第1章概述

一、單項選擇題

1、下列不屬于按傳感器的工作原理進行分類的傳感器是（）。

A.應變式傳感器B.化學型傳感器

C.壓電式傳感器D.熱電式傳感器

2、通常意義上的傳感器包含了敏感元件和（）兩個組成部分。

A.放大電路B.數據采集電路C.轉換元件D.濾波元件

3、自動控制技術、通信技術、連同計算機技術和（）,構成信息技術的完整信息鏈。

A.汽車制造技術B.建筑技術C.傳感技術D.監測技術

4、傳感器按其敏感的工作原理，可以分為物理型、化學型和（）三大類。

A.生物型B.電子型C.材料型D.薄膜型

5、隨著人們對各項產品技術含量的要求的不斷提高，傳感器也朝向智能化方面發展，其中,

典型的傳感器智能化結構模式是（）o

A.傳感器+通信技術B.傳感器+微處理器

C.傳感器+多媒體技術D.傳感器+計算機

6、近年來，仿生傳感器的研究越來越熱，其主要就是模仿人的（）的傳感器。

A.視覺器官B.聽覺器官C.嗅覺器官D.感覺器官

7、若將計算機比喻成人的大腦，那么傳感器則可以比喻為（）。

A.眼睛B.感覺器官C.手D.皮膚

8、傳感器主要完成兩個方面的功能：檢測和（

A.測量B.感知C.信號調節D.轉換

9、傳感技術與信息學科緊密相連，是（）和自動轉換技術的總稱。

A.自動調節B.自動測量C.自動檢測D.信息獲取

10、以下傳感器中屬于按傳感器的工作原理命名的是（）

A.應變式傳感器B.速度傳感器

C.化學型傳感器D.能量控制型傳感器

二、多項選擇題

1、傳感器在工作過程中，必須滿足一些基本的物理定律，其中包含（）。

A.能量守恒定律B.電磁場感應定律C.歐姆定律D.胡克定律

2、傳感技術是一個集物理、化學、材料、器件、電子、生物工程等學科于一體的交叉學科,

涉及（）等多方面的綜合技術。

A.傳感檢測原理B.傳感器件設計

C.傳感器的開發和應用D.傳感器的銷售和售后服務

3、目前，傳感器以及傳感技術、自動檢測技術都得到了廣泛的應用，以下領域采用了傳感

技術的有：（）?

