传感器原理及工程应用第四版答案

1、传感器原理及工程应用第四版答案【篇一：传感器原理及工程应用 第三版答案 -郁有文、西安电子科技大学出版】系如何？ 【答】1、传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。 2 、传感器由：敏感元件、转换元件、信号调理与转换电路和辅助的电源组成。 3 、它们的作用是：（ 1）敏感元件：是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；（ 2）转换元件：是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分； （ 3）信号调理与转换电路：由于传感器输出信号一般都很微弱，需要有信号调理与转换电路，进行放大、运算调制等；（ 4）辅助的电源：此外信号调理转换电路以

2、及传感器的工作必须有辅助的电源。4、最简单的传感器由一个敏感元件 (兼转换元件 )组成，它感受被测量时直接输出电量，如热电偶。有些传感器由敏感元件和转换元件组成，没有转换电路，如压电式加速度传感器，其中质量块 m 是敏感元件，压电片（块）是转换元件。有些传感器，转换元件不只一个，要经过若干次转换。 2-2 什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？分别说明这些性能指标的含义。【答】1、传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出与输入的关系。也即当输入量为常量，或变化极慢时，这一关系就称为静态特性。2、静态特性性能指标包括：线性度、灵敏度、迟滞、重复性和漂移等。 3、性能指标：?ys?（

3、 3）迟滞：传感器在输入量由小到大（正行程）及输入量由大到小（反行程）变化期间其输入输出特性?lmax?l?h?hmax?100%yfs?r?(23)?100%y或?r?rmax?100%yfs?yt?y20?t2-3 什么是传感器的动态特性？它有哪几种分析方法？它们各有哪些性能指标？ 【答】1、动态特性指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。2、研究动态特性的方法有两种：时域法和频域法。在时域内研究动态特性采用瞬态响应法。输入的时间函数为阶跃函数、脉冲函数、斜坡函数，工程上常输入标准信号为阶跃函数；在频域内研究动态特性采用频率响应法，输入的标准函数为正弦函数。3、性能指标是：（ 1）传感器的

4、时域动态性能指标? 衰减比 d ：衰减振荡的二阶传感器输出响应曲线第一个峰值与第二个峰值之比。 （ 2）频率响应特性指标频率范围；? 相位误差：在工作频带范围内，传感器的实际输出与所希望的无失真输出间的相位差值，即为相位误差；某压力传感器测试数据如表所示，计算非线性误差（线性度）、迟滞、重复性误差和总精度。表 2-1 压力传感器校准数据【解】 1、端点平移法线性度（1）端点直线拟合求出各个校准点正、反程 6 个输出电压的算术平均值。由两个端点的数据，可知端点直线的截距为 b=-2.70mv ，斜率为：k?y14.45?2.70?171.5?10?6mv/pa ?x0.1?014.45-2.70

5、图 2-1 端点直线拟合曲线（ 2）端点平移直线拟合端点平移直线拟合是将端点直线平移，让平移后的最大正误差与最大负误差的绝对值相等，即让截距改变为：b/?b?ymin?ymax?0.12?02?2.70?2?2.76mv端点平移直线方程即为：y=kx+b/。按照端点平移直线方程重新求实际输出电压平均值与理论值的误差，有：?y/i?yi?b?b?yi?b=0.06mv 。结果填入表中。端点平移直线法线性度（非线性误差）为?y/max0.06l?y?100%?14.45?100%?0.42%fs14.4514.390-2.70-2.76图 2-2 端点平移直线拟合曲线表 2-2 求线性度数据2、重

6、复性?(yi?1ni?y)2?n?1?r?maxyfs?100%?2?0.041?100%?0.57%14.45表 2-3 求重复数据3、迟滞性表 2-4 求迟滞数据求出各校准点正行程和反行程输出电压平均值，在表校准点正行程和反行程输出电压平均值的差值也在表知最大差值为0.10mv 。2-3 中给出。各2-3 中给出。可?h?4、总精度?hmax0.10?100%?100%?0.69% yfs14.45按照均方根合成法计算总精度：22?s?l2?r?h?0.00422?0.00572?0.00692?0.0099?0.99% 2-5 当被测介质温度为 t1 ，测温传感器示值温度为 t2 时，有

7、下列方程式成立： t1?t2?0dt2。当被测 d?介质温度从 25 突然变化到300 时，测温传感器的时间常数?0?120s ，试确定经过 350s 后的动态误【篇二：传感器原理及工程应用(郁有文 )课后答案】s=txt>1 什么是测量值的绝对误差、相对误差、引用误差？答：某量值的测得值和真值之差称为绝对误差。相对误差有实际相对误差和标称相对误差两种表示方法。实际相对误差是绝对误差与被测量的真值之比；标称相对误差是绝对误差与测得值之比。引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法，也用相对误差表示，它是相对于仪表满量程的一种误差。引用误差是绝对误差（在仪表中指的是某一刻度点的示值误差）与仪表

