現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)課程習(xí)題 庫

./現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)課程習(xí)題庫一、量具的作用是：___________________________________________________,根據(jù)準(zhǔn)確度的高低,又可分為___________、_____________和________________。標(biāo)準(zhǔn)電阻常采用四端接線法,目的是為了消除___________和_________的影響。測(cè)量準(zhǔn)備階段的任務(wù)是。國際單位制〔SI制的基本單位是、、、、開爾文〔K、摩爾〔mol和坎德拉<cd>。一個(gè)完整的測(cè)量過程包括階段、階段和階段。二、填空：測(cè)量誤差按性質(zhì)分為_____誤差、_____誤差和_____誤差、其中_____誤差是可預(yù)知可修正的。隨即誤差的統(tǒng)計(jì)特性為________、________、________和________。3．置信度是表征測(cè)量數(shù)據(jù)或結(jié)果可信賴程度的一個(gè)參數(shù),可用_________和_________來表示。4．指針式儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)是根據(jù)_______誤差劃分的,若用0.5級(jí)150V電壓表測(cè)量某電壓,讀書為120.4V,被測(cè)電壓的相對(duì)誤差是_________。5．對(duì)某電阻進(jìn)行無系差等精度重復(fù)測(cè)量,所得測(cè)量列的平均值為100.2Ω,標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.2Ω,測(cè)量次數(shù)15次,平均值的標(biāo)準(zhǔn)差為_______Ω,當(dāng)置信因子K＝3時(shí),測(cè)量結(jié)果的置信區(qū)間為_______________。6．某4位半數(shù)字電壓表的允許誤差為+〔0.025%Ux+3個(gè)字,用該表測(cè)量某電壓讀數(shù)為1.9867V,被測(cè)電壓的絕對(duì)誤差為______V,相對(duì)誤差為_________%；7．在等精度重復(fù)測(cè)量中,測(cè)量列的最佳可信賴值是。8．替代法的特點(diǎn)是9．用安法測(cè)量電阻,已知U=100V,U=1V；I=0.5A,I=0.01A,則電阻的絕對(duì)誤差R為。10.對(duì)某電壓做無系統(tǒng)誤差等精度獨(dú)立測(cè)量,測(cè)量值服從正態(tài)分布。已知被測(cè)電壓的真值U0＝79.83,標(biāo)準(zhǔn)差σ〔U＝0.02V,按99%〔置信因子k=2.58可能性估計(jì)測(cè)量值出現(xiàn)的圍：___________________________________。11．R1＝150,R1＝0.75；R2＝100,R2＝0.4,則兩電阻并聯(lián)后總電阻的絕對(duì)誤差為_________________。計(jì)算題：1．已知R1＝150,R1＝0.75；R2＝100,R2＝0.4,試求〔1兩電阻串連后的總電阻的絕對(duì)誤差1和相對(duì)誤差1?〔2兩電阻并連后的總電阻的絕對(duì)誤差2和相對(duì)誤差2?2．已知求的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。3．對(duì)某電阻進(jìn)行15次無系差等精度重復(fù)測(cè)量,測(cè)得數(shù)據(jù)為28.53、28.52、28.50、28.52、28.53、28.53、28.50、28.49、28.49、28.51、28.53、28.52、28.49、28.40、28.50,單位為,試求：<1>平均值和標(biāo)準(zhǔn)差；<2>用拉依達(dá)準(zhǔn)則判別該測(cè)量列中是否含有粗大誤差的測(cè)量值,若有重新計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)差；<3>平均值的標(biāo)準(zhǔn)差；<4>在置信概率為0.99時(shí),寫出測(cè)量結(jié)果的表達(dá)式。