傳感器與智能檢測技術(shù)課后習(xí)題答案

西安理工研究生考試傳感器與智能檢測技術(shù)課后習(xí)題1、對于實(shí)際的測量數(shù)據(jù)，應(yīng)該如何選取判別準(zhǔn)則去除粗大誤差？答：首先，粗大誤差是指明顯超出規(guī)定條件下的預(yù)期值的誤差。去除粗大誤差的準(zhǔn)則主t多少。對于拉依達(dá)準(zhǔn)則，測量次數(shù)n盡可能多時(shí)，常選用此準(zhǔn)則。當(dāng)n過小時(shí)，會(huì)把正常值當(dāng)成異常值，這是此準(zhǔn)則的缺陷。格拉布準(zhǔn)則，觀測次數(shù)在30—50時(shí)常選取此準(zhǔn)則。t檢驗(yàn)準(zhǔn)則，適用于觀察次數(shù)較少的情況下。2、系統(tǒng)誤差有哪些類型？如何判別和修正？答：系統(tǒng)誤差是在相同的條件下，對同一物理量進(jìn)行多次測量，如果誤差按照一定規(guī)律出現(xiàn)的誤差。系統(tǒng)誤差可分為：定值系統(tǒng)誤差和變值系統(tǒng)誤差。變值系統(tǒng)誤差又可以分為：線性系統(tǒng)誤差、周期性系統(tǒng)誤差、復(fù)雜規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差。判定與修正：對于系統(tǒng)誤差的判定方法主要有：1、對于定值系統(tǒng)誤差一般用實(shí)驗(yàn)對比檢驗(yàn)法。改變產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的條件，在不同條件下進(jìn)行測量，對結(jié)果進(jìn)行比較找出恒定系統(tǒng)誤差。2、對于變值系統(tǒng)誤差：a、觀察法：通過觀察測量數(shù)據(jù)的各個(gè)殘差大小和符號的變化規(guī)b（和檢驗(yàn)（序差檢驗(yàn)法等。c、組間數(shù)據(jù)檢驗(yàn)正態(tài)檢驗(yàn)法修正方法：消除系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的根源引入更正值法2)4）半周期偶數(shù)測量法實(shí)時(shí)反饋修正在測量結(jié)果中進(jìn)行修正3、從理論上講隨機(jī)誤差是永遠(yuǎn)存在的，當(dāng)測量次數(shù)越多時(shí)，測量值的算術(shù)平均值越接近真值。因此，我們在設(shè)計(jì)自動(dòng)檢測系統(tǒng)時(shí)，計(jì)算機(jī)可以盡可能大量采集數(shù)據(jù)，例如每次采樣數(shù)萬個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算其平均值，這樣做的結(jié)果合理否？答：這種做法不合理。隨機(jī)誤差的數(shù)字特征符合正態(tài)分布。當(dāng)次數(shù)n相應(yīng)提高。但測量次數(shù)達(dá)到一定數(shù)目后，算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差下降很慢。對于提高精度基本可忽略影響了。因此要提高測量結(jié)果的精度，不能單靠無限的增加測量次數(shù)，而需要采用適當(dāng)?shù)臏y量方法、選擇儀器的精度及確定適當(dāng)?shù)拇螖?shù)等幾方面共同考慮來使測量結(jié)果盡可能的接近真值。4、以熱電阻溫度傳感器為例，分析傳感器時(shí)間常數(shù)τ對動(dòng)態(tài)誤差的影響。并說明熱電阻傳感器的哪些參數(shù)對τ有影響？答：1、對于熱電阻溫度傳感器來說，傳感器常數(shù)對于溫度動(dòng)態(tài)影響如式子t t2

