传感器原理及应用+吴建平+着+机械工业出版社docx文档格式.docx

1、它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置；能按一定规律将被测崑转换成电信 号输出；传感器的输出与输入之间存在确定的关系。按使用的场合不同传感器又称为变换器、 换能器、探测器。L2答:组成一由敏感元件、转换元件、基本电路组成；关系，作用一传感器处于研究对象与测试系统的接II位置，即检测与控制之首。传感 器是感知、获取与检测信息的窗II,沏科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过 传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信兮，其作用与地位特别13答：（略）答：按照我国制定的传感器分类体系表，传感器分为物理量传感器、化学量传感器以及生物 量传感器三人类，含12个小类。按传感器的检测对象可分为

2、：力学量、热学量、流体量、 光学量、电量、磁学量、声学量、化学量、生物量、机器人等等。15答：图形符号（略），各部分含义如下：1敏感元件：指传感器中直接感受被测量的部分。2传感器：能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，通常由敏感元件和转换元件组成。3信号调理器：对于输入和输出信号进行转换的 装置。4变送器：能输出标准信号的传感器答：（略）第2章传感器的基本特性2 1传感器的静态持性是什么？由哪些性能指标描述？它们一般可用哪些公式表示？ 22传感器的线性度是如何确定的？确定拟合直线有哪些方法？传感器的线性度儿表征了什么含义？为什么不能笼统的说传感器的线性度是多少。23传

3、感器动态特性的主要技术指标有哪些？它们的意义是什么？24传递函数、频率响应两数和脉冲响应函数的定义是什么？它们之间有何联系与区别？25有一温度传感器，微分方程为30妙/力+” = 0.15才，其中丿为输出电压（mV）,才为 输入温度CC）。试求该传感器的时间常数和静态灵敏度。26有一温度传感器，当被测介质温度为测温传感器显示温度为与时，可用下列方程表 示：4 = A + T0（/）o当被测介质温度从25C突然变化到300-C时，测温传感器 的时间常数io=l20s,试求经过350s后该传感器的动态误差。27某力传感器属二阶传感器，固有频率为1000Hz,阻尼比为0 7,试求用它测量频率为600

4、Hz 的正弦交变力时的振幅相对误差和相位误差。28已知某二阶传感器系统的固仃频率为20kHz,阻尼比为0 1,若要求传感器的输出幅值误 差不大于3%,试确定该传感器的工作频率范闱。29设有两只力传感器均町作为.阶系统处理，固有频率分别为800Hz和2 2kHz,阻尼比均 为04,欲测量频率为400Hz止弦变化的外力，应选用哪一只？并计算所产生的振幅相 对误差和相位误差。21答：静特性是当输入量为常数或变化极慢时，传感器的输入输出特性，其主要指标有线性度、 迟滞、觅复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性。传感器的静特性由静特 性曲线反映出来，静特性曲线由实际测绘中获得。人们根据传感器

5、的静特性来选择合适的传 感器。22答：1）实际传感器有非线性存在，线性度是将近似后的拟合直线与实际曲线进行比较，其 中存在偏差，这个最大偏差称为传感器的非线性误差，即线性度，2） 选取拟合的方法很多，主要有：理论线性度（理论拟合）；端基线性度（端点连线拟合）: 独立线性度（端点平移拟合）；最小二乘法线性度。3） 线性度儿是表征实际特性与拟合直线不吻合的参数。4） 传感器的非线性误差是以一条理想II线作基准，即使是同一传感器基准不同时得出 的线性度也不同，所以不能笼统地提出线性度，半提出线性度的非线性误差时，必须说明所 依据的基准直线。2.3 答：1） 传感器动态特性主要有：时间常数0固有频率:

6、阻尼系数2） 含义：z越小系统需要达到稳定的时间越少：固有频率越高响应曲线上升越快； 当为常数时响应特性取决于阻尼比阻尼系数越人，过冲现象减弱，gni时无过冲. 不存在振荡，阻尼比直接影响过冲量和振荡次数。24答：25解：対微分方程两边进行拉氏变换，Y（s）（3Os+3）=O 15X（s）贝J该传感器系统的传递函数为：&（卄空二空=竺_才（S）30$+3 10$+1该传感器的时间常数z=10,灵敏度k=0 0526解：动态误差由稳态误差和暂态谋差组成。先求稳态误差： 对方程两边去拉氏变换得：7i（j）=久（$）+ 讥$7心）则传递函数为8） 17心）T$+l対于一阶系统，阶跃输入下的稳态误差4

7、 = 0,再求暂态误差: 当t=350s时，暂态误差为勿=（300 - 25）3a/120 = 14.889故所求动态误差为： 久尸14.88。27解：所求幅值误差为0 947,相位滞后5210+ 2府邑3“0（川）=r , =-1=0.947则，频率为600Hz时的幅值为L- # r 12 rr 匕 /r- #600 .- r 600 -h一（矗）+丝-+l2x0-7xir|g）|=相対误差为（1-0 947） xl00=5 3%f 600 2x0.7 x t 1 = _5270 1-（）2100016购 1=|1 - （）3F + 2孑邑F J1-（-） F + 2 X 0.1 x 3” 3, v 10000 10000J 1 FF + 2x0.1x 少 FV 10000 10000令O）冃皿（盘）0则021.960 +0.0574 = 0 解得o = l93, ft）:r = 0.03 代入上式，得 。=1389比血=173处（0门-196少-0.0628 = 0 解得心 =1.99（舍负） 代入上式，得33 = 141 说由图2-18 r阶传感器系统的幅频特性曲线知，该传感器的工作频率范H；l为:1389tV / D1）十=上巴空 则轴向应变为：MUR