A.工業領域B.海洋開發領域C.航天技術領域D.醫療診斷技術領域

4、傳感器有多種基本構成類型，包含以下哪幾個（）？

A.自源型B,帶激勵型C.外源型D.自組裝型

5、下列屬于傳感器的分類方法的是：（）

A.按輸入量分B.按工作原理分C.按輸出量分D.按能量變換關系分

6、下列屬于傳感器的分類方法的是：（）

A.按輸入量分B.按工作原理分C.按構成分D.按輸出量分

7、下列屬于傳感器的分類方法的是：（）

A.按基本效應分B.按蘊含的技術特征分C.按構成分D.按輸出量分

8、傳感技術的作用主要體現在：（）

A.傳感技術是產品檢驗和質量控制的重要手段

B.傳感技術在系統安全經濟運行監測中得到廣泛應用

C.傳感技術及裝置是自動化系統不可缺少的組成部分

D.傳感技術的完善和發展推動著現代科學技術的進步

9、傳感技術的研究內容主要包括：（）

A.信息獲取B.信息轉換C.信息處理D.信息傳輸

10、傳感技術的發展趨勢主要表現在以下哪幾個方面：（）

A.提高與改善傳感器的技術性能B.開展基礎理論研究

C.傳感器的集成化D.傳感器的智能化

三、填空題

1、傳感技術與信息學科緊密相關，是和的總稱。

2、傳感技術是以研究自動檢測系統中的、和的理論和技術

為主要內容的一門技術性學科。

3、傳感器要完成的兩個方面的功能是和。

4、傳感器按構成原理，可分為型和型兩大類。

5、傳感器一般由、和等三部分組成。

6、傳感器能感受并按照轉換成可用輸出信號的器件或裝置。

7,按輸入量分類，傳感器包括位移傳感器、速度傳感器、、等。

8、傳感器的輸出量有和兩種。

9、根據傳感技術涵蓋的基本效應，傳感器可分為、化學型和o

10、傳感器是能感受規定的被測量并按照轉換成可用輸出信號的器件或裝置傳感

器，通常由直接響應于被測量的、產生可用信號輸出的以及相應的組

成。

11、傳感器是能并按照一定規律轉換成可用的器件或裝置。是實現的

基本器件。

12、傳感器技術的共性，就是利用物理定律和物質的,將轉換成。

13、由傳感器的定義可知，傳感器要完成兩個方面的功能：和。因此傳

感器通常由和組成。

14、是人們為了對被測對象所包含的信息進行定性了解和定量掌握所采取的一

系列技術措施。

15、根據傳感器的構成，可以將傳感器分為和。

四、簡答題

1、什么是傳感器？

2、傳感器的共性是什么？

3、什么是傳感器的敏感元件和轉換元件？

4、什么叫傳感器？它通常由哪幾部分組成？它們的作用及相互關系如何？

5、請簡述傳感器技術的分類方法。

6、請談談你對傳感技術的發展趨勢的一些看法。

7、傳感器技術在檢測系統中有什么地位和作用？

8、試述傳感器的定義、共性及組成。

9、差動技術為什么能夠改善傳感器的性能？

10、試述能量變換型和能量控制型傳感器的區別。

第2章傳感器基本特性

一、單項選擇題

1、衡量傳感器靜態特性的指標不包括（）。

A.線性度B.靈敏度

C.頻域響應D.重復性

2、下列指標屬于衡量傳感器動態特性的評價指標的是（）。

A.時域響應B.線性度

C.零點漂移D.靈敏度

3、一階傳感器輸出達到穩態值的50%所需的時間是（）o

A.延遲時間B.上升時間

C.峰值時間D.響應時間

4、一階傳感器輸出達到穩態值的90%所需的時間是（）。

A.延遲時間B.上升時間

C.峰值時間I）.響應時間

5、傳感器的下列指標全部屬于靜態特性的是（）

A.線性度、靈敏度、阻尼系數

B.幅頻特性、相頻特性、穩態誤差

C.遲滯、重復性、漂移

D.精度、時間常數、重復性

6、傳感器的下列指標全部屬于動態特性的是（）

A.遲滯、靈敏度、阻尼系數

B.幅頻特性、相頻特性

C.重復性、漂移

1）.精度、時間常數、重復性

7、不屬于傳感器靜態特性指標的是（）

A.重復性B.固有頻率C.靈敏度D.漂移

8、對于傳感器的動態特性，下面哪種說法不正確（）

A.變面積式的電容傳感器可看作零階系統

B.一階傳感器的截止頻率是時間常數的倒數

C.時間常數越大，一階傳感器的頻率響應越好

D.提高二階傳感器的固有頻率，可減小動態誤差和擴大頻率響應范圍

9、屬于傳感器動態特性指標的是（）

A.重復性B.固有頻率C.靈敏度D.漂移

10、無論二階系統的阻尼比如何變化，當它受到的激振力頻率等于系統固有頻率時，該系統

的位移與激振力之間的相位差必為（）

A.0°B.90°C.180°D.在0°和90°之間反復變化的值

11、傳感器的精度表征了給出值與（）相符合的程度。

A.估計值B.被測值C.相對值D.理論值

12、傳感器的靜態特性，是指當傳感器輸入、輸出不隨（）變化時，其輸出-輸入的特

性。

A.時間B.被測量C.環境D.地理位置

13、非線性度是測量裝置的輸出和輸入是否保持（）關系的一種度量。

A.相等B.相似C.理想比例D.近似比例

14、回程誤差表明的是在（）期間輸出-輸入特性曲線不重合的程度。

A.多次測量B.同次測量C.正反行程D.不同測量

15、已知某溫度傳感器為時間常數？?=3秒的一階系統，當受到突變溫度作用后，傳感器輸

出指示溫差的三分之一所需的時間為（）秒

A.3B.1C.1.2D.1/3

二、多項選擇題

1.階躍輸入時表征傳感器動態特性的指標有哪些？（）

A.上升時間B.響應時間C.超調量D.重復性

2.動態響應可以采取多種方法來描述，以下屬于用來描述動態響應的方法是：（）

A.精度測試法B.頻率響應函數C.傳遞函數I）.脈沖響應函數

3.傳感器靜態特性包括許多因素，以下屬于靜態特性因素的有（）。

