测试技术与传感器课后答案
传感器测试技术习题答案

1.什么是传感器?它由哪几个部分组成?分别起到什么作用?2.传感器技术的发展动向表现在哪几个方面?3.传感器的性能参数反映了传感器的什么关系?静态参数有哪些?各种参数代表什么意义?动态参数有那些?应如何选择?4.某位移传感器,在输入量变化5 mm 时,输出电压变化为300 mV ,求其灵敏度。
5. 某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成,各环节的灵敏度为:S1=0.2mV/℃、S2=2.0V/mV 、S3=5.0mm/V ,求系统的总的灵敏度。
6.什么是应变效应?什么是压阻效应?什么是横向效应?7、试说明金属应变片与半导体应变片的相同和不同之处。
8、 应变片产生温度误差的原因及减小或补偿温度误差的方法是什么?9、钢材上粘贴的应变片的电阻变化率为0.1%,钢材的应力为10kg/mm 2。
试求10、如图所示为等强度梁测力系统,1R 为电阻应变片,应变片灵敏度系数05.2=k ,未受应变时Ω=1201R ,当试件受力F 时,应变片承受平均应变4108-⨯=ε,求(1)应变片电阻变化量1R ∆和电阻相对变化量11/R R ∆。
(2)将电阻应变片置于单臂测量电桥,电桥电源电压为直流3V ,求电桥输出电压是多少。
(a )(b ) 图等强度梁测力系统 11、单臂电桥存在非线性误差,试说明解决方法。
12、某传感器为一阶系统,当受阶跃函数作用时,在t=0时,输出为10mV;t →∞时,输出为100mV;在t=5s 时,输出为50mV,试求该传感器的时间常数。
13. 交流电桥的平衡条件是什么?14.涡流的形成范围和渗透深度与哪些因素有关?被测体对涡流传感器的灵敏度有何影 响?15.涡流式传感器的主要优点是什么?16.电涡流传感器除了能测量位移外,还能测量哪些非电量?17.某电容传感器(平行极板电容器)的圆形极板半径)(4mm r =,工作初始极板间距离)(3.00mm =δ,介质为空气。
问:(1)如果极板间距离变化量)(1m μδ±=∆,电容的变化量C ∆是多少?(2)如果测量电路的灵敏度)(1001pF mV k =,读数仪表的灵敏度52=k (格/mV )在)(1m μδ±=∆时,读数仪表的变化量为多少?18.寄生电容与电容传感器相关联影响传感器的灵敏度,它的变化为虚假信号影响传感器的精度。
传感器与检测技术 (胡向东 刘京诚_著)_机械工业出版社 课后答案

解:(2) A = π ( R 2 − r 2 ) = 59.7 ×10−6 m 2
F ∆R1 = ∆R2 = ∆R3 = ∆R4 = k AE R = 0.191Ω
∆R5 = ∆R6 = ∆R7 = ∆R8 = −µ∆R1 = −0.0573Ω
(3)U0 = 1mV
3.7 图 3.5 中,设负载电阻为无穷大(开路),图中,E=4V,
第三章 思考题和习题 3.1 应变电阻式传感器的工作原理是什么?
