傳感器原理及工程應(yīng)用第四版答案

1、傳感器原理及工程應(yīng)用第四版答案【篇一：傳感器原理及工程應(yīng)用 第三版答案 -郁有文、西安電子科技大學(xué)出版】系如何？ 【答】1、傳感器是能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。 2 、傳感器由：敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、信號(hào)調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路和輔助的電源組成。 3 、它們的作用是：（ 1）敏感元件：是指?jìng)鞲衅髦心苤苯痈惺芑蝽憫?yīng)被測(cè)量的部分；（ 2）轉(zhuǎn)換元件：是指?jìng)鞲衅髦心軐⒚舾性惺芑蝽憫?yīng)的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測(cè)量的電信號(hào)部分； （ 3）信號(hào)調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路：由于傳感器輸出信號(hào)一般都很微弱，需要有信號(hào)調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路，進(jìn)行放大、運(yùn)算調(diào)制等；（ 4）輔助的電源：此外信號(hào)調(diào)理轉(zhuǎn)換電路以

2、及傳感器的工作必須有輔助的電源。4、最簡(jiǎn)單的傳感器由一個(gè)敏感元件 (兼轉(zhuǎn)換元件 )組成，它感受被測(cè)量時(shí)直接輸出電量，如熱電偶。有些傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，沒(méi)有轉(zhuǎn)換電路，如壓電式加速度傳感器，其中質(zhì)量塊 m 是敏感元件，壓電片（塊）是轉(zhuǎn)換元件。有些傳感器，轉(zhuǎn)換元件不只一個(gè)，要經(jīng)過(guò)若干次轉(zhuǎn)換。 2-2 什么是傳感器的靜態(tài)特性？它有哪些性能指標(biāo)？分別說(shuō)明這些性能指標(biāo)的含義?！敬稹?、傳感器的靜態(tài)特性是指被測(cè)量的值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的輸出與輸入的關(guān)系。也即當(dāng)輸入量為常量，或變化極慢時(shí)，這一關(guān)系就稱為靜態(tài)特性。2、靜態(tài)特性性能指標(biāo)包括：線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性和漂移等。 3、性能指標(biāo)：?ys?（

3、 3）遲滯：傳感器在輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到?。ǚ葱谐蹋┳兓陂g其輸入輸出特性?lmax?l?h?hmax?100%yfs?r?(23)?100%y或?r?rmax?100%yfs?yt?y20?t2-3 什么是傳感器的動(dòng)態(tài)特性？它有哪幾種分析方法？它們各有哪些性能指標(biāo)？ 【答】1、動(dòng)態(tài)特性指?jìng)鞲衅鲗?duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。2、研究動(dòng)態(tài)特性的方法有兩種：時(shí)域法和頻域法。在時(shí)域內(nèi)研究動(dòng)態(tài)特性采用瞬態(tài)響應(yīng)法。輸入的時(shí)間函數(shù)為階躍函數(shù)、脈沖函數(shù)、斜坡函數(shù)，工程上常輸入標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)為階躍函數(shù)；在頻域內(nèi)研究動(dòng)態(tài)特性采用頻率響應(yīng)法，輸入的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)為正弦函數(shù)。3、性能指標(biāo)是：（ 1）傳感器的

4、時(shí)域動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)? 衰減比 d ：衰減振蕩的二階傳感器輸出響應(yīng)曲線第一個(gè)峰值與第二個(gè)峰值之比。 （ 2）頻率響應(yīng)特性指標(biāo)頻率范圍；? 相位誤差：在工作頻帶范圍內(nèi)，傳感器的實(shí)際輸出與所希望的無(wú)失真輸出間的相位差值，即為相位誤差；某壓力傳感器測(cè)試數(shù)據(jù)如表所示，計(jì)算非線性誤差（線性度）、遲滯、重復(fù)性誤差和總精度。表 2-1 壓力傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)【解】 1、端點(diǎn)平移法線性度（1）端點(diǎn)直線擬合求出各個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)正、反程 6 個(gè)輸出電壓的算術(shù)平均值。由兩個(gè)端點(diǎn)的數(shù)據(jù)，可知端點(diǎn)直線的截距為 b=-2.70mv ，斜率為：k?y14.45?2.70?171.5?10?6mv/pa ?x0.1?014.45-2.70