A.遲滯B.重復性C.線性度D.靈敏度

4.傳感器靜態特性指標表征的重要指標有：（）

A.靈敏度B.非線性度C.回程誤差D.重復性

5.一般而言，傳感器的線性度并不是很理想，這就要求使用一定的線性化方法，以下屬于

線性化方法的有：（）

A.端點線性B.獨立線性C.自然樣條插值D.最小二乘線性

三、填空題

1,靈敏度是傳感器在穩態下對的比值。

2、系統靈敏度越,就越容易受到外界干擾的影響，系統的穩定性就越

3、是指傳感器在輸入量不變的情況下，輸出量隨時間變化的現象。

4、要實現不失真測量，檢測系統的幅頻特性應為，相頻特性應為。

5、傳感器的靈敏度是指o

6、衡量傳感器的靜態特性的指標包含、、、

和。（要求至少列出兩種）

7、一個高精度的傳感器必須有良好的和,才能完成信號無失真

的轉換。

8、傳感器的動態特性是指傳感器測量動態信號時，傳感器輸出反映被測量的

和變化的能力。研究傳感器的動態特性有兩種方法：

和“

9、階躍響應特性是指在輸入為時，傳感器的輸出隨的變化特性。常用響應

曲線的、、等參數作為評定指標。

10、頻率響應特性是指將不同而相等的正弦信號時間輸入傳感器，其輸出

正弦信號的幅值、相位與頻率之間的關系。頻率響應特性常用的評定指標

是、、o

11、某位移傳感器，當輸入量變化5mm時，輸出電壓變化300mv,其靈敏度為。

12、某傳感器為一階系統，當受階躍信號作用時，在t=0時，輸出為10mV：t-8時，輸出

為100mV；在t=5s時，輸出為50mV,則該傳感器的時間常數為：。

13、已知某一階壓力傳感器的時間常數為0.5s,若階躍輸入壓力從25MPa變到5MPa,則二

倍時間常數時的輸出壓力為。

14、某測力傳感器屬于二階系統，其固有頻率為1000Hz,阻尼比為臨界值的50%,當用它測

量500Hz的正弦交變力H寸，其輸出與輸入幅值比和相位差分別為：及。

15、某測量系統由傳感器、放大器和記錄儀組成，各環節的靈敏度分別為：Si=0.2mV/"C、

S2=2.OV/mV,S3=5.Omm/V,則系統總的靈敏度為。

四、簡答題

1、什么是傳感器的靜態特性？它有哪些性能指標？如何用公式表征這些性能指標？

2、什么是傳感器的動態特性？其分析方法有哪幾種？

3、什么是傳感器的靜特性？主要指標有哪些？有何實際意義？

4、什么是傳感器的基本特性?傳感器的基本特性主要包括哪兩大類？解釋其定義并分別列出

描述這兩大特性的主要指標。（要求每種特性至少列出2種常用指標）

五、計算題

1、用某一階環節的傳感器測量100Hz的正弦信號，如要求幅值誤差限制在±5%以內，時間

常數應取多少？如果用該傳感器測量50Hz的正弦信號，其幅值誤差和相位誤差各為多少？

2、某溫度傳感器為時間常數T=3S的一階系統，當傳感器受突變溫度作用后，試求傳感器

指示出溫差的三分之一和二分之一所需的時間。

3、在某二階傳感器的頻率特性測試中發現，諧振發生在頻率216Hz處，并得到最大幅值比

為1.4：1,試估算該傳感器的阻尼比和固有角頻率的大小。

4、設某力傳感器可作為二階振蕩系統處理，已知傳感器的固有頻率為800Hz,阻尼比g

=0.14,問使用該傳感器測試400Hz的正弦力時，其幅值比A（3）和相角差”（3）各為

多少？若該傳感器的阻尼比可改為g=0.7,問A（3）和＜1）（3）又將如何變化？

5、當被測介質溫度為外，測溫傳感器示值溫度為2時，有下列方程式成立：

tA=t2+%（%）/（"）當被測介質溫度從25℃突然變化到300℃時，測溫傳感器時間常數

%=12伽，試確定經過480s后的動態誤差。

6、若一階傳感器的時間常數為0.01s,傳感器響應的幅值百分誤差在10%范圍內，此時，（DT

最高值達0.5,試求此時輸入信號的工作頻率范圍。

7、設一力傳感器可以簡化成典型的質量一彈簧一阻尼二階系統，巳知該傳感器的固有頻率

為玲=1000Hz,若其阻尼比為J=0.7,試問用它測量頻率為600Hz的正弦交變力時，其

輸出與輸入幅值比A（＜y）和相位差叭①）各為多少。

8、通過某檢測裝置測得的一組輸入輸出數據如下表所示。試用最小二乘法擬合直線,并求其

線性度和靈敏度。

X1234

y2.24.15.88.0

9、試求下列一組數據的各種線性度:

①端點線性度；

②最小二乘線性度。

X12345

y2.204.005.987.9010.10

10、試計算某壓力傳感器的遲滯誤差和重復性誤差（一組測試數據如下表示）。

輸出電壓（mV）

行程輸入壓力

(1)(2)(3)

（X105Pa）

2.0190.9191.1191.3

4.0382.8383.2383.5

6.0575.8576.1576.6

正行程

8.0769.4769.8770.4

10.0963.9964.6965.2

10.0964.4965.1965.7

8.0770.6771.0771.4

6.0577.3577.4578.4

反行程

4.0384.1384.2384.7

2.0191.6191.6192.0

第3章電阻式傳感器

一、單項選擇題

1、為減小或消除直流電橋測量結果非線性誤差的方法可采用（）。

A.提高供電電壓B.提高橋臂比

C.提高橋臂電阻值D.提高電壓靈敏度

2、全橋差動電路的電壓靈敏度是單臂工作時的（）。

A.不變B.2倍C.4倍D.6倍

3、電阻應變片配用的測量電路中，為了克服分布電容的影響，多采用（

A.直流平衡電橋B.直流不平衡電橋

C.交流平衡電橋D.交流不平衡電橋

4、通常用應變式傳感器測量（)?