电阻应变式传感器的工作原理是基于应变效应的。 当被测物理量作用在弹性元件上,弹性元件在力、力矩或压力等作用下发生形变,变换 成相应的应变或位移,然后传递给与之相连的应变片,将引起应变敏感元件的电阻值发生变 化,通过转换电路变成电量输出。输出的电量大小反映了被测物理量的大小。 3.2 电阻应变片的种类有哪些?各有何特点? 按组成材料有金属和半导体之分,金属应变片受力时,主要是基于应变效应,是引起 应变片的外形变化进而引起电阻值变化,而半导体应变片时基于压阻效应工作的,当受力时, 引起应变片的电阻率变化进而引起电阻值变化。 按结构形式有丝式和箔式之分。丝式是应变金属丝弯曲成栅式结构,工艺简单,价钱便 宜。箔式是采用光刻和腐蚀等工艺制成的,工艺复杂,精度高,价钱较贵。 3.3 引起电阻应变片温度误差的原因是什么?电阻应变片的温度补偿方法是什么? 一是电阻温度系数,二是线膨胀系数不同。 单丝自补偿应变片,双丝组合式自补偿应变片,补偿电路 3.4 试分析差动测量电路在应变式传感器中的好处。 灵敏度提高一倍,非线性得到改善。
2.8 某温度传感器为时间常数τ = 3s 的一阶系统,当传感器受突变温度作用后,试求传感器
温差的三分之一和二分之一所需的时间。 温差为二分之一时,t=2.08s 温差为三分之一时,t=1.22s 2.9 玻璃水银温度计通过玻璃温包将热量传给水银,可用一阶微分方程来表示。现已知某玻
(完整word版)测试技术与传感器课后答案 罗志增 薛凌云 席旭刚 编著(word文档良心出品)

思考与练习2-5对某轴直径进行了15次测量,测量数据如下:26.2,26.2,26.21,26.23,26.19,26.22,26.21,26.19,26.09,26.22,26.21,26.23,26.21,26.18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: (1)求算数平均值及标准差估计值 15次算数平均值: 标准差的估计值:(2)判断有无粗大误差:采用格拉布斯准则 取置信概率查表2-4,可得系数G=2.41,则有: 故剔除U9(3)剔除粗大误差后的算术平均值及标准差估计值如下: 算数平均值为: 标准差的估计值为:重新判断粗大误差: 取置信概率查表2-4,可得系数G=2.41,则有: 故无粗大误差。
(4) 测量结果表示:算术平均值的标准差:199.26151151==∑=i iU U ()()()mV x x viis 0335.014015695.0115115221==--=-=∑∑σ90807.00335.041.2νσ<=⨯=⨯s G 207.26141141==∑=i iU U ()()()mV x x v ii s 02507.01300817.0114114222==--=-=∑∑σ95.0=αP 95.0=αP 20594.002507.037.2i s G νσ>=⨯=⨯mV s X 0067.01402507.0n2≈==σσ所以测量结果为: 2-6 对光速进行测量,的到如下四组测量结果:求光速的加权平均值及其标准差。
解:权重计算:用各组测量列的标准差平方的倒数的比值表示。
加权算术平均值为:加权算术平均值的标准差为:3-3用一个时间常数为0.355秒的一阶传感器去测量周期分别为1秒、2秒和3秒的正弦信号,问幅值误差为多少?3-4 有一个温度传感器,其微分方程为30dy/dt+3y=0.15x ,其中y---输出电压811001915.0⨯=v 821001415.0⨯=v 831000075.0⨯-=v 841000015.0⨯-=v ()sm P vP i ii ii x p/1000124.014841412⨯=-=∑∑==σ3(26.2070.02)x x x mV σ=±=±()%73.99=a P %7.19%803.0)(3%2.33%668.0)(2%1.59%1001)(1%409.0)(1)(11)(71.0233322211112=≈==≈==⨯-=≈=+===A A s T A A s T A A A s T A TTωωωωτωωπτωπω时,当时,当时,当幅值由sm c s m c s m c s m c /10)00100.099930.2(/10)00200.099990.2(/10)01000.098500.2(/10)01000.098000.2(84838281⨯±=⨯±=⨯±=⨯±=100:25:1:11:1:1:1:::242322214321==σσσσP P P P sm P P x x i i i i i p /1099915.2/84141⨯==∑∑==(mV ),x---输入温度(℃),试求该传感器的时间常数τ和静态灵敏度k 。