5、圖 2-1 端點(diǎn)直線擬合曲線（ 2）端點(diǎn)平移直線擬合端點(diǎn)平移直線擬合是將端點(diǎn)直線平移，讓平移后的最大正誤差與最大負(fù)誤差的絕對(duì)值相等，即讓截距改變?yōu)椋篵/?b?ymin?ymax?0.12?02?2.70?2?2.76mv端點(diǎn)平移直線方程即為：y=kx+b/。按照端點(diǎn)平移直線方程重新求實(shí)際輸出電壓平均值與理論值的誤差，有：?y/i?yi?b?b?yi?b=0.06mv 。結(jié)果填入表中。端點(diǎn)平移直線法線性度（非線性誤差）為?y/max0.06l?y?100%?14.45?100%?0.42%fs14.4514.390-2.70-2.76圖 2-2 端點(diǎn)平移直線擬合曲線表 2-2 求線性度數(shù)據(jù)2、重

6、復(fù)性?(yi?1ni?y)2?n?1?r?maxyfs?100%?2?0.041?100%?0.57%14.45表 2-3 求重復(fù)數(shù)據(jù)3、遲滯性表 2-4 求遲滯數(shù)據(jù)求出各校準(zhǔn)點(diǎn)正行程和反行程輸出電壓平均值，在表校準(zhǔn)點(diǎn)正行程和反行程輸出電壓平均值的差值也在表知最大差值為0.10mv 。2-3 中給出。各2-3 中給出?？?h?4、總精度?hmax0.10?100%?100%?0.69% yfs14.45按照均方根合成法計(jì)算總精度：22?s?l2?r?h?0.00422?0.00572?0.00692?0.0099?0.99% 2-5 當(dāng)被測(cè)介質(zhì)溫度為 t1 ，測(cè)溫傳感器示值溫度為 t2 時(shí)，有

7、下列方程式成立： t1?t2?0dt2。當(dāng)被測(cè) d?介質(zhì)溫度從 25 突然變化到300 時(shí)，測(cè)溫傳感器的時(shí)間常數(shù)?0?120s ，試確定經(jīng)過(guò) 350s 后的動(dòng)態(tài)誤【篇二：傳感器原理及工程應(yīng)用(郁有文 )課后答案】s=txt>1 什么是測(cè)量值的絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差、引用誤差？答：某量值的測(cè)得值和真值之差稱為絕對(duì)誤差。相對(duì)誤差有實(shí)際相對(duì)誤差和標(biāo)稱相對(duì)誤差兩種表示方法。實(shí)際相對(duì)誤差是絕對(duì)誤差與被測(cè)量的真值之比；標(biāo)稱相對(duì)誤差是絕對(duì)誤差與測(cè)得值之比。引用誤差是儀表中通用的一種誤差表示方法，也用相對(duì)誤差表示，它是相對(duì)于儀表滿量程的一種誤差。引用誤差是絕對(duì)誤差（在儀表中指的是某一刻度點(diǎn)的示值誤差）與儀表

8、的量程之比。2 什么是測(cè)量誤差？測(cè)量誤差有幾種表示方法？它們通常應(yīng)用在什么場(chǎng)合？答：測(cè)量誤差是測(cè)得值與被測(cè)量的真值之差。測(cè)量誤差可用絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差表示 ,引用誤差也是相對(duì)誤差的一種表示方法。在實(shí)際測(cè)量中，有時(shí)要用到修正值，而修正值是與絕對(duì)誤差大小相等符號(hào)相反的值。在計(jì)算相對(duì)誤差時(shí)也必須知道絕對(duì)誤差的大小才能計(jì)算。采用絕對(duì)誤差難以評(píng)定測(cè)量精度的高低，而采用相對(duì)誤差比較客觀地反映測(cè)量精度。引用誤差是儀表中應(yīng)用的一種相對(duì)誤差，儀表的精度是用引用誤差表示的。3 用測(cè)量范圍為 -50 +150kpa的壓力傳感器測(cè)量 140kpa 壓力時(shí)，傳感器測(cè)得示值為 142kpa ，求該示值的絕對(duì)誤差、實(shí)際相對(duì)