(dt2

/dt)所示，決定了動(dòng)態(tài)誤差的波動(dòng)幅度。的大小決定了隨著時(shí)間變化誤差的大小。因此時(shí)間常數(shù)決定了動(dòng)態(tài)誤差的大小。2、熱電阻傳感器對時(shí)間常數(shù)的影響，我們由上問可以知道對時(shí)間常數(shù)的影響就是對測量動(dòng)態(tài)誤差的影響即對結(jié)果影響。因素主要有：a、電阻材料條件，電阻材料影響電阻溫度系數(shù)、電阻率、物理和化學(xué)性能等。這些條件都影響著時(shí)間常數(shù)，即對動(dòng)態(tài)誤差有一定的影響。因此選取標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度系數(shù)越大越穩(wěn)定，電阻率要大，溫度系數(shù)保持單值最好是常數(shù)，金屬物理化學(xué)性能穩(wěn)定。b、。二線制中引線電阻對測量影響大,用于測溫精度要求不高場合。三線制可以減小熱電阻與測量儀表之間連接導(dǎo)線的電阻因環(huán)境溫5、在設(shè)計(jì)壓力的應(yīng)變式傳感器時(shí)，由于應(yīng)變信號非常微弱，為了提高檢測靈敏度，減小溫度漂移的影響，設(shè)計(jì)檢測系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮哪些方面的問題。壓力的應(yīng)變式傳感器的應(yīng)變片主要有金屬應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片。金屬材料的123金屬薄膜應(yīng)變片，應(yīng)變靈敏度系數(shù)大，但溫度穩(wěn)定性差。（2）應(yīng)變時(shí)非線性比較嚴(yán)重。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，由于應(yīng)變信號非常微弱，為了提高檢測靈敏度及減小溫度漂移的影響。我們可以選用金屬薄膜應(yīng)變片或者半導(dǎo)體應(yīng)變片的傳感器。這兩者的檢測靈敏度較高。針對其溫度產(chǎn)生的誤差影響。我們給與一定的溫度補(bǔ)償來消除其溫度誤差，主要可以采電橋補(bǔ)償和2）補(bǔ)償是最常用的且效果較好的線路補(bǔ)償方法。通過對應(yīng)變片的選擇和溫度的補(bǔ)償共同，來完成設(shè)計(jì)的要求。6、熱電阻在應(yīng)用過程中，有哪些引線方式？對這些引線方式的特點(diǎn)進(jìn)行分析。答：熱電阻在應(yīng)用過程中為了減小或消除引出線電阻的影響，常采用二線制、三限制、四限制的引線方法。二線制中引線電阻對測量影響大,用于測溫精度要求不高場合。所引起的測量誤差。測量精度高于二線制，在工業(yè)溫度檢測中應(yīng)用較廣。四線制可以完全消除引線電阻對測量的影響,用于高精度溫度檢測。7、簡述科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的工作原理和特點(diǎn)。答：科里奧利質(zhì)量流量計(jì)工作原理：是利用流體在直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)處于一旋轉(zhuǎn)系中,產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力原理制成的一種直接式質(zhì)量流量計(jì)。特點(diǎn)：科里奧利質(zhì)量流量計(jì)是一種直接式的質(zhì)量流量計(jì)，具有許多其他流量計(jì)無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：(1)有很高的測量精確度。的液體、有足夠密度的中高壓氣體。,測量管路內(nèi)無阻礙件和活動(dòng)件。因而無上下游直管段要求。流體密度變化對測量值的影響微小。如同期測量密度。缺點(diǎn)：(1),,采用將總誤差分為基本誤差和零點(diǎn)穩(wěn)定度兩部分。不能用于測量低密度介質(zhì)和低壓氣體;值。,為防止管道振動(dòng)影響求較高。150(200)mm以下。測量管內(nèi)壁磨損腐蝕或沉積結(jié)垢會(huì)影響測量精確度,質(zhì)量流量計(jì)更為顯著。與同規(guī)格的其他種類的傳感器相比，重量和體積較大，價(jià)格昂貴。自己寫的缺點(diǎn)：對震動(dòng)較為敏感，故對傳感器的抗震、抗擾要求比較高，運(yùn)行中由于兩根測量管的平衡破壞而引起零點(diǎn)漂移；不適用于低密度介質(zhì)和低壓氣體，不適用于大管道，測量管內(nèi)壁磨損、腐蝕和結(jié)垢，影響測量精度較大。答：主要優(yōu)點(diǎn)：能實(shí)現(xiàn)非接觸測量、結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)態(tài)特性好、對溫度敏感、不怕油等介質(zhì)污染等等。渦流傳感器不能測量大位移量，因?yàn)闇u流傳感器只有當(dāng)測量范圍較小時(shí)，才能保證一定的線性度。由于電阻率、遷移率以及載流子濃度隨溫度變化，所以霍爾元件的內(nèi)阻、輸出電壓等參數(shù)也將隨溫度而變化?；魻栐囟妊a(bǔ)償?shù)姆椒ㄖ饕校豪幂斎牖芈返拇?lián)電阻進(jìn)行補(bǔ)償和利用輸出回路的負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)償兩種。10、光電子發(fā)射效應(yīng)（外光電效應(yīng)）：當(dāng)物質(zhì)受到光照射時(shí)，電子得到了足夠的光能會(huì)從物質(zhì)表面上放射出來的現(xiàn)象，稱為光電子發(fā)射。普通光電管和光電倍增管就是利用這種原理制成的。2、光電導(dǎo)效應(yīng)（內(nèi)外光電效應(yīng)）：當(dāng)物質(zhì)受到光的照射時(shí)，載流子的濃度增加，電導(dǎo)率增大的現(xiàn)象，稱為光電導(dǎo)效應(yīng)。光敏電阻就是利用這種效應(yīng)制成的。3、光生伏特效應(yīng)（內(nèi)外光電效應(yīng)）：電動(dòng)勢的效應(yīng)，稱為光生伏特效應(yīng)。光電池就是利用這種效應(yīng)制成的。11、熱電偶產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢由哪幾種電動(dòng)勢組成？答：熱電偶