传感器与检测技术课后题答案

传感器与检测技术课后题答案(共20页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第1章概述什么是传感器?传感器定义为能够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和装置,通常由敏感元件和转换元件组成。
传感器的共性是什么?传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、生物特性,将非电量(如位移、速度、加速度、力等)输入转换成电量(电压、电流、电容、电阻等)输出。
传感器由哪几部分组成的?由敏感元件和转换元件组成基本组成部分,另外还有信号调理电路和辅助电源电路。
传感器如何进行分类?(1)按传感器的输入量分类,分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。
(2)按传感器的输出量进行分类,分为模拟式和数字式传感器两类。
(3)按传感器工作原理分类,可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。
(4)按传感器的基本效应分类,可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。
(5)按传感器的能量关系进行分类,分为能量变换型和能量控制型传感器。
(6)按传感器所蕴含的技术特征进行分类,可分为普通型和新型传感器。
传感器技术的发展趋势有哪些?(1)开展基础理论研究(2)传感器的集成化(3)传感器的智能化(4)传感器的网络化(5)传感器的微型化改善传感器性能的技术途径有哪些?(1)差动技术(2)平均技术(3)补偿与修正技术(4)屏蔽、隔离与干扰抑制(5) 稳定性处理第2章传感器的基本特性什么是传感器的静态特性描述传感器静态特性的主要指标有哪些答:传感器的静态特性是指在被测量的各个值处于稳定状态时,输出量和输入量之间的关系。
主要的性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、温度漂移。
传感器输入-输出特性的线性化有什么意义如何实现其线性化答:传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。
传感器与测试技术李晓莹高教版课后答案

传感器与测试技术李晓莹高教版课后答案《传感器与测试技术》是自动化、电子、机械等专业的重要课程之一,这门课程涵盖了传感器的基本原理、测试技术及其应用等多个方面的内容。
对于学习这门课程的学生来说,掌握好传感器与测试技术的知识点和方法是非常重要的。
下面我们来看看《传感器与测试技术》李晓莹高教版课后答案的主要内容。
1.课程介绍在这部分内容中,李晓莹教授对传感器和测试技术的基本概念、特点、应用和发展趋势进行了详细的阐述。
学生需要了解什么是传感器,什么是测试技术,它们在自动化、电子、机械等领域的作用和应用,以及当前传感器和测试技术的发展趋势和未来发展方向。
2.传感器的基本原理在这部分内容中,李晓莹教授讲解了传感器的基本原理和分类,包括电阻式、电容式、电感式、光电式、热电式等不同类型的传感器的工作原理和特点。
学生需要掌握不同类型传感器的原理和特点,了解它们的应用范围和局限性。
3.测试技术的基础知识在这部分内容中,李晓莹教授讲解了测试技术的基础知识,包括误差分析、数据处理、信号处理等方面的内容。
学生需要掌握测试误差的分析方法,了解数据处理和信号处理的基本原理和方法。
4.传感器的应用在这部分内容中,李晓莹教授讲解了传感器在自动化、电子、机械等领域的应用,包括压力、温度、流量、位移等方面的测量和控制。
学生需要了解不同领域对传感器的需求和应用情况,掌握不同类型传感器在这些领域中的应用方法和注意事项。
5.测试技术的应用在这部分内容中,李晓莹教授讲解了测试技术在自动化、电子、机械等领域的应用,包括机器视觉、机器人导航、智能制造等方面的应用。
学生需要了解测试技术在这些领域中的应用方法和注意事项,掌握测试技术的实际应用技巧和经验。