A.溫度B.密度

C.加速度D.電阻

5、影響金屬導電材料應變靈敏系數K的主要因素是（）。

A.導電材料電阻率的變化B.導電材料幾何尺寸的變化

C.導電材料物理性質的變化D.導電材料化學性質的變化

6、產生應變片溫度誤差的主要原因有（

A.電阻絲有溫度系數B.試件與電阻絲的線膨脹系數相同

C.電阻絲承受應力方向不同D.電阻絲與試件材料不同

7、電阻應變片的線路溫度補償方法有（）o

A.差動電橋補償法B.補償塊粘貼補償應變片電橋補償法

C.補償線圈補償法D.恒流源溫度補償電路法

8、當應變片的主軸線方向與試件軸線方向一致，且試件軸線上受一維應力作用時，應變片

靈敏系數K的定義是（）。

A.應變片電阻變化率與試件主應力之比

B.應變片電阻與試件主應力方向的應變之比

C.應變片電阻變化率與試件主應力方向的應變之比

D.應變片電阻變化率與試件作用力之比

9、制作應變片敏感柵的材料中，用的最多的金屬材料是（）o

A.銅B.柏C.康銅D.銀銘合金

10、利用相鄰雙臂橋檢測的應變式傳感器，為使其靈敏度高、非線性誤差小（）。

A.兩個橋臂都應當用大電阻值工作應變片

B.兩個橋臂都應當用兩個工作應變片串聯

C.兩個橋臂應當分別用應變量變化相反的工作應變片

D.兩個橋臂應當分別用應變量變化相同的工作應變片

11、在金屬箔式應變片單臂單橋測力實驗中不需要的實驗設備是（）。

A.直流穩壓電源B.低通濾波器

C.差動放大器D.電壓表

12、關于電阻應變片，下列說法中正確的是（）

A.應變片的軸向應變小于徑向應變

B.金屬電阻應變片以壓阻效應為主

C.半導體應變片以應變效應為主

D.金屬應變片的靈敏度主要取決于受力后材料幾何尺寸的變化

13、金屬絲的電阻隨著它所受的機械變形（拉伸或壓縮）的大小而發生相應的變化的現象稱為

金屬的（）?