4．負(fù)載兩端的電壓,當(dāng)用阻為R1=50k的電壓表測(cè)量,讀數(shù)為U1=100V,當(dāng)用阻為R2=100k的電壓表測(cè)量,讀數(shù)為U2=109V,試求：=1\*GB3①．被測(cè)電壓的開路電壓U0；=2\*GB3②．測(cè)量讀數(shù)U1、U2的方法誤差U1和U2〔相對(duì)誤差；=3\*GB3③．若電壓表量程為150V,等級(jí)指數(shù)為0.5,U2的測(cè)量誤差2。5．現(xiàn)校準(zhǔn)為量程100mV,表盤刻度為100等份毫伏表,數(shù)據(jù)如下：被校表示值UX〔mV102030405060708090100標(biāo)準(zhǔn)表示值U0〔mV9.920.030.439.850.260.470.379.989.799.9絕對(duì)誤差U〔mV修正值c〔mV試求：=1\*GB3①．計(jì)算各校準(zhǔn)點(diǎn)的絕對(duì)誤差和修正值,并填入表中；=2\*GB3②．確定被校表的準(zhǔn)確度等級(jí)；=3\*GB3③．若用該表測(cè)量某電壓,讀數(shù)為75.4mV,測(cè)量值的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差；=4\*GB3④．=3\*GB3③中的誤差屬于什么誤差？可以消除嗎？如何消除？〔引用誤差,選用準(zhǔn)確程度更高的儀表測(cè)量6．某四位半數(shù)字電壓表,量程為2V,工作誤差為=〔0.025%UX+2個(gè)字用該表測(cè)量時(shí),讀數(shù)分別為0.0345V和1.8567V,試求兩種情況下的測(cè)量誤差。從計(jì)算結(jié)果中可得到什么啟示？〔在選用儀表時(shí),要兼顧儀表的量程和準(zhǔn)確度等級(jí)7．檢定一臺(tái)Am＝5A,s＝1.5的電流表,在Ax＝2.0A處,其⊿Am＝0.1A,問此電流表精度是否合格？8．有五位數(shù)字電壓表一臺(tái),基本量程5V檔的基本誤差為±0.006％Ux±0.004％Um,求滿度誤差相當(dāng)于幾個(gè)字？9．測(cè)量一個(gè)約80V的電壓。現(xiàn)有兩塊電壓表,一塊量程為300V,0.5級(jí),另一塊量程100V,1.0級(jí)。問選哪一塊好？10．被測(cè)電壓約10V,現(xiàn)有：=1\*GB3①150V,0.5級(jí)和=2\*GB3②15V,2.5級(jí)電壓表兩塊,選擇哪一塊表測(cè)量誤差較小？11．用一臺(tái)4位數(shù)字電壓表的5V量程分別測(cè)量5V和0.1V電壓,已知該儀表的基本誤差為±0.01％Ux±1個(gè)字,求由于該表的基本誤差引起的測(cè)量誤差。12．已知電阻上的電壓和電流的誤差分別為±2.0％和±1.5％,求電阻耗散功率的相對(duì)誤差。13．已知放大電路晶體管集電極電阻Rc。利用測(cè)量Rc上的壓降UR,然后間接測(cè)得集電極電流Ic＝UR/Rc。已知測(cè)量電壓的誤差是±1.5％,電阻的誤差是±2.0％。求測(cè)量電流的誤差。14．有五個(gè)1000Ω電阻串聯(lián),若各電阻的系統(tǒng)誤差分別為：ε1＝－1Ω,ε2＝3Ω,ε3＝2Ω,ε4＝－2Ω,ε5＝1Ω。求總電阻的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。15．電橋測(cè)電阻,關(guān)系式為=/；若已知：=6151%,=5000.5%,=1000.5%,試計(jì)算所得的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。16．測(cè)電阻,電路圖如圖所示：若電橋中為標(biāo)準(zhǔn)可調(diào)電阻,利用交換與位置的方法進(jìn)行兩次測(cè)量。試證明的測(cè)量值與及的誤差和無關(guān)。17．