6.实验与实践在这部分内容中,李晓莹教授提供了多个实验和实践项目,包括传感器实验和测试技术实验等。
学生需要通过这些实验和实践项目来加深对传感器和测试技术的理解和掌握程度,提高实际应用能力。
7.课后习题与思考题在这部分内容中,李晓莹教授提供了大量的课后习题和思考题,这些题目涵盖了传感器和测试技术的各个方面。
《传感器与检测技术》课后习题答案(大学期末复习资料)

绪论1检测一个圆柱体的直径,请想出尽可能多的检测方法,并分析这些方法中的误差影响因素和大小。
答:a、使用游标卡尺测量,误差主要为人手安放直径相对位置的准确性;b、使用软绳沿直径轴向缠绕,多绕几圈求平均值,利用周长与直径的关系计算,误差主要是缠绕绳与轴线的垂直情况,与游标尺相比,减少了单个测量的误差;c,采用标准件,使用磁力表架进行测量,此种测量精度较高,一般在0.02mm。
2请举例说明动态特性和静态特性的区别。
答:动态特性的函数与时间相关,即时间不同,特征值不尽相同;而静态特性与时间无关。
如,温度传感器的线性度是通过一定时间稳定后才测量温度,而温度变化引起的温度传感器发生变化的滞后则属于动态特性。
3说明传感器与检测技术的发展趋势。
答:a、不断拓展检测范围,努力提高检测精度和可靠性;b、传感器逐渐向集成化、组合式、数字化方向发展;c、重视非接触式检测技术研究;d、检测系统智能化。
4说明频率域分析能解决的问题。
答: 频域描述反映信号的频率组成及幅值、相位关系。
为了解决不同的问题,往往需要掌握信号的不同方面的特征,因而可采用不同的信号描述方式。
例如,评定机器振动烈度,需要振动速度的均方根值作为判据,而在寻找振动源头时则需要掌握振动信号的频率分量,需要采用频域描述。
项目一1设想一个方案使用光电接近开关检测转速。
答:在转轴上粘接一个小面积的反光板,试验光电接近开关的敏感距离,安放光电接近开关,这样,转轴每转一圈,光电开关输出一个脉冲,利用计数器表头,或者人工计数,计量转动圈数的时间,利用转速公式获得转速。
2使用数显表配合接近开关,设计一个方案,检测传送带上的输运物料的个数。
答:在传送带边上设计一个接近开关,并测试其对物料的敏感距离,然后将其信号线按照实训任务中的方法连接,即可在数显表上显示来料个数。
3上网查找一个接近开关的生产厂家,并介绍其生产接近开关的型号和应用场合。
答:/products.asp?id=65,上海巨马。
测试与传感器作业答案

第一章 测试技术基础1. 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 ,试求该示值的绝对误差、相对误差、标称相对误差和引用误差。
解:绝对误差 2kPa 140142=-=∆p 相对误差 1.43%100%1401401420=⨯-=∆=p p p δ 标称相对误差 1.41%100%142140142=⨯-=∆='p p p δ 引用误差 1%100%50150140142m =⨯+-=∆=p p p γ 2.某压力传感器静态标定的结果如下表所示。
试求用端点连线拟合法拟合的该传感器输出与输入关系的直线方程,并试计算其非线性误差、灵敏度和迟滞误差。
解: 端点连线拟合法拟合的直线方程 p p U 450==非线性误差 0.1%100%2000.2100%=⨯=⨯∆=FS Y L max γ 灵敏度 4mV /Pa =∆∆=pUS 迟滞误差 0.3%100%2001.221100%21=⨯⨯=⨯∆=FS H Y H max γ或 0.6%100%2001.2100%max =⨯=⨯∆=FS H Y H γ 3. 玻璃水银温度计的热量是通过玻璃温包传导给水银的,其特性可用微分方程x y dtdy310123-⨯=+表示(式中y 为水银柱高度,单位m ;x 为输入温度,单位℃)。
试确定温度计的时间常数τ、静态灵敏度k 和传递函数及其频率响应函数。
解:x y dt dy 310123-⨯=+ x y D 3101)23(-⨯=+ x y D 31021)123(-⨯=+ 时间常数 s 51.=τ 静态灵敏度 C m/1050o 3-⨯=.k传递函数 1511050(s)3+⨯=-s H .. 频率响应函数 15.1105.0)(j 3+⨯=-ωωj H4. 某热电偶测温系统可看作一阶系统,已知其时间常数为0.5s ,静态灵敏度1=k 。
试计算其幅频特性误差不大于5%的最高工作频率。