A.電阻形變效應B.電阻應變效應C.壓電效應D.壓阻效應

14、箔式應變片的箔材厚度多在（）之間。

A.0.001?0.01mmB.0.01?0.1mm

C.0.01—0.1umD.0.0001-0.001um

15、（）是采用真空蒸發或真空沉積等方法，將電阻材料在基底上制成一層各種形式

敏感柵而形成應變片。這種應變片靈敏系數高，易實現工業化生產，是一種很有前途的

新型應變片。

A.箔式應變片B.半導體應變片C.沉積膜應變片D.薄膜應變片

16、目前，薄膜應變片在實際使用中的主要問題是較難控制其電阻對（）的變化關系。

A.電流和時間B.電壓和時間C.溫度和時間D.溫度和電流

17、絕緣電阻，即敏感柵與基底間的電阻值，一般應大于（）。

A.10e'K，OB.10e+12QC.10e*QD.10e'"O

18、應變片的應變極限是指在溫度一定時，指示應變值和真實應變的相對差值不超過一定數

值時的最大真實應變數值，一般差值規定為（），當指示應變值大于真實應變的該

比例值時，真實應變值稱為應變片的極限應變。

A.15%B.20%C.8%1）.10%

19、蠕變是指已粘貼好的應變片，在溫度一定并承受一定的機械應變時，指示應變值隨

（）的變化。

A.位移B.壓強C.時間D.外力作用

20、由（）和應變片，以及一些附件（補償元件、保護罩等）組成的裝置稱為應變式傳感

器。

A.彈性元件B.調理電路C.信號采集電路D.敏感元件

21、應變片的允許工作電流參數是指（）

A允許通過應變片而絕緣材料因受熱而未損壞的最大電流

B允許通過應變片而敏感柵受熱未燒壞的最大電流

C允許通過應變片而敏感柵受熱未燒壞的最大電流

22、直流電橋平衡的條件是（）。

A相臨兩臂電阻的比值相等

B相對兩臂電阻的比值相等

C相臨兩臂電阻的比值不相等

D所有電阻都相等

23、直流電橋的平衡條件為（）

A.相鄰橋臂阻值乘積相等B.相對橋臂阻值乘積相等

C.相對橋臂阻值比值相等D.相鄰橋臂阻值之和相等

二、多項選擇題

1、基本工作原理是基于壓阻效應的是（）。

A.金屬應變片B.半導體應變片

C.壓敏電阻D.磁敏電阻

2、全橋的各橋臂上各并聯一只應變片，其靈敏度（）。

A.增加1倍B.減小1倍

C.不確定D.不變

3、當電阻應變片式傳感器拉伸時，該傳感器電阻（）。

A.變大B.變小C.不變D.不定

4、電阻應變片有多種類型，以下屬于電阻應變片的種類的是：（）

A.絲式應變片B.箔式應變片C.薄膜應變片D.半導體應變片

5、電阻應變式傳感器已廣泛應用于（）領域。

A.航空領域B.電力領域C.機械領域D.建筑領域

6、為了正確選用電阻應變片，應該對影響其工作特性的主要參數進行了解，以下是應變片

的主要參數的有：（）

A.應變片電阻值B.絕緣電阻C.靈敏系數D.允許電流

7、應變式壓力傳感器主要采用哪些彈性元件？（）

A.膜片式B.薄板式C.筒式D.組合式

8、電阻應變式傳感器具有悠久的歷史，是應用最廣泛的傳感器之一。將電阻應變片粘貼到

各種彈性敏感元件上，可構成測量各種參數的電阻應變式傳感器，這些參數包括（）。

A.位移B.加速度C.力D.力矩

三、填空題

1、單位應變引起的稱為電阻絲的靈敏度系數。

2、產生電阻應變片溫度誤差的主要因素有的影響和

_的影響。

3、直流電橋平衡條件是0

4、直流電橋的電壓靈敏度與電橋的供電電壓的關系是關系。

5、電阻應變片的溫度補償中，若采用電橋補償法測量應變時，粘貼在被測

試件表面上，補償應變片粘貼在與被測試件完全相同的_____________上,且補償應變片

6、半導體應變片工作原理是基于效應,它的靈敏系數比金屬應變片的靈敏系數

7、電阻應變片的配用測量電路采用差動電橋時，不僅可以消除同時還

能起到的作用。

8、電阻應變式傳感器的核心元件是，其工作原理是基于。

9、應變式傳感器中的測量電路是式將應變片的轉換成的

變化，以便方便地顯示被測非電量的大小。

10、電阻應變片的配用測量電路采用差動電橋時，不僅可以消除，同時還能

起到的作用。

11、應變式傳感器是由和電阻應變片及一些附件組成的。

12、電阻應變片由、基片、覆蓋層和引線等部分組成。

13、電阻應變片的工作原理就是依據應變效應建立與變形之間的量值關系而

工作的。

14、金屬絲在外力作用下發生機械形變時它的電阻值將發生變化，這種現象稱

―效應；固體受到作用力后電阻率要發生變化，這種現象稱效應。

15、電阻應變片的溫度補償方法有：和。

16、箔式應變片系利用照相制版或的方法，將電阻箔樹在絕緣其底下制成各種

圖形而成的應變片。

17、薄膜應變片的厚度在以下。

18、應變片可以把應變的變化轉換為電阻的變化，為顯示與記錄應變的大小，還要把電阻的

變化再轉換為電壓或電流的變化，完成上述作用的電路稱為電阻應變式傳感器的—

，一般采用測量電橋。

19、直線的電阻絲繞成敏感柵后長度相同但應變不同，圓弧部分使靈敏度K下降了，這種現