方法測(cè)某電壓：第一種方法測(cè)得=10.3V,測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差=0.2V；第二種方法測(cè)得=10.1V,測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)差=0.1V。求該電壓的估計(jì)值及其標(biāo)準(zhǔn)差。18．對(duì)三個(gè)電容進(jìn)行無系差、等精度、獨(dú)立測(cè)量。首先,分別測(cè)量C1和C2,得C1=0.2071μF,C2=0.2056μF；然后測(cè)C1和C3的并聯(lián)值,讀數(shù)為0.4llμF；最后測(cè)C2和C3的并聯(lián)值,讀數(shù)為0.4035μF。試求各電容的估計(jì)值及其標(biāo)準(zhǔn)差。19．一塊0.1級(jí)的電流表,量程為1A,經(jīng)檢定最大絕對(duì)誤差為0.8mA,問該表準(zhǔn)確度是否合格？被測(cè)電壓實(shí)際值為10V左右,現(xiàn)有量程為100V,0.5級(jí)；15V,2.5級(jí)的電壓表各一塊,問選哪一塊為好？測(cè)量某電壓,測(cè)量數(shù)據(jù)屬正態(tài)分布,抑制其數(shù)學(xué)期望=50V,標(biāo)準(zhǔn)偏差=0.2V,若要求置信概率為90%,求置信區(qū)間。22．用圖<a>和<b>所示兩種電路測(cè)電阻。若電壓表阻為,電流表阻為,求測(cè)量值受電表阻影響所產(chǎn)生的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差,并對(duì)兩種測(cè)量電路作出評(píng)價(jià)。<a><b>23．用1.0級(jí),3V量程的直流電流表測(cè)得如圖所示a點(diǎn)及b點(diǎn)對(duì)地電壓分別為=2.54V,=2.38V。如根據(jù)對(duì)和的測(cè)量結(jié)果來求上的電壓,其誤差多大？24.用一臺(tái)測(cè)量精度為±0.25%的壓力變送器與一臺(tái)模擬顯示儀表組成壓力測(cè)量系統(tǒng),要求測(cè)量精度不低于±1.0%,問應(yīng)選用哪一精度等級(jí)的顯示儀表?電阻的發(fā)熱量Q,關(guān)系式為,若已知求Q的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)不確定度。電阻的測(cè)量值中僅有隨機(jī)誤差,且屬于正態(tài)分布,電阻的真值,測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)差,試求出現(xiàn)在之間的置信概率。對(duì)某電阻進(jìn)行15次無系差等精度重復(fù)測(cè)量,測(cè)得數(shù)據(jù)為28.53、28.52、28.50、28.52、28.53、28.53、28.50、28.49、28.49、28.51、28.53、28.52、28.49、28.40、28.50,單位為,試求：=1\*GB3①．平均值和標(biāo)準(zhǔn)差；=2\*GB3②．用萊以特準(zhǔn)則、格羅布斯準(zhǔn)則分別判別該測(cè)量列中是否含有粗大誤差的測(cè)量值,若有重新計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)差；=3\*GB3③．平均值的標(biāo)準(zhǔn)差；=4\*GB3④．在置信概率為099時(shí),寫出測(cè)量結(jié)果的表達(dá)式。28．均勻分布的測(cè)量數(shù)據(jù),置信區(qū)間表達(dá)式為；試求：〔1當(dāng)置信概率為100%時(shí),為何值？〔2若,置信概率是多少？29．在相同的條件下,對(duì)某一熱電偶所產(chǎn)生的電壓進(jìn)行等精密度測(cè)量,所得三組數(shù)據(jù)為：第一組測(cè)量為5次,平均值為1.90V；第二組測(cè)量4次,平均值為1.95V；第三組測(cè)量6次,平均值為1.86V。求測(cè)量結(jié)果的最可信賴值。30．