傳感器原理及工程應(yīng)用習(xí)題參考答案

傳感器原理及工程應(yīng)用習(xí)題參考答案篇一：《傳感器原理及工程應(yīng)用》第四版(郁有文)課后答案第一章傳感與檢測(cè)技術(shù)的理論基礎(chǔ)1．什么就是測(cè)量值的絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差、提及訛差？請(qǐng)問(wèn)：某量值的測(cè)出值和真值之差稱作絕對(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。提及誤差就是儀表中通用型的一種誤差則表示方法，也用相對(duì)誤差則表示，它就是相對(duì)于儀表滿量程的一種誤差。提及誤差就是絕對(duì)誤差（在儀表中指的就是某一刻度點(diǎn)的示值誤差）與儀表的量程之比。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)用領(lǐng)域在什么場(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)量誤差需用絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差則表示,提及誤差也就是相對(duì)誤差的一種則表示方法。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。使用絕對(duì)誤差難以測(cè)評(píng)測(cè)量精度的多寡，而使用相對(duì)誤差比較客觀地充分反映測(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)誤差、標(biāo)稱相對(duì)誤差和引用誤差。求解：絕對(duì)誤差??142?140?2kpa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%140??142?140?100%?1.41%142142?140?100%?1%150?（?50）??4．什么就是隨機(jī)誤差？隨機(jī)誤差產(chǎn)生的原因就是什么？如何減小隨機(jī)誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響？請(qǐng)問(wèn)：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)以不容原訂方式變化著的誤差稱作隨機(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)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)量列于中的某一個(gè)測(cè)出數(shù)值來(lái)說(shuō)，隨機(jī)誤差的發(fā)生具備隨機(jī)性，即為誤差的大小和符號(hào)就是無(wú)法預(yù)見(jiàn)的，但當(dāng)測(cè)量次數(shù)減小，隨機(jī)誤差又具備統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的規(guī)律性，測(cè)量次數(shù)越多，這種規(guī)律性整體表現(xiàn)得越顯著。所以通?？梢酝ㄟ^(guò)減少測(cè)量次數(shù)估算隨機(jī)誤差可能將發(fā)生的大小，從而增加隨機(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(lèi)？系統(tǒng)誤差存有哪些檢驗(yàn)方法？如何增大和消解系統(tǒng)誤差？請(qǐng)問(wèn)：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)維持維持不變，或在條件發(fā)生改變時(shí)，按一定規(guī)律變化的誤差稱作系統(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)值和符號(hào)已確定的系統(tǒng)誤差稱作恒值（定值）系統(tǒng)誤差；絕對(duì)值和符號(hào)變化的系統(tǒng)誤差稱作變值系統(tǒng)誤差，變值系統(tǒng)誤差又可以分成線性系統(tǒng)誤差、周期性系統(tǒng)誤差和繁雜規(guī)律系統(tǒng)誤差等。在測(cè)量過(guò)程中形成系統(tǒng)誤差的因素是復(fù)雜的，通常人們難于查明所有的系統(tǒng)誤差，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差必須根據(jù)具體測(cè)量過(guò)程和測(cè)量?jī)x器進(jìn)行全面的仔細(xì)的分析，這是一件困難而又復(fù)雜的工作，目前還沒(méi)有能夠適用于發(fā)現(xiàn)各種系統(tǒng)誤差的普遍方法，只是介紹一些發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差的一般方法。如實(shí)驗(yàn)對(duì)比法、殘余誤差觀察法，還有準(zhǔn)則檢查法如馬利科夫判據(jù)和阿貝檢驗(yàn)法等。由于系統(tǒng)誤差的復(fù)雜性，所以必須展開(kāi)分析比較，盡可能的找到產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的因素，從而增大和消解系統(tǒng)誤差。1.從產(chǎn)生誤差根源上消解系統(tǒng)誤差；2.用修正方法消解系統(tǒng)誤差的影響；3.在測(cè)量系統(tǒng)中使用補(bǔ)償措施；4.需用實(shí)時(shí)意見(jiàn)反饋修正的辦法，去消解繁雜的變化系統(tǒng)誤差。6．什么是粗大誤差？如何判斷測(cè)量數(shù)據(jù)中存在粗小誤差？答：超出在規(guī)定條件下預(yù)期的誤差稱為粗大誤差，粗壯誤差又稱疏失誤差。此誤差值很大，顯著歪曲測(cè)量結(jié)果。在判別某個(gè)測(cè)得值是否含有粗大誤差時(shí)，要特別慎重，應(yīng)作充分的分析和研究，并根據(jù)判別準(zhǔn)則予以確定。通常用來(lái)判斷粗大誤差的準(zhǔn)則有：3?準(zhǔn)則（萊以特準(zhǔn)則）；肖維勒準(zhǔn)則；格拉布斯準(zhǔn)則。7．什么就是輕易測(cè)量、間接測(cè)量和女團(tuán)測(cè)量？答：在使用儀表或傳感器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，測(cè)得值直接與標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，不需要經(jīng)過(guò)任何運(yùn)算，直接得到被測(cè)量，這種測(cè)量方法稱為直接測(cè)量。在采用儀表或傳感器展開(kāi)測(cè)量時(shí)，首先對(duì)與測(cè)量存有確認(rèn)函數(shù)關(guān)系的幾個(gè)量展開(kāi)輕易測(cè)量，將輕易測(cè)出數(shù)值代入函數(shù)關(guān)系式，經(jīng)過(guò)排序獲得所須要的結(jié)果，這種測(cè)量稱作間接測(cè)量。