象稱為效應。

20、應變式傳感器是利用電阻應變片將轉換為變化的傳感器，傳感器由在彈性

元件上粘貼元件構成，彈性元件用來,元件用

來。

21、電阻應變片的溫度誤差是由的改變給測量帶來的附加誤差，其產生的原因

有的影響和的影響。

22、要把微小應變引起的微小電阻變化精確的測量出來，需采用特別設計的測量電路，通常

采用或。

23、減小或消除非線性誤差的方法有和采用差動電橋。其中差動電橋可分為

和兩種方式。

四、簡答題

1、什么叫應變效應？利用應變效應解釋金屬電阻應變片的工作原理。

2、試簡要說明電阻應變式傳感器的溫度誤差產生的原因，并說明有哪幾種補償方法。

3、什么是直流電橋？若按橋臂工作方式不同，可分為哪幾種？各自的輸出電壓如何計算？

4、為什么應變式傳感器大多采用交流不平衡電橋為測量電路？該電橋為什么又都采用半橋

和全橋兩種方式？

5、應用應變片進行測量為什么要進行溫度補償？常采用的溫度補償方法有哪幾種？

6、應變式傳感器的基本工作原理是什么？

7、簡述電阻應變計產生熱輸出（溫度誤差）的原因及其補償方法。

8、試述應變電橋產生非線性的原因及消減非線性誤差的措施。

9、一個懸臂梁受力作用彎曲，現在用電阻應變片測量作用力F。當考慮采用電阻應變片溫

度線路補償法時，請畫圖表示應變片粘貼位置和測量線路的接法。

10、直流電橋平衡條件是什么？交流電橋平衡條件是什么？試說明動態電阻應變儀除需電阻

平衡外，還需調電容平衡的原因？

11、在傳感器測量電路中，直流電橋與交流電橋有什么不同，如何考慮應用場合？用電阻應

變片組成的半橋、全橋電路與單橋相比有哪些改善？

12、金屬應變片與半導體應變片在工作原理上有何不同？

13、說明電阻應變片的組成和種類。電阻應變片有哪些主要特性參數？

14、簡述電阻應變片的測試原理。

15、請簡述電阻應變式傳感器的優點。

16、簡要說明電阻應變式傳感器的工作原理。

17、請簡要一下解釋壓阻效應。

18、請簡要說明一下壓電式加速度傳感器具有的優點。

五、計算題

1、擬在等截面的懸臂梁上粘貼四個完全相同的電阻應變片組成差動全橋電路，試問：

(1)四個應變片應怎樣粘貼在懸臂梁上？

(2)畫出相應的電橋電路圖。

2、在半導體應變片電橋電路中，其一橋臂為半導體應變片，其余均為固定電阻，該橋路受

到￡=4300□應變作用。若該電橋測量應變時的非線性誤差為1%,n=R/R=l,則該應變片

的靈敏系數為多少？

3、電阻應變片的靈敏度K=2,沿縱向粘貼于直徑為0.05m的圓形鋼柱表面，鋼材的E=2X

10"N/m2,P=0.3。求鋼柱受10t拉力作用時，應變片電阻的相對變化量。又若應變片沿

鋼柱圓周方向粘貼，受同樣拉力作用時，應變片電阻的相對變化量為多少？

4、如果將100Q應變片貼在彈性試件上,若試件截面積S=0.5X10'm2,彈性模量E=2X

10HN/m2,若由5X10'N的拉力引起應變計電阻變化為1Q,試求該應變片的靈敏度系數？

5、一個量程為10kN的應變式測力傳感器，其彈性元件為薄壁圓筒軸向受力，外徑20nlm,

內徑18mm,在其表面粘貼8個應變片，4個沿軸向粘貼，4個沿周向粘貼，應變片的電阻

值均為120Q,靈敏度為2.0,泊松比為0.3,材料彈性模量為2.lX10"Pa,要求：

(1)繪出彈性元件貼片位置及全橋電路；

(2)計算傳感器在滿量程時，各應變片電阻變化：

(3)當橋路的供電電壓為10V時，計算傳感器的輸出電壓。

6、圖中，設負載電阻為無窮大(開路)，圖中E=4V,

RI=R2=R3=RI=100QO

(1)RI為金屬應變片，其余為外接電阻，當R的增量為4

Ri=1.0Q時，試求電橋的輸出電壓U。。

(2)R,,凡都是應變片，且批號相同，感應應變的極性和大

小都相同，其余為外接電阻，試求電橋的輸出電壓U。。

(3)Ri,R2都是應變片，且批號相同，感應應變的大小為△"△Rkl.OQ,但極性相反，

其余為外接電阻，試求電橋的輸出電壓0,。

7、圖中，設電阻應變片R的靈敏度系數K=2.05,未受到應變時，R尸120Q。當試件受力F

時，應變片承受平均應變e=800um/m。試求：

(1)應變片的電阻變化量AR和電阻相對變化量△RMR。

(2)將電阻應變片R置于單臂測量電橋，電橋電源電壓為直流3V,求電橋輸出的電壓及其

非線性誤差。

(3)如果要減小非新性誤差，應采取何種措施？

8、有一吊車的拉力傳感器如右圖所示。其中電阻應變片RI、R2、R3、R4貼在等截面軸上。

己知RI、R2、R3、R4標稱阻值均為120Q,橋路電壓為2V,物重m引起Rl、R2變化增量為

1.2Q。

①畫出應變片組成的電橋電路。

②計算出測得的輸出電壓和電橋輸出靈敏度。

③說明R3、R4起到什么作用？

9、如圖所示為等強度梁測力系統，與為電阻應變片，應變片靈敏系數％=2.05,未受應變

時，居=120Q。當試件受力F時，應變片承受平均應變￡=80(^"”/機，求：