對(duì)某電感進(jìn)行12次等精密度測(cè)量,所得數(shù)據(jù)〔單位為mH為2.56,2.52,2.59,2.53,2.57,2.55,2.56,2.58,2.60,2.54,2.68,2.55。試判斷其中有無粗大誤差。三、填空：測(cè)量系統(tǒng)的分辨力指的是。測(cè)量系統(tǒng)的特性在時(shí)域用描述,在頻域用描述,測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性是反映系統(tǒng)的能力。3．已知某二階系統(tǒng)的固有角頻率為10－4rad/s,阻尼系數(shù)為0.75,直流增益為1,則系統(tǒng)的頻率特性表達(dá)式為計(jì)算題：1.測(cè)量系統(tǒng)的靜態(tài)特性常用哪些指標(biāo)來表示。2．已知一熱電偶的時(shí)間常數(shù)s,其數(shù)學(xué)模型近似為一階系統(tǒng),靜態(tài)靈敏度k=1。如果用它來測(cè)量一臺(tái)爐子的溫度,爐溫度變化規(guī)律為T=500+20sin<2πf1t>+10sin<2πf2t>,其中,f1=1/80Hz,f2=1/160Hz,試求該熱電偶輸出的最大值和最小值。3.已知某一階測(cè)量環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率fτ＝100Hz,K0＝10,試求測(cè)量系統(tǒng)的時(shí)間常熟τ和轉(zhuǎn)折角頻率ωτ測(cè)量系統(tǒng)的頻率特性W〔jw；被測(cè)信號(hào)的頻率圍式5Hz－200Hz,該測(cè)量系統(tǒng)產(chǎn)生的最大動(dòng)態(tài)幅值誤差γ；若使最大動(dòng)態(tài)幅值誤差γ的絕對(duì)值不超過1％,轉(zhuǎn)折頻率應(yīng)為多少？4．系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：試求：〔1系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)和直流增益K;〔2系統(tǒng)的轉(zhuǎn)折頻率；〔3求當(dāng)測(cè)量信號(hào)的頻率為轉(zhuǎn)折頻率的0.5倍時(shí),系統(tǒng)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)幅值誤差；欲將動(dòng)態(tài)幅值誤差限制在5%,應(yīng)采取什么措施？簡(jiǎn)述實(shí)現(xiàn)步驟。5．已知某測(cè)量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為,傳感器的傳遞函數(shù)為,試問：=1\*GB3①．當(dāng)被測(cè)信號(hào)的頻率為0.2時(shí),將會(huì)產(chǎn)生多大的動(dòng)態(tài)幅值誤差？=2\*GB3②．只考慮傳感器的動(dòng)態(tài)特性時(shí),動(dòng)態(tài)幅值誤差小于5%的最高信號(hào)頻率是多少？6．一個(gè)測(cè)壓記錄系統(tǒng)框圖如下：壓力傳感器壓力傳感器放大器X-Y記錄儀ΔPS1S2KΔL已知：S1=10-4mv·[Pa]-1,S2=10,分度值K=50mv·cm-1,記錄儀最大記錄幅度Lm=5cm,最小可分辨幅度ΔL=0.5mm,求系統(tǒng)可測(cè)量最大壓力與分辨率。7.對(duì)一稱重進(jìn)行標(biāo)定,得到重量與彈簧長(zhǎng)度關(guān)系如下：重量x<g01002003004005006007008009001000長(zhǎng)度y<mm>123.0127.8132.2136.6140.9145.5149.0153.6157.5161.9165.8請(qǐng)確定輸出與輸入關(guān)系的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ图皬椈傻撵`敏度。8.測(cè)量系統(tǒng)的靈敏度與分辨率有什么區(qū)別？靈敏度高的測(cè)量系統(tǒng)是否分辨率也高？為什么?9.