8、的量程之比。2 什么是测量误差？测量误差有几种表示方法？它们通常应用在什么场合？答：测量误差是测得值与被测量的真值之差。测量误差可用绝对误差和相对误差表示 ,引用误差也是相对误差的一种表示方法。在实际测量中，有时要用到修正值，而修正值是与绝对误差大小相等符号相反的值。在计算相对误差时也必须知道绝对误差的大小才能计算。采用绝对误差难以评定测量精度的高低，而采用相对误差比较客观地反映测量精度。引用误差是仪表中应用的一种相对误差，仪表的精度是用引用误差表示的。3 用测量范围为 -50 +150kpa的压力传感器测量 140kpa 压力时，传感器测得示值为 142kpa ，求该示值的绝对误差、实际相对

9、误差、标称相对误差和引用误差。解：绝对误差 ?14?214?02kpa实际相对误差标称相对误差引用误差?142?140?100%?1.43%140142?140?100%?1.41%142?142 ?140?100%?1%150? （ ?50 ）4 什么是随机误差？随机误差产生的原因是什么？如何减小随机误差对测量结果的影响？答：在同一测量条件下，多次测量同一被测量时，其绝对值和符号以不可预定方式变化着的误差称为随机误差。随机误差是由很多不便掌握或暂时未能掌握的微小因素（测量装置方面的因素、环境方面的因素、人员方面的因素），如电磁场的微变，零件的摩擦、间隙，热起伏，空气扰动，气压及湿度的变化，测

10、量人员感觉器官的生理变化等，对测量值的综合影响所造成的。对于测量列中的某一个测得值来说，随机误差的出现具有随机性，即误差的大小和符号是不能预知的，但当测量次数增大，随机误差又具有统计的规律性，测量次数越多，这种规律性表现得越明显。所以一般可以通过增加测量次数估计随机误差可能出现的大小，从而减少随机误差对测量结果的影响。5 什么是系统误差？系统误差可分哪几类？系统误差有哪些检验方法？如何减小和消除系统误差？答：在同一测量条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号保持不变，或在条件改变时，按一定规律变化的误差称为系统误差。系统误差可分为恒值（定值）系统误差和变值系统误差。误差的绝对值和符【篇三：传感

11、器原理及工程应用习题参考答案】s=txt> 第 1 章 传感与检测技术的理论基础（p26 ）13 用测量范围为 50 150kpa 的压力传感器测量140kpa 的压力时，传感器测得示值为142kpa ，求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。解：已知： 真值 l 140kpa1 10 对某节流元件（孔板）开孔直径d20 的尺寸进行了15 次测量，测量数据如下（单位：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试用格拉布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差，并写出其测量结果。解：对测量数据列表如下：测量值 x 142kpa 测量上限 150kpa 测量下限 50kpa ?l?x 21402142?1.43 ?1.41 绝对误差实际相对误差标称相对误差引用误差? ?测量上限测量下限2150 (50)?1 当 n 15 时，若取置信概率p 0.95 ，查表可得格拉布斯系数g 2.41 。 则 g?d20?2.41?0.0327?0.0788(mm)?v7?0.104，所以 d7 为粗大误差数据，应当剔除。然后重新计算平均值和标准偏差。 当 n 14 时，若取置信概率 p0.95 ，查表可得格拉布

13、斯系数g 2.37 。则 g?d20?2.37?0.0161?0.0382(mm)?vi，所以其他14 个测量值中没有坏值。计算算术平均值的标准偏差?d3?d?20?0.0161?0.0043(mm)?3?0.0043?0.013(mm)20所以，测量结果为：d20?(120.411?0.013)(mm)114(p?99.73%)交流电路的电抗数值方程为x?l?1?c当角频率 ?1?5hz ，测得电抗 x1 为 0.8? ； 当角频率 ?2?2hz ，测得电抗 x2 为 0.2? ； 当角频率 ?3?1hz ，测得电抗 x3 为?0.3? 。 试用最小二乘法求电感 l、电容 c 的值。 解法

14、1：?l?11c?c，设 x?l ， y? ，则：0.8?5x?151?y?0.2?2x?y?2?0.3?x?y?5?所以，系数矩阵为a?2?1?1?5?1? ， ?2?1?x?y?0.8?直接测得值矩阵为l?0.2 ，?0.3? 最小二乘法的最佳估计值矩阵为 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，设 x?l ， y?1c，则：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，系数矩阵为a?a21?a31则，由（ 139 ）式决定的正规方程为?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 传感器概述（ p38 ）2 5 当被测介质温度为 t1 ，测温传感器示值温度为 t2 时，有下列方程式成立：t1?t2?0dt2d?。当被测介质温度从 25 突然变化到 300 时，测温传感器的时间常数?0 120s ，试确定经过 300s 后的动态误差。已知： t1?t2?0dt2d?， t1?25?300(t?0)(t?0)， ?0?1