(1)應變片電阻變化量△用和電阻相對變化量AN/禺。

(2)將電阻應變片與置于單臂測量電橋，電橋電源電壓為直流，3V,求電橋輸出電壓及

電橋非線性誤差。

(3)若要減小非線性誤差，應采取何種措施？并分析其電橋輸出電壓及非線性誤差大小。

題2圖

10、一應變片的電阻R=120Q,k=2.05,用作應變片為800um/m的傳感元件。

①.求AR/R和AR；

②.若電源電壓U=3V,惠斯登電橋初始平衡，求輸出電壓U。。

11、一個直流應變電橋如圖5-38。己知：Rl=R2=R3=R4=R=120C,E=4V,電阻應變片靈敏度

S=2o求：（1）當R1為工作應變片，其余為外接電阻，R1受力后變化Rl/R=l/100時，輸

出電壓為多少？

（2）當R2也改為工作應變片，若R2的電阻變化為1/100時，問R1和R2是否能感受同樣

極性的應變，為什么？

SS3I■5-5K

12、兩個阻值都為100Q的應變片粘貼在圖示鋼制拉伸試件

上，其中鋼的彈性模量為E=2X10"N/m2,F=50KN,問兩應變片

怎樣粘貼在試件上并如何接入電橋才能有最大輸出？（電橋

兩臂為固定電阻R=100Q）,請在試件和橋路上標出。當應

變片的靈敏系數為15時，AR=?，若要求輸出電壓為50mV,

供電電源電壓U為多少？試件等截面積為5X10%）

13、一個直流應變電橋如圖（a）所示，已知Rl=R2=R3=R4=R=100C,E=4V,電阻應變片靈

敏度S=2?

求：1）當R1為工作應變片，其余為外接電阻，R1受力后變化ARl/R=l/100時，輸出電壓

為多少？

2）當R2也改為工作應變片，若R2的電阻變化為1/100時，問R1和R2能否感受同樣

極性的應變，為什么？

3）若要測量圖（b）所示懸臂梁的受力F,四個臂全部為應變片，請在梁上標出R1、

(a)(b)

圖1

14、如圖用懸臂梁測力P,4片電阻應變片標稱阻值均為120Q應變片靈敏度系數K=2。

(1)全橋測量如何貼片和組橋？(用圖說明)

(2)如懸臂梁應變e=10000*/,電橋電壓eo=3O,則全橋的輸出電壓e尸？

15、如圖為一直流應變電橋。圖中E=4K,R[=/?2=穴3=氏4=1200,試求:

(1).2為金屬應變片，其余為外接電阻。當&[的增量為A/?1=1.20時，電橋輸出電壓U()；

(2).2,/?2都是應變片，且批號相同，感受應變的極性和大小都相同，其余為外接電阻,

電橋的輸出。()：

(3).題⑵中，如果尺2與叫感受應變的極性相反，且|弱|=刖2|=12。，電橋的輸出出。

16、圖為一直流應變電橋,E=4V,Rl=R2=R3=R4=350Q,

R2

求：①R1為應變片其余為外接電阻，R1增量為△Rl=3.5Q時輸出U0=?。

②RI、R2是應變片，感受應變極性大小相同其余為電阻，電壓輸出U0=?。

③RI、R2感受應變極性相反，輸出U0=?。

④RI、R2、R3、R4都是應變片，對臂同性，鄰臂異性，電壓輸出U0=?。

17、已知一等強度梁測力系統，Rx為電阻應變片，應變片靈敏系數K=2,未受應變時，Rx=

100Q當試件受力F時，應變片承受平均應變e=1000mn/m,求：

(1)應變片電阻變化量純x和電阻相對變化量州x/Rx。

(2)將電阻應變片Rx置于單臂測量電橋，電橋電源電壓為直流3V,

求電橋輸出電壓及電橋非線性誤差。

(3)若要使電橋電壓靈敏度分別為單臂工作時的兩倍和四倍，應采取

哪些措施？分析在不同措施下的電橋輸出電壓及電橋非線性誤差大小.

18、試分析半橋差動交流電橋的平衡條件，并給出電橋的輸出電壓表達式。

19、假設電阻應變片的靈敏系數K=2,7?0=12OQo問：在試件承受600〃m/m時，電

阻變化值A/?=?

20、如圖所示，在懸臂梁距端部為L位置上下面各貼兩片完全相同的電阻應變片

&、&、&、4。試求，(c)、(d)、(e)三種橋臂接法橋路輸出電壓對(b)種橋臂接法輸

出電壓比值。圖中U為電源電壓，R是固定電阻，且飛=&=&=《=R，Uo為橋路

輸出電壓。

21、電阻應變片阻值為1200,靈敏系數K=2,沿縱向粘貼于直徑為0.05機的圓形鋼柱

表面，鋼材的彈性模量E=2xlO”N/m2,〃=0.3,(1)求鋼柱受9.8xlO4N拉力作用

時應變片電阻的變化量和相對變化量"；(2)又若應變片沿鋼柱圓周方向粘貼，問受

R

同樣拉力作用時應變片電阻的相對變化量為多少？

22、如果將100Q電阻應變片貼在彈性試件上，若試件受力橫截面積5=0.5x1彈

性模量E=2x10”N/〃/,若有尸=5x1(/N的拉力引起應變電阻變化為1Q。試求該應

變片的靈敏度系數？

23、一臺用等強度梁作為彈性元件的電子秤，在梁的上、下面各貼兩片相同的電阻應變片

(K=2)如圖(a)所示。已知l=100mm、b=llmm、t=3mm,E=2x104/mm21>現將四個

應變片接入圖(b)直流橋路中，電橋電源電壓U=6v；當力F=0.5kg時，求電橋輸出電壓=?