9、誤差、標(biāo)稱相對(duì)誤差和引用誤差。解：絕對(duì)誤差 ?14?214?02kpa實(shí)際相對(duì)誤差標(biāo)稱相對(duì)誤差引用誤差?142?140?100%?1.43%140142?140?100%?1.41%142?142 ?140?100%?1%150? （ ?50 ）4 什么是隨機(jī)誤差？隨機(jī)誤差產(chǎn)生的原因是什么？如何減小隨機(jī)誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響？答：在同一測(cè)量條件下，多次測(cè)量同一被測(cè)量時(shí)，其絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)定方式變化著的誤差稱為隨機(jī)誤差。隨機(jī)誤差是由很多不便掌握或暫時(shí)未能掌握的微小因素（測(cè)量裝置方面的因素、環(huán)境方面的因素、人員方面的因素），如電磁場(chǎng)的微變，零件的摩擦、間隙，熱起伏，空氣擾動(dòng)，氣壓及濕度的變化，測(cè)

10、量人員感覺(jué)器官的生理變化等，對(duì)測(cè)量值的綜合影響所造成的。對(duì)于測(cè)量列中的某一個(gè)測(cè)得值來(lái)說(shuō)，隨機(jī)誤差的出現(xiàn)具有隨機(jī)性，即誤差的大小和符號(hào)是不能預(yù)知的，但當(dāng)測(cè)量次數(shù)增大，隨機(jī)誤差又具有統(tǒng)計(jì)的規(guī)律性，測(cè)量次數(shù)越多，這種規(guī)律性表現(xiàn)得越明顯。所以一般可以通過(guò)增加測(cè)量次數(shù)估計(jì)隨機(jī)誤差可能出現(xiàn)的大小，從而減少隨機(jī)誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。5 什么是系統(tǒng)誤差？系統(tǒng)誤差可分哪幾類？系統(tǒng)誤差有哪些檢驗(yàn)方法？如何減小和消除系統(tǒng)誤差？答：在同一測(cè)量條件下，多次測(cè)量同一量值時(shí)，絕對(duì)值和符號(hào)保持不變，或在條件改變時(shí)，按一定規(guī)律變化的誤差稱為系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差可分為恒值（定值）系統(tǒng)誤差和變值系統(tǒng)誤差。誤差的絕對(duì)值和符【篇三：傳感

11、器原理及工程應(yīng)用習(xí)題參考答案】s=txt> 第 1 章 傳感與檢測(cè)技術(shù)的理論基礎(chǔ)（p26 ）13 用測(cè)量范圍為 50 150kpa 的壓力傳感器測(cè)量140kpa 的壓力時(shí)，傳感器測(cè)得示值為142kpa ，求該示值的絕對(duì)誤差、實(shí)際相對(duì)誤差、標(biāo)稱相對(duì)誤差和引用誤差。解：已知： 真值 l 140kpa1 10 對(duì)某節(jié)流元件（孔板）開(kāi)孔直徑d20 的尺寸進(jìn)行了15 次測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)如下（單位：mm ）： 120.42 120.43 120.40 120.42120.43 120.39 120.30 120.40 120.43 120.41 120.43 120.42 120.39120.39 1

12、20.40試用格拉布斯準(zhǔn)則判斷上述數(shù)據(jù)是否含有粗大誤差，并寫(xiě)出其測(cè)量結(jié)果。解：對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)列表如下：測(cè)量值 x 142kpa 測(cè)量上限 150kpa 測(cè)量下限 50kpa ?l?x 21402142?1.43 ?1.41 絕對(duì)誤差實(shí)際相對(duì)誤差標(biāo)稱相對(duì)誤差引用誤差? ?測(cè)量上限測(cè)量下限2150 (50)?1 當(dāng) n 15 時(shí)，若取置信概率p 0.95 ，查表可得格拉布斯系數(shù)g 2.41 。 則 g?d20?2.41?0.0327?0.0788(mm)?v7?0.104，所以 d7 為粗大誤差數(shù)據(jù)，應(yīng)當(dāng)剔除。然后重新計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。 當(dāng) n 14 時(shí)，若取置信概率 p0.95 ，查表可得格拉布