常用哪些指標(biāo)來衡量測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性?10．某測(cè)量環(huán)節(jié)的微分方程為：試問：是幾階測(cè)量系統(tǒng)？時(shí)間常數(shù)=？寫出傳遞函數(shù)；寫出頻率〔響應(yīng)特性；若可使參量P縮小10倍,即,q增大10倍,即q’=10q,那么該系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)’將有何變化？系統(tǒng)的工作頻帶將有何變化？11.已知某測(cè)量環(huán)節(jié)的傳函數(shù)W1<S>、W2<S>?！?試求相應(yīng)的、、、或、、值。〔2由W1<S>、W2<S>組成一測(cè)量系統(tǒng)。試問：當(dāng)工作信號(hào)頻率時(shí)將有多大的幅值動(dòng)態(tài)誤差12.某測(cè)量環(huán)節(jié)的輸入信號(hào)為一方波,其頻率f=6HZ,在示波器上觀察到方波幅值有40格,再用示波器觀察該測(cè)量環(huán)節(jié)的輸出波形〔階躍響應(yīng)y<t>及其數(shù)值如下：時(shí)間t1t’2t’3t’4t’5t’6t’7t’8t’響應(yīng)y<t>格19.027.532.535.037.038.539.039.5試判斷該測(cè)量環(huán)節(jié)是否為一階系統(tǒng)?它的時(shí)間常數(shù)=?轉(zhuǎn)折頻率該系統(tǒng)之〔通頻帶是多少?若輸入被測(cè)信號(hào)的頻率為時(shí),輸出信號(hào)的幅值頻率誤差=?若被測(cè)信號(hào)的頻率為10,輸出信號(hào)幅值將有多大變化?寫出頻率特性表達(dá)式及微分方程式。13.已知一熱電偶的時(shí)間常數(shù)s,如果用它來測(cè)量一臺(tái)爐子的溫度,爐溫度在540℃和500℃之間按近似正弦曲線波動(dòng),周期為80s,靜態(tài)靈敏度k=114.某鎧裝熱電偶的時(shí)間常數(shù)為τ＝2s。用它由室溫<20℃>插入沸水<100℃>中測(cè)量沸水溫度,問需經(jīng)過多少時(shí)間熱電偶的溫度與沸水溫度的差別<動(dòng)態(tài)誤差>15.有一個(gè)溫度傳感器,其微分方程為30dy/dt+3y=0.15x,其中y——輸出電壓〔mV,x——輸入溫度〔℃,試求該傳感器的時(shí)間常數(shù)τ和靜態(tài)靈敏度k。16.用一只時(shí)間常數(shù)τ=0.318s的一階傳感器去測(cè)量周期分別為1s、2s和3s的正弦信號(hào),問幅值相對(duì)誤差為多少？17.已知某二階系統(tǒng)傳感器的自振頻率f0=20kHz,阻尼比ξ=0.1,若要求傳感器的輸出幅值誤差小于3%,試確定該傳感器的工作頻率圍。18.用銅-康銅熱電偶與數(shù)字電壓表組成測(cè)溫系統(tǒng)：己知：<l當(dāng)溫升△T＝50℃,熱偶輸出熱電勢(shì)△ε＝2.035mV<2數(shù)字電壓表最低位為10μV。試問該測(cè)溫系統(tǒng)能否達(dá)到0.1℃19.要想測(cè)量50℃的溫度同時(shí)又要求有0.1℃的分辨率,采用8位20.一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)采用8位A/D進(jìn)行模數(shù)變換,如果要求具有0.05℃21.某壓力傳感器在溫度T＝〔25士5℃時(shí)的靜態(tài)標(biāo)定數(shù)據(jù)如下：1試求：零點(diǎn)S0、滿量程輸出值YF.S、靈敏度、分辨率；2計(jì)算：最小二乘法線性度δL、滯后δH、重復(fù)性δR；3給出"壓力傳感器靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理"報(bào)告。P×PaVBD〔mV00.51.01.52.02.51正向0.1620.3240.1360.1880.31100.51反向0.1720.3740.1960.2080.352正向0.1820.2940.1460.1780.32100.56反向0.1820.3940.1760.2280.373正向0.1920.3440.1160.2080.31100.52反向0.2020.3740.1760.1880.3522.被測(cè)信號(hào)頻率f≈400Hz,要求|γ|<1%,那么測(cè)量系統(tǒng)的固有頻率f0或固有角頻率ω0至少應(yīng)多大？如果能確知阻尼比ξ＝0.8,那么測(cè)量系統(tǒng)的f0或ω0又至少應(yīng)多大？