传感器与检测技术徐科军第三版课后习题答案

传感器与检测技术徐科军第三版课后习题答案 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#传感第一章1.何为准确度、精密度、精确度?并阐述其与系统误差和随机误差的关系。
答:准确度:反映测量结果中系统误差的影响程度。
精密度:反映测量结果中随机误差的影响程度。
精确度:反映测量结果中系统误差和随机误差综合的的影响程度,其定量特征可用测量的不确定度表示。
4.为什么在使用各种指针式仪表时,总希望指针偏转在全量程的2/3以上范围内使用?答:选用仪表时要考虑被测量的大小越接近仪表上限越好,为了充分利用仪表的准确度,选用仪表前要对被测量有所了解,其被测量的值应大于其测量上限的2/3。
14.何为传感器的静态标定和动态标定?试述传感器的静态标定过程。
答:静态标定:确定传感器的静态特性指标,如线性度、灵敏度、滞后和重复性等。
动态标定:确定传感器的动态特性参数,如频率响应、时间常数、固有频率和阻尼比等。
静态标定过程:①将传感器全量程分成如干等间距点。
②根据传感器量程分点情况,由小到大一点一点地输入标准量值,并记录与各输入值相应的输出值。
③将输入值由大到小一点一点减小,同时记录与各输入值相对应的输出值。
④按②、③所述过程,对传感器进行正反行程往复循环多次测试,将得到的输出-输入测试数据用表格列出或作出曲线。
⑤对测试数据进行必要的处理,根据处理结果就可以确定传感器的线性度、灵敏度、迟滞和重复性等静态特性指标。
第二章1.什么叫应变效应?利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。
答:应变效应:金属丝的电阻随着它所受的机械形变的大小而发生相应的变化的现象称为金属应变效应。
工作原理:在电阻丝拉伸极限内,电阻的相对变化与应变成正比,即:=K0 (K0:电阻丝的灵敏系数、:导体的纵向应变)2.金属电阻应变片与的工作原理有何区别?各有何优缺点?答:区别:金属电阻变化主要是由机械形变引起的;半导体的阻值主要由电阻率变化引起的。
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测试技术与传感器课后答案【篇一:《传感器与检测技术》习题答案--周杏鹏】t>第一章1.1答:随着我国工业化、信息化步伐加快,现代化建设中的各行各业高效生产对传感器也检测技术的依赖逐步加深。
比如:先进的传感器技术助力现代化石油钻井平台建设。
为了能够可靠地采集钻井平台钴机塔架上运动部件的终点位置,使用了感应式传感器。
在整个新型钻井中共使用了60个这样的感应式传感器,方形的接近开关对钢质目标的感应距离增大到20mm, 满足了近海海上勘探工作环境极为恶劣的所有要求。
1.2答:自动检测系统组成框图如下:对于传感器,一般要求是:①准确性:输出信号必须反映其输入量,即被测量的变化。
因此,传感器的输出与输入关系必须是严格的单值函数关系,最好是线性关系。
②稳定性:传感器的输入、输出的单值函数关系最好不随时间和温度二变化,受外界其他因素的干扰影响亦很小,重复性要好。
③灵敏度:即被测参量较小的变化就可使传感器获得较大的输出信号。
④其他:如耐腐蚀性、功耗、输出信号形式、体积、售价等。
1.3答:功能:信号调理:在检测系统中的作用是对传感器输出的微弱信号进行检波、转换、滤波、放大等,以方便检测系统后续处理或显示。
信号处理:信号处理时自动检测仪表,检测系统进行数据处理和各种控制的中枢环节,其作用和人类的大脑相类似。
区别:信号调理作用是把信号规格化,滤除干扰,信号处理则是提取信号中的信息,并对这些信息按照功能要求进行处理。
可以说,信号调理是进行信号处理的基础。
组成:信号调理:信号放大、信号滤波、a/d转换信号处理:主要是各种信号的嵌入式微控制器、专用高速数据处理器(dsp)等1.4答:分类见表1-1(p8)1.5答:按照被测参量分类,可以分成测量:电工量、热工量、机械量、物性和成分量、光学量、状态量等。
1.6答:1.不断拓展测量范围,提高管检测精度和可靠性2重视非接触式检测技术研究 3检测系统智能化第二章2.1答:随机误差:检测仪器或者测量过程中某些未知或无法控制的随机因素(如仪器某些原件器件性能不稳定、外界温度、湿度变化,空中电磁波扰动等)综合作用的结果。
随机误差的变化通常难以预测,因此也无法通过实验的方法确定、修正和消除。