13、斯系數(shù)g 2.37 。則 g?d20?2.37?0.0161?0.0382(mm)?vi，所以其他14 個(gè)測(cè)量值中沒(méi)有壞值。計(jì)算算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差?d3?d?20?0.0161?0.0043(mm)?3?0.0043?0.013(mm)20所以，測(cè)量結(jié)果為：d20?(120.411?0.013)(mm)114(p?99.73%)交流電路的電抗數(shù)值方程為x?l?1?c當(dāng)角頻率 ?1?5hz ，測(cè)得電抗 x1 為 0.8? ； 當(dāng)角頻率 ?2?2hz ，測(cè)得電抗 x2 為 0.2? ； 當(dāng)角頻率 ?3?1hz ，測(cè)得電抗 x3 為?0.3? 。 試用最小二乘法求電感 l、電容 c 的值。 解法

14、1：?l?11c?c，設(shè) x?l ， y? ，則：0.8?5x?151?y?0.2?2x?y?2?0.3?x?y?5?所以，系數(shù)矩陣為a?2?1?1?5?1? ， ?2?1?x?y?0.8?直接測(cè)得值矩陣為l?0.2 ，?0.3? 最小二乘法的最佳估計(jì)值矩陣為 x?(a?a)a?l 。?1?5?其中， a?a?1?530331.29212?51?2?1?1?1?5?1?30?2?3?1?3? 1.29?a?a?30?1.29?3?3?29.0?0?1所以， (a?a)?a11?a?a?a121a21?1?1.29?a22?29.7?3?3? 30?5?a?l?1?5212?x?y?1?0.8?

15、4.1?0.2?0.04?0.3?1?1.29?29.7?31?3?30? 所以 x? ?4.1?0.182? ? ?0.455?0.04? 所以， l?x?0.182h c?1y?1?0.455?2.2(f)解法 2：?l?1?c，設(shè) x?l ， y?1c，則：151?y?0.8?5x?0.2?2x?y?2?0.3?x?y?5a12?a22?2?a32?1?1?5?1? ， 2?1?a11?所以，系數(shù)矩陣為a?a21?a31則，由（ 139 ）式?jīng)Q定的正規(guī)方程為?a1a1?x?a1a2?y?a1l? ?a2a1?x?a2a2?y?a2l?其中，?a1a1?a11a11?a21a21?a31a

16、31?52?22?12?a1a2?a11a12?a21a22?a31a32?5?15?2?3012?1?1?3?a2a1?a12a11?a22a21?a32a31?3?a2a2?a12a12?a22a22?a32a32?1?1?2?1?1.29 ?5?2?22?a1l?a11l1?a21l2?a31l3?a2l?a12l1?a22l2?a32l330x?3y?4.1?5?0.8?2?0.2?1?(?0.3)?4.1?15?0.8?12?0.2?1?(?0.3)?0.04所以， ?3x?1.29y?0.04所以， ?x?0.18?y?0.455所以， l?x?0.182hc?1y?2.2f第 2 章 傳感器概述（ p38 ）2 5 當(dāng)被測(cè)介質(zhì)溫度為 t1 ，測(cè)溫傳感器示值溫度為 t2 時(shí)，有下列方程式成立：t1?t2?0dt2d?。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)溫度從 25 突然變化到 300 時(shí)，測(cè)溫傳感器的時(shí)間常數(shù)?0 120s ，試確定經(jīng)過(guò) 300s 后的動(dòng)態(tài)誤差。已知： t1?t2?0dt2d?， t1?25?300(t?0)(t?0)， ?0?1