23.測(cè)量系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)τ＝2min,將組成該測(cè)溫系統(tǒng)的測(cè)量溫度傳感器插入被測(cè)溫場(chǎng)中后2分鐘時(shí)讀數(shù),讀數(shù)的相對(duì)誤差有多大？如果改為插入后5分鐘時(shí)讀數(shù),讀數(shù)的相對(duì)誤差有多大？24.己知某二階系統(tǒng)傳感器的固有頻率f0＝10kHz,阻尼比ξ＝0.1,若要求傳感器的輸出幅值誤差小于3%,試確定該加速傳感器的最高工作頻率圍。25.用一只時(shí)間常數(shù)為0.355s的一階傳感器去測(cè)量周期分別1s、2s和3s的正弦信號(hào)。問幅值誤差為多少？

26.若用一階傳感器作10OHz正弦信號(hào)的測(cè)試,如幅值誤差要求限制在5％以,則時(shí)間常數(shù)應(yīng)取多少？若在該時(shí)間常數(shù)下,同一傳感器作50Hz正弦信號(hào)的測(cè)試,這時(shí)的幅值誤差和相角差有多大？27.把靈敏度為404×10-4pc/Pa的壓電式力傳感器與一臺(tái)靈敏度調(diào)到0.226mV/pc的電荷放大器相接,求其總靈敏度。28．已知一階系統(tǒng),其頻率響應(yīng)函數(shù)試分析當(dāng)測(cè)定信號(hào)x<t>=sin<t>+sin<5t>時(shí),有無波形失真現(xiàn)象。29.想用一個(gè)一階系統(tǒng)做100Hz的正弦信號(hào)測(cè)量,如要求限制振幅誤差在5%以,那麼時(shí)間常數(shù)因應(yīng)取為多少？若用該系統(tǒng)測(cè)量50Hz的正弦信號(hào),問此時(shí)的振幅誤差和相角差是多少？30.對(duì)于二階裝置,設(shè)計(jì)時(shí)為何要取阻尼比ζ=0.6～0.8？31.設(shè)一力傳感器為二階環(huán)節(jié)。已知其固有頻率為800Hz,阻尼比為ζ=0.14,當(dāng)測(cè)量幅值為10kg,頻率為400Hz的力參量時(shí),其測(cè)得的信號(hào)幅值為多少？32．有兩個(gè)溫度計(jì),一個(gè)響應(yīng)快,能在5s達(dá)到穩(wěn)定,一個(gè)響應(yīng)慢,需要15s才能達(dá)到穩(wěn)定,請(qǐng)問兩個(gè)溫度傳感器誰的時(shí)間常數(shù)小？33.用一個(gè)時(shí)間常數(shù)為0.35s的一階裝置去測(cè)量周期分別為1s,2s,5s的正弦信號(hào),問幅值誤差是多少？34.壓差變送器的技術(shù)指標(biāo)為：量程12.5mmH2O柱,輸出電流為<4～20>mA。試求：<1>靈敏度；<2>當(dāng)被測(cè)壓差變化ΔP＝0.1mmH2O柱時(shí),輸出電流ΔI＝？<3>當(dāng)負(fù)載電阻RL＝500Ω時(shí),被測(cè)壓力由0變至0.1mmH2O柱時(shí),輸出電壓數(shù)值的變化圍是多少？壓差變送器壓差變送器壓差S1IVRL35.測(cè)得某放大器的輸入－輸出關(guān)系如下表所示,試求它的放大倍數(shù)K。輸入輸出0.000mV-9.67mV0.528mV63.2mV36.用銅－康銅熱電偶與數(shù)字電壓表組成測(cè)溫系統(tǒng)：已知：〔1當(dāng)溫升ΔT＝50℃,熱電偶輸出熱電勢(shì)Δε＝2.035mV；〔2數(shù)字電壓表最低位為10μV。試問：該測(cè)溫系統(tǒng)能否達(dá)到0.1℃的分辨力？37.要想測(cè)量50℃的溫度同時(shí)又要求有0.1℃的分辨力,采用8位A/D能否實(shí)現(xiàn)？38.