若被測(cè)量必須經(jīng)過(guò)求解聯(lián)立方程組求得，如：有若干個(gè)被測(cè)量y1，y2，，…，ym，直接測(cè)得值為x,x12,?,xn,把被測(cè)量與測(cè)得值之間的函數(shù)關(guān)系列成方程組，即x1?f1(y1,y2,?,ym)??x2?f2(y1,y2,?,ym)????????????xn?fn(y1,y2,?,ym)??篇二：傳感器原理及工程應(yīng)用領(lǐng)域習(xí)題參考答案[1]《傳感器原理及工程應(yīng)用》習(xí)題答案王麗香第1章傳感與檢測(cè)技術(shù)的理論基礎(chǔ)（p26）1－3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)誤差和提及誤差。解：未知：真值l＝140kpa測(cè)量值x＝142kpa測(cè)量上限＝150kpa測(cè)量上限＝－50kpa∴絕對(duì)誤差δ＝x-l=142-140=2(kpa)實(shí)際相對(duì)誤差標(biāo)稱相對(duì)誤差引用誤差?＝?＝?l?x＝＝21402142?1.43％?1.41％?＝?測(cè)量下限－測(cè)量上限＝2150－(－50)?1％1－10對(duì)某節(jié)流元件（孔板）擋板直徑d20的尺寸展開(kāi)了15次測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)如下（單位：mm）：120.42120.43120.40120.42120.43120.39120.30120.40120.43120.41120.43120.42120.39120.39120.40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。求解：對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)列表如下：當(dāng)n＝15時(shí)，若挑置信概率p＝0.95，換算可以得格拉布斯系數(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p＝0.95，查表可得格拉布斯系數(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)壞值。排序算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差?d3?d?20???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)1－14交流電路的電抗數(shù)值方程為x??l?1(p?99.73%)?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?。試用最輕二乘法謀電感l(wèi)、電容c的值。解法1：???l?1?c，設(shè)x?l，y??1c，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???輕易測(cè)出數(shù)值矩陣為l?0.2，?????0.3????最輕二乘法的最佳估計(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?????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?0.182hc??1y??1?0.455?2.2(f)數(shù)學(xué)分析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（1－39）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?a31a31?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章傳感器詳述（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。未知：t1?t2??0dt2d?，t1???25?300(t?0)(t?0)，?0?120s謀：t=350s時(shí)，t1?t2??解：靈敏度k=1時(shí)，一階傳感器的單位階躍積極響應(yīng)為y(t)?1?e?t。類(lèi)似地，該測(cè)溫傳感器的瞬態(tài)響應(yīng)函數(shù)可表示為：t2(?)?25?(300?25)?(1?e?350?)?285.15(c)。當(dāng)??350s時(shí)，t2?25?(300?25)?(1?e??0)。?所以，動(dòng)態(tài)誤差t1?t2?300?285.15?14.85(c)。2－6未知某傳感器屬一階環(huán)節(jié)，現(xiàn)用作測(cè)量100hz的正弦信號(hào)，例如幅值誤差管制在±5％以內(nèi)，時(shí)間常數(shù)?應(yīng)當(dāng)挑多少？若用該傳感器測(cè)量50hz的正弦信號(hào)，問(wèn)此時(shí)的幅值誤差和增益誤差各為多少？解：一階傳感器的幅頻特性為：a????1?????2因?yàn)榉嫡`差限制在±5％以內(nèi)，即a????0.95當(dāng)f?100hz時(shí)，有?max?0.00052s。若用此傳感器測(cè)量f?50hz的信號(hào)，其幅值誤差為：1－a????1－1????＝1－1＋?2??50hz?0.00052s?2?2?1?0.987?1.3%增益誤差為：??????arctg??????9.28?篇三：《傳感器原理及工程應(yīng)用》(郁有文)課后答案第一章傳感與檢測(cè)技術(shù)的理論基礎(chǔ)1．什么是測(cè)量值的絕對(duì)誤差、相對(duì)誤高、提及誤差？答：某量值的測(cè)得值和真值之差稱為絕對(duì)誤差。相對(duì)誤差存有實(shí)際相對(duì)誤差和標(biāo)稱相對(duì)誤差兩種則表示方法。實(shí)際相對(duì)誤差就是絕對(duì)誤差與被測(cè)量的真值之比；標(biāo)稱相對(duì)誤差就是絕對(duì)誤差與測(cè)出值之比。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）與儀表的量程之比。2．什么就是測(cè)量誤差？測(cè)量誤差存有幾種表示方法？它們通常應(yīng)用在什么場(chǎng)合？請(qǐng)問(wèn)：測(cè)量誤差就是測(cè)出值與被測(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)必須使用修正值，而修正值就是與絕對(duì)誤差大小成正比符號(hào)恰好相反的值。在排序相對(duì)誤差時(shí)也必須曉得絕對(duì)誤差的大小就可以排序。采用絕對(duì)誤差難以評(píng)定測(cè)量精度的高高，而使用相對(duì)誤差比較客觀地充分反映測(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