《传感器与检测技术》作业及答案

《传感器与检测技术》作业及答案第一次作业1、使用一只0.2级、量程为10V的电压表，测得某一电压为5.0V,试求此测量值可能出现的绝对误差和相对误差的最大值。2、现对一个量程为100mV，表盘为100等分刻度的毫伏表进行校准，测得数据如下。仪表刻度值/mV0102030405060708090100标准仪表示值/mV0.09.920.230.439.850.260.470.380.089.7100.0绝对误差/mV

修正值/mV

试将各校准点的绝对误差和修正值填入上表中，并确定该毫伏表的精度等级。

3.已知对某电压的测量值U~N（50V,0.04V）,若要求置信概率达到50%，求相应的置信区间。4、甲、乙二人分别用不同的方法，对同一电感进行多次测量，结果如下（假设均无粗大误差和系统误差）：

甲1.281.311.271.261.191.25

乙1.291.231.221.241.251.20

写出测量结果表达式，评价哪个人的测量精密度高。第一次作业答案1、使用一只0.2级、量程为10V的电压表，测得某一电压为5.0V,试求此测量值可能出现的绝对误差和相对误差的最大值。

答案：

2、现对一个量程为100mV，表盘为100等分刻度的毫伏表进行校准，测得数据如下。仪表刻度值/mV0102030405060708090100标准仪表示值/mV0.09.920.230.439.850.260.470.380.089.7100.0绝对误差/mV

修正值/mV

试将各校准点的绝对误差和修正值填入上表中，并确定该毫伏表的精度等级。

解:仪表刻度值/mV0102030405060708090100标准仪表示值/mV0.09.920.230.439.850.260.470.380.089.7100.0绝对误差/mV00.1-0.2-0.40.2-0.2-0.4-0.300.30修正值/mV0-0.10.20.4-0.20.20.40.30-0.303.已知对某电压的测量值U～N（50V,0.04V2）,若要求置信概率达到50%，求相应的置信区间。

答：已知U～N（50V,0.04V2）

∴σ2＝0.04V2σ＝0.2V

置信概率50%P7查表得置信系数为Kp＝0.6745

∴50V电压置信区间为50-0.6745×0.2～50+0.6745×0.2

49.8651～50.13494、甲、乙二人分别用不同的方法，对同一电感进行多次测量，结果如下（假设均无粗大误差和系统误差）：

甲1.281.311.271.261.191.25

乙1.291.231.221.241.251.20

写出测量结果表达式，评价哪个人的测量精密度高。

解：

③因无粗大和系统误差，算出最佳估计值

第二次作业1、电阻应变片的灵敏度K=2，沿纵向粘贴于直径为0.05m的圆形钢柱表面，钢材的E=2╳1011N/m2，μ＝0.3。求钢柱受10t拉力作用时，应变片电阻的相对变化量。又若应变片沿钢柱圆周方向粘贴，受同样拉力作用时，应变片电阻的相对变化量为多少？2、有一测量吊车起吊物质量的拉力传感器如图2-20(a)所示。电阻应变片R1、R2、R3、R4贴在等截面轴上。已知等截面轴的截面积为0.00196m2，弹性模量E为2.0╳1011N/m2,泊松比为0.3，R1、R2、R3、R4标称值为120Ω，灵敏度为2.0，它们组成全桥如图2-20（b）所示，桥路电压2V，测得输出电压2.6mV,求：

①等截面轴的纵向应变及横向应变；

②重物m有多少吨。3、有一应变式等强度悬臂梁式力传感器，如图2-21所示。假设悬臂梁的热膨胀系数与应变片串的电阻热膨胀相等，R1=R2，构成半桥双臂电路。

①求证：该传感器具有温度补偿功能；

②设悬臂梁的厚度，长度固定端宽度b=18mm,材料的弹性模量E=2.0╳1011N/m2，应变片K=2，桥路的输入电压Ui=2V输出电压为1.0mV，求作用力F。第二次作业答案1、电阻应变片的灵敏度K=2，沿纵向粘贴于直径为0.05m的圆形钢柱表面，钢材的E=2×1011N/m2，μ＝0.3。求钢柱受10t拉力作用时，应变片电阻的相对变化量。又若应变片沿钢柱圆周方向粘贴，受同样拉力作用时，应变片电阻的相对变化量为多少？

答：2、有一测量吊车起吊物质量的拉力传感器如图2-20(a)所示。电阻应变片R1、R2、R3、R4贴在等截面轴上。已知等截面轴的截面积为0.00196m2，弹性模量E为2.0×1011N/m2,泊松比为0.3，R1、R2、R3、R4标称值为120Ω，灵敏度为2.0，它们组成全桥如图2-20（b）所示，桥路电压2V，测得输出电压2.6mV,求：

①等截面轴的纵向应变及横向应变；

②重物m有多少吨。

答：3、有一应变式等强度悬臂梁式力传感器，如图2-21所示。假设悬臂梁的热膨胀系数与应变片串的电阻热膨胀相等，R1=R2，构成半桥双臂电路。

①求证：该传感器具有温度补偿功能；

②设悬臂梁的厚度，长度固定端宽度b=18mm,材料的弹性模量E=2.0×1011N/m2，应变片K=2，桥路的输入电压Ui=2V输出电压为1.0mV，求作用力F。第三次作业

1、一个圆形平板电容式传感器，其极板半径为5mm,工作初始间隙为0.3mm,空气介质，所采用的测量电路的灵敏度为100mv/pF,读数仪表灵敏度为5格/mV。如果工作时传感器的间隙产生2μm的变化量，则读数仪表的指示值变化多少格？

2、一个用于位移测量的电容式传感器，两个极板是边长为5cm的正方形，间距为1mm，气隙中恰好放置一个边长5cm、厚度1mm、相对介电常数为4的正方形介质板，该介质板可在气隙中自由滑动。试计算当输入位移（即介质板向某一方向移出极板相互覆盖部分的距离）分别为0.0cm,2.5cm,5.0cm时，该传感器的输出电容值各为多少？

第四次作业1、用镍铭一镍硅热电偶测量炉温，仪表读数为385℃，后来发现把补偿导线接反了。t1=28℃,t0=42℃。

求：①实际tx为多少度（用mV表示）

②若补偿导线错用铜线，则tx又是多少？第四次作业答案1、用镍铭一镍硅热电偶测量炉温，仪表读数为385℃，后来发现把补偿导线接反了。t1=28℃,t0=42℃。

求：①实际tx为多少度（用mV表示）

②若补偿导线错用铜线，则tx又是多少？解：①E(385，28)=E(tx，42)-E(42，28)