被測(cè)信號(hào)<力>的頻率f＝400Hz〔正弦,由一個(gè)二階系統(tǒng)的力傳感器<固有頻率fn=800Hz>來測(cè)量,在阻尼比＝0.14和0.7兩種情況下求幅值比A<ω>,相位差φ<ω>,再計(jì)算相應(yīng)的幅值動(dòng)態(tài)誤差和相位誤差φ。39.某一加速度傳感器的動(dòng)態(tài)特性由以下微分方程描述：其中：y－輸出電荷量,PC〔皮庫,x－輸入加速度,m/s2試確定該傳感器的,,K值；若允許動(dòng)態(tài)幅值誤差小于5％,求被測(cè)信號(hào)的最高f和。40.已知一熱電偶的時(shí)間常數(shù)＝10s,用它來測(cè)一爐溫,爐溫在540℃～500℃之間近似按正弦規(guī)律波動(dòng),波動(dòng)周期T＝80s,靜態(tài)靈敏度K＝1,試求熱電偶輸出最大值與最小值,以及輸入與輸出信號(hào)之間的相位差和滯后時(shí)間。41.一階傳感器測(cè)量正弦信號(hào),頻率=100Hz,若<5%,求：應(yīng)選擇傳感器的時(shí)間常數(shù)為多少？該傳感器再測(cè)=50Hz時(shí),和是多少？四、填空：1．A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)參數(shù)有、和。2．現(xiàn)代測(cè)量系統(tǒng)的基本單元有、、和。3．熱電阻工作時(shí)通過的電路不能過大的原因是。4．脈沖分壓器適用于________信號(hào)的分壓,目的是消除___________所引起的分壓后信號(hào)波形畸變。用差動(dòng)結(jié)構(gòu)〔傳感器配接相應(yīng)的差動(dòng)調(diào)理電路,可以改善傳感器的________和__________特性。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,采樣保持器的作用是__________________________________。影響A/D轉(zhuǎn)換器最高工作頻率的是A/D轉(zhuǎn)換器的__________。在熱電偶冷端補(bǔ)償措施中,補(bǔ)償導(dǎo)線法的基本工作原理是____________________________________________________。某個(gè)測(cè)量系統(tǒng)特性為其中為輸入,為輸出,為消除零點(diǎn)和增益A的漂移帶來的誤差,應(yīng)采用的措施是________________。選擇題：1．在熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)中,用數(shù)字電壓表直接測(cè)量熱電偶的輸出,已知環(huán)境溫度為30℃,被測(cè)溫度為200℃,以數(shù)字電壓表的讀數(shù)為mV熱電偶的分度表見附表1,測(cè)量電路如下圖所示,數(shù)字電壓表的讀數(shù)為4.10mV,熱電偶與電壓表用補(bǔ)償導(dǎo)線連接,被測(cè)溫度應(yīng)為。A.100C；B.80C.130C；D.120計(jì)算題：1.采用鎳鉻－鎳硅熱偶組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng),使用8位A/D轉(zhuǎn)換器,A/D轉(zhuǎn)換器滿量程輸入電壓位5V。試求：A/D轉(zhuǎn)換器的量化值q＝？測(cè)溫系統(tǒng)分辨率為1℃,需要放大器的放大倍數(shù)是多少?測(cè)溫系統(tǒng)的測(cè)溫圍有多大？當(dāng)參考端溫度為20℃,熱電偶輸出為6.1mV,2.某測(cè)量系統(tǒng)的系統(tǒng)特性為y＝y(tǒng)0＋Ax,其中x為輸入,y為輸出,試說明：用三步測(cè)量法消除y0、A隨時(shí)間變化對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,簡(jiǎn)單敘述測(cè)量過程,并寫出測(cè)量結(jié)果的x表達(dá)式；如果y0為疊加在系統(tǒng)輸入端的一個(gè)工頻干擾量,采用三步測(cè)量法能否消除該干擾對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響？