精度。如果在测量过程中工艺要求测温误差小于±5℃，则选择什么精度的测温范围为0～600℃的温度仪表比较合适？（写出计算过程）

2、2.下图为某温度测量仪表，满量程为200.0℃，那么它是3 1/3 位仪表。以上说法对吗，说明理由

3、3. 试对表中的一组测量的电阻数据进行处理。 n 1 2 3 4 5 R 167.95 167.45 167.60 167.60 170.87 n 6 7 8 9 10 R 167.88 164.00 167.85 167.82 167.61

4、4. 有一测量起重机起吊物质量的拉力传感器，应变片R1、R2、R3、R4贴在等截面轴上，组成全桥电路，桥路电源为直流6V，请画出全桥转换电路，并在轴上标出4个应变片贴的位置与方向。

5、5.下图为电容传感器测量电路中差动脉冲调宽电路图，试说明该电路的工作原理，画出的波形。（电路图见教材117页图5-10）

6、6. 一冶炼系统由利用“热电效应”制成的K型热电偶测温。已知冷端环境温度为30°C而此时工作端与冷端经延长后电压差EAB（t，30℃）为33.28V （15分）（1）简述热电偶测温为什么要进行冷端补偿。（5分）（2）求用计算修正法修正后的真实被测温度。（10分）附：分度号K热电偶输出（mV）

7、设计题：（20分）以某现场温度控制装置为对象，设计一个能够测量自然环境温度(20—70℃)、测量精度不低于±1℃、以数字方式显示的温度计；要求：以单片机为核心，不使用DS18B20、DHT11等数字温度传感器，显示器自定。（1）选择合适的传感器，给出具体的理由，从精度角度阐述。（2）设计系统结构框图，阐述每部分实现的功能。（3）给出显示部分采用的方案，推导出显示位数。（4）设计传感器测量电路（信号放大、阻抗匹配电路等）（5）推导输出与输入之间的关系式（6）传感器带来的误差有哪些？试说明可以采用哪些减小误差的措施。

综合训练项目

综合训练项目提交

1、一、酒后驾车易出事故，但判定驾驶员是否喝酒过量带有较大的主观因素。请你利用学过的知识，设计一台便携式、交通警使用的酒后驾车测试仪。总体思路是：让被怀疑酒后驾车的驾驶员对准探头（内部装有多种传感器）呼三口气，用一排发光二极管指示呼气量的大小（呼气量越大，点亮的LED越多）。当呼气量达到允许值之后，“呼气确认”LED亮，精酒蒸气含量数码管指示出三次呼气的酒精蒸气含量的平均百分比。如果呼气量不够，则提示重新呼气，当酒精含量超标时，LED闪亮，蜂鸣器发出“嘀……嘀……”声。根据以上设计思路，请按以下要求操作： 1）画出你构思中的便携式酒后驾车测试仪的外形图，包括一根带电缆的探头以及主机盒。在主机盒的面板上必须画出电源开关、呼气指示LED若干个、呼气次数指示LED3个、酒精蒸气含量数字显示器、报警LED、报警蜂鸣器发声孔等。 2）画出测量呼气流量的传感器简图。 3）画出测量酒精蒸气含量的传感器简图。 4）画出测试仪的电原理框图。 5）简要说明几个环节之间的信号流程。 6）写出该酒后驾车测试仪的使用说明书。二、工业或汽车中经常需要测量运动部件的转速、直线速度及累计行程等参数。现以大家都较熟悉的自行车的车速及累计公里数测量为例，来了解其他运动机构的类似原理。现要求在自行车的适当位置安装一套传感器及有关电路，使之能显示出车速（km/h）、及累计公里数(km)，当车速未达到设定值（vmin）时绿色ＬＥＤ闪亮，提示运动员加速；当累计公里数达到设定值(Lmax)时，红色LED闪亮、喇叭响, 提示运动员停下休息，计数器同时复位，为下一个行程作准备。具体要求如下： 1）你所选择的测圈数的传感器是。 2）画出传感器及显示器在自行车上的安装简图（必须较形象地画出自行车及传感器，并标出传感器的安装位置。 3）画出测量转换电路原理框图（包括显示电路、电源等）。 4）简要说明工作原理。三、粮食部门在收购、存储谷物、菜籽等时，需测定这些粮食、种子的干燥程度，以防霉变。请你根据已学过的知识，设计一台粮食含水量测试仪，要求： 1）能显示在标准质量（100g）条件下粮食的含水量（一般在10%~20%之间）。 2）能进行粮食品种的选择（能输入不同的纠正系数）。 3）粮食易于倒入及倒出（内极柱应为圆锥顶）。 4）外壳对操作者有静电屏蔽作用（可减少手的影响），引线从下方中心接出，并考虑与周边接地外壳绝缘。 5）画出传感器结构简图（可参考图5-6 b的原理，但结构必须按题意作适当的修改）、信号处理框图，并说明其工作原理及优、缺点。四、请根据学过的知识，设计一套装在汽车上和大门上的超声波遥控开车库大门的装置。希望该装置能识别控制者的身份密码（一串32位二进制编码，包括4位引导码、24位二进制码以及4位结束码，类似于电视遥控器发出的编码信号），并能有选择地放大超声信号，而排除汽车发动机及其它杂声的干扰（采用选频放大器）。要求： 1）画出传感器安装简图（包括汽车、大门等）。 2）分别画出超声发射器、接收器的电信号处理框图及开门电路。 3）简要说明该装置的工作原理。 4）上述编码方法最多共有多少组？如何防止盗取密码？ 4）该装置的原理还能用于哪些方面的检测？五、保存贵重物品的场所都需要安装多种不同类型的防盗报警器，例如PVDF压电薄膜玻璃破碎感应片、超声波、红外光电开关、热释电元件、微波多普勒报警器等。现希望在窗户、门口、保险箱前面、上下、左右安装多种传感器、多道防线，组成“与”逻辑的“天罗地网”，以达到多重防护、报警的目的。请你画出相应的图纸，包括立体图和平面图，并写出工程说明书。六、希望用温度IC控制养鸡场（5000只肉鸡的规模）的室内温度，请你做一个方案，要求如下： 1）上网查阅有关养鸡场的资料和鸡舍温度要求；2）写出你的设计方案和所实现的技术指标；3）画出养鸡场的加热、测温设备布置图；4）画出温度测控系统的原理框图；5）简要说明温度测控系统的工作过程。七、请按以下要求构思一个宾馆智能保安系统，系统包括： 1）客房火灾报警系统（火焰、温度、烟雾监测等），并说明如何防止误报警。 2）宾馆大堂玻璃门来客自动开门、关门以及防夹系统。 3）财务室防盗系统。请写出总体构思，画图说明以上三个子系统与计算机之间的联系。