但是通过足够多的测量比较可以发现随机误差服从某种统计规律。
从而进行消除。
系统误差:产生原因大体有:测量所用的工具本身性能不完善或者安装、布置、调整不当;在测量过程中的温度湿度、气压、电磁干扰等环境条件发生变化;测量方法不完善、或者测量所依据的理论本身不完善;操作人员视读方式不当等。
系统误差产生的原因和变化规律一般可以通过实验和分析查出,因此系统误差可以设法确定并消除。
粗大误差:一般由外界重大干扰或者仪器故障或不正确的操作引起。
存在粗大误差的测量值一般容易发现,发现后应当立即剔除。
2.2答:工业检测仪器(系统)常以最大引用误差作为判断其准确度等级的尺度,仪表准确度习惯上称精度,准确度等级习惯称为精度等级。
人为规定,取最大引用误差百分数的分子作为检测仪器(系统)精度等级的标志,即用最大引用误差去掉正负号和百分比号后的数字来表示精度等级。
2.3答:20*0.005=0.1(v)150*0.001=0.15(v)由计算结果知,表一不仅有更小的绝对误差,并且其量程对于测量5v的电压更合理。
所以选择表一。
2.4答:马利科夫准则 x =28.030028.010027.980027.940027.960028.020028.000027.930027.950027 .9000x?27.972?i=0.05800.0380 0.0080-0.0320-0.0120 0.0480 0.0280-0.0420-0.0220-0.0720 d=0.12?i所系系统存在线性系统误差阿贝—赫梅特准则 a=0.0047?2=0.00166a=0.0047?2n?1=0.0054系统中不存在周期性系统误差2.5①要求|ri?r0|?2.8的概率,已知标准差?=1.5 经过标准正态分布变换,|ri?r0|?2.8 , |?|?2.8 , |经过查表可知??02.8|?=1.8667≈1.87 ????x???x??12?t2dt2在区间概率等p=0.9693*2-1=0.9386 ②按照95%的置信区间概率查找标准正太分布表,得到p=0.975(x=1.96),由公式|r0?ri?|?x?1.96得到区间应该为[r0-1.96?,r0+1.96?]=[505.2960,514.7040] 2.6未剔除前x?183,??24.224 当a=0.05,kg(n,a)?2.18|?xk|=[23 ,12 ,60 ,9 ,30 ,3 ,20 ,6 ,12 ,5]kg(n,a)*?(x)=52.81根据grubbs准则,将243剔除剔除以后,x?176.3,??14.4 2.7x?909.8,??4.045查找标准正态分布表得到当置信区间p=0.98,x=2.33 经过变换得到区间为[909.8-9.4, 909.8+9.4]2.8答:测量误差总是客观存在的,但是真值一般是无法准确得到的,因此也就不可能准确的知道测量误差的准确值,由此引出测量不确定度的概念。
2.9答:a类不确定度的评定时应用统计的方法,一般对同一被测参量进行n次等精度测量得到。
b类不确定度是在测量次数较少,不能用统计方法计算测量结果的不确定度时。
2.10x?18.18,??0.42ua??(x)?(x)=1/3*0.42=0.14(cm) uc?选取置信率为p=0.95,k=1.65 则u=k*uc=0.28(cm) 该工件结果为x=18.2?0.3(cm)(p=0.95)【篇二:传感器与检测技术课后题答案】什么是传感器?传感器定义为能够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和装置,通常由敏感元件和转换元件组成。
1.2 传感器的共性是什么?传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、生物特性,将非电量(如位移、速度、加速度、力等)输入转换成电量(电压、电流、电容、电阻等)输出。
1.3 传感器由哪几部分组成的?由敏感元件和转换元件组成基本组成部分,另外还有信号调理电路和辅助电源电路。
1.4 传感器如何进行分类?(1)按传感器的输入量分类,分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。
(2)按传感器的输出量进行分类,分为模拟式和数字式传感器两类。
(3)按传感器工作原理分类,可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。