24、用直流電橋測量電阻，若標準電阻R0=10.0004Q時電橋已平衡(則被測電阻RS10.0004

Q),但由于檢流計指針偏轉在±0.3mm以內時，人眼就很難觀測出來，因此R“的值也可能

不是10.0004Q,而是Rn=10.0004Q土AR“。若已知電橋的相對靈敏度Sr=lmm/O.01%,求對

應檢流計指針偏轉±0.3mm時，為多少？

25、如下圖所示電路為應變式傳感器常用的電橋測量電路。圖中R3=R,=R是固定電阻，R與

R?是電阻應變片，初始阻值均為R,工作時R受拉，R?受壓，AR表示應變片發生應變后電

阻值的變化量。當應變片不受力無應變時AR=O,電橋處于平衡狀態；當應變片受力發生應

變時，電橋失去平衡，此時，就用橋路輸出電壓U。表示應變片受力后電阻值的變化量。試

證明：Uo=-(E/2)(AR/R)o

六、綜合分析設計題

1、在如圖所示的懸臂梁測力系統中，可能用到4個相同特性的電阻應變片"，尺,&,凡，

各應變片靈敏系數K=2,初值為100Q當試件受力F時，若應變片要承受應變，則其平均

應變為e=1000pm/mo測量電路的電源電壓為直流3V。

(1)若只用1個電阻應變片構成單臂測量電橋，求電橋輸出電壓及電橋非線性誤差。

(2)若要求用2個電阻應變片測量，且既要保持與單臂測量電橋相同的電壓靈敏度，

又要實現溫度補償，請畫圖標出2個應變片在懸臂梁上所貼的位置，繪出轉換電橋，標明這

2個應變片在橋臂中的位置？

（3）要使測量電橋電壓靈敏度提高為單臂工作時的4倍,

請畫圖標出各個應變片在懸臂梁上所貼的位置，繪出轉換電

橋，標明各應變片在各橋臂中的位置，并給出此時電橋輸出電壓

及電橋非線性誤差大小？

2、如圖1是一個懸臂梁，現今用電阻應變片測量作用力F。若考慮電阻應變片的溫度線路

補償，請畫圖表示應變片粘貼的位置和測量線路的接法，指出補償方法及原理，為保證補償

效果應注意的問題。

3、四片相同的金屬絲應變片（K=2）,貼在實心圓柱形測力彈性元件上，如圖所示。已知力

F=1000^,圓柱斷面半徑廠=lc7?,楊氏模量E=2xl（）7N/cm2,泊松比〃=0.3。

請完成以下內容：（1）畫出應變片在圓柱上粘貼位置及相應測量橋路原理圖：（2）求各應變

片的應變￡電阻相對變化量AR/R；（3）若供電橋電壓U=6V,求橋路輸出電壓Uo；（4）

此種測量方式能否補償環境溫度對測量的影響，說明原因。

4、采用四個性能完全相同的電阻應變片（靈敏度系數為K）,將其貼在薄壁圓筒式

壓力傳感元件外表圓周方向，彈性元件周圍方向應變￡=式中，,為待測

2（D—d）E

壓力，〃為泊松比，E為楊氏模量，d為筒內徑，D為筒外徑。現采用直流電橋電路，供電

橋壓U。要求滿足如下條件：（1）該壓力傳感器有溫度補償作用；（2）橋路輸出電壓靈敏度最

高。

試畫出應變片粘貼位置和相應橋路原理圖并寫出橋路輸出電壓表達式。

5、

如上圖所示為一彈性元件為圓柱型的應變式測力傳感器結構示意圖。已知彈性元件橫截

面積為S,彈性模量為E,應變片初始電阻值（在外力F=0時）均相等，電阻絲靈敏度系數

為Ko,泊松比為口。

（1）設計適當的測量電路（要求采用全橋電路），畫出相應電路圖，并推導橋路輸出電

壓U。和外力F之間的函數關系式。（提示：AR?R,推導過程中可做適當近似處理）

（2）分析說明該傳感器測力的工作原理（配合所設計的測量電路）。

6、

一

二

二

二R1,R3(t

-

二

R2.R4I

F

如上圖所示為一懸臂梁式測力傳感器結構示意圖，在其中部的上、下兩面各貼兩片電阻

應變片。已知彈性元件各參數分別為：I=25cm；t=3mm；x=—/；W=6cm；

2

E=70xl05Pa；電阻應變片靈敏度系數K=2.1,且初始電阻阻值（在外力廠為。時）

均為4=120。。

（1）設計適當的測量電路，畫出相應電路圖；

（2）分析說明該傳感器測力的工作原理（配合所設計的測量電路）；

（3）當懸臂梁一端受一向下的外力/=0.5N作用時，試求此時四個應變片的電阻值

（4）若橋路供電電壓為直流10v時，計算傳感器的輸出電壓及其