(4)按传感器的基本效应分类,可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。
(5)按传感器的能量关系进行分类,分为能量变换型和能量控制型传感器。
(6)按传感器所蕴含的技术特征进行分类,可分为普通型和新型传感器。
1.5 传感器技术的发展趋势有哪些?(1)开展基础理论研究(2)传感器的集成化(3)传感器的智能化(4)传感器的网络化(5)传感器的微型化1.6改善传感器性能的技术途径有哪些?(1)差动技术(2)平均技术(3)补偿与修正技术(4) 屏蔽、隔离与干扰抑制 (5) 稳定性处理第2章传感器的基本特性2.1 什么是传感器的静态特性?描述传感器静态特性的主要指标有哪些?答:传感器的静态特性是指在被测量的各个值处于稳定状态时,输出量和输入量之间的关系。
主要的性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、温度漂移。
2.2 传感器输入-输出特性的线性化有什么意义?如何实现其线性化?答:传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。
常用的线性化方法是:切线或割线拟合,过零旋转拟合,端点平移来近似,多数情况下用最小二乘法来求出拟合直线。
2.3 利用压力传感器所得测试数据如下表所示,计算其非线性误差、迟滞和重复性误差。
设压力为0mpa时输出为0mv ,压力为0.12mpa时输出最大且为16.50mv. 非线性误差略正反行程最大偏差?hmax?0.1mv,所以?h???hmaxyfs??100%??0.116.50%??0.6%重复性最大偏差为?rmax?0.08,所以?r???rmaxyfs0.0816.5100%??0.48%2.4什么是传感器的动态特性?如何分析传感器的动态特性?传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性,即输出对随时间变化的输入量的响应特性。
传感器的动态特性可以从时域和频域两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来分析。
瞬态响应常采用阶跃信号作为输入,频率响应常采用正弦函数作为输入。
2.5描述传感器动态特性的主要指标有哪些?零阶系统常采用灵敏度k,一阶系统常采用时间常数?、灵敏度k,二阶系统常采用固有频率?0、阻尼比?、灵敏度k来描述。
2.6试解释线性时不变系统的叠加性和频率保持特性的含义及其意义。
当检测系统的输入信号是由多个信号叠加而成的复杂信号时,根据叠加性可以把复杂信号的作用看成若干简单信号的单独作用之和,从而简化问题。
如果已知线性系统的输入频率,根据频率保持特性,可确定该系统输出信号中只有与输入信号同频率的成分才可能是该输入信号引起的输出,其他频率成分都是噪声干扰,可以采用相应的滤波技术。
2.7用某一阶传感器测量100hz的正弦信号,如要求幅值误差限制在?5%以内,时间常数应取多少?如果用该传感器测量50hz的正弦信号,其幅值误差和相位误差各为多少?解:一阶传感器频率响应特性:h(j?)?1?(j?)?11,幅频特性:a(?)?1?(??)2由题意有a(j?)?5%,即2?t?(??)?5%又???2?f?200? ,所以0???0.523ms ,取??0.523ms幅值误差:?a(?)?(1/?(??))?112?100%??1.32%相位误差:??(?)??arctan(??)??9.30 2.8某温度传感器为时间常数??3s的一阶系统,当传感器受突变温度作用后,试求传感器温差的三分之一和二分之一所需的时间。
温差为二分之一时,t=2.08s温差为三分之一时,t=1.22s2.9 玻璃水银温度计通过玻璃温包将热量传给水银,可用一阶微分方程来表示。
现已知某玻璃水银温度计特性的微分方程是2dydt?2y?2?10?3x,y代表水银柱高(m),x代表输入温度(℃)。
求该温度计的时间常数及灵敏度。
?=1s; k?1?10?32.10 某传感器为一阶系统,当受阶跃函数作用时,在t=0时,输出为10mv,在t=5s时,输出为50mv;在t??时,输出为100mv。
试求该传感器的时间常数。
?=8.5s2.11某一质量-弹簧-阻尼系统在阶跃输入激励下,出现的超调量大约是最终稳态值的40%。