并說明原因。3.壓阻式傳感器的調(diào)理電路如圖所示,圖中A、C為電壓源E輸入端,B、D為電橋輸出端,橋臂R1=R0＋R、R2=R0－R為差動(dòng)壓阻式傳感器,另兩個(gè)橋臂R3=R4=R0為固定電阻；電阻變化量R與壓力P的關(guān)系為R＝KP,試求測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性,即輸出電壓UBD與被測(cè)壓力P的關(guān)系式；測(cè)試系統(tǒng)的靈敏度S＝？測(cè)量過程中,電源電壓相對(duì)變化,由此引入的被測(cè)壓力P的相對(duì)誤差UUBDER1R2ADCBR4R34．壓阻式傳感器的特性為：其中：P為被測(cè)壓力,單位MPa,R0=100為壓力為零時(shí)的電阻值,采用3mA恒流源調(diào)理電路,要求壓力測(cè)量圍滿足0~10MPa,分辨力優(yōu)于0.01MPa,A/D轉(zhuǎn)換器的輸入電壓圍0~5V。試求：A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)和量化值；傳感器與A/D之間放大器的放大倍數(shù)；若電流源的誤差為0.5%,在最大測(cè)量點(diǎn)P=10MPa時(shí),壓力測(cè)量誤差；5.一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)如圖1所示,采用銅熱電阻RT為測(cè)溫傳感器,并和單臂電橋組成電路。已知銅熱電阻,當(dāng)溫度T=0℃時(shí),R1=R2=R3=RT=R0=100Ω。推導(dǎo)測(cè)溫系統(tǒng)的輸出〔U—輸入〔T的表達(dá)式；計(jì)算當(dāng)T=0℃時(shí)、10℃、100℃推導(dǎo)測(cè)溫系統(tǒng)的靈敏度的表達(dá)式為,并計(jì)算T=0℃時(shí)、10℃、100℃時(shí)相應(yīng)的靈敏度數(shù)值S0、S10、S測(cè)溫期間電源電壓波動(dòng)=0.3V,求由此引入的最大測(cè)溫誤差=？,測(cè)溫圍〔0——100℃。6.下圖中的熱電偶均為鎳鉻—鎳硅熱偶毫伏計(jì)示值： mVT= ℃7.采用鎳鉻—鎳硅熱偶組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng),所用A/D變換器為10位,且滿量程輸入電壓值為10.24V。試求：A/D變換器的量化值；欲使測(cè)溫系統(tǒng)分辨率為0.1℃該測(cè)溫系統(tǒng)的測(cè)溫圍有多大？8．一試件的軸向應(yīng)變?chǔ)舩＝0.0015,表示有多大的微應(yīng)變？又若已知試件軸向微應(yīng)變?yōu)?000微應(yīng)變,那么試件的軸向相對(duì)伸長(zhǎng)率為百分之幾？9.用S型熱電偶測(cè)量溫度,其參比端溫度為30℃,測(cè)得熱電勢(shì)E<t,30>=11.20mV,問被測(cè)溫度為多少10.用K型熱電偶測(cè)量溫度,參比溫度為25℃,被測(cè)溫度為705℃11.當(dāng)熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線與顯示儀表連接時(shí),若補(bǔ)償導(dǎo)線的極性相反,將會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？12.以Pt100測(cè)量溫度,并用如下圖的電位法測(cè)量系統(tǒng),要求測(cè)量圍為0～600℃,測(cè)量精度不低于±1%。請(qǐng)選定Pt100的精度級(jí)；決定測(cè)量電流I、放大器放大倍數(shù)以及A/DVtVtVsRtRs恒流源開關(guān)A/D微機(jī)顯示圖電位法測(cè)量系統(tǒng)13．某等臂電橋接有一個(gè)200Ω電阻的工作應(yīng)變片,靈敏度系數(shù)K＝2,電橋的電源電壓6V,輸入被測(cè)應(yīng)變?chǔ)牛健鱨/l=350με,試求用阻分別為20kΩ、1kΩ、250Ω的電壓表測(cè)量時(shí)各表指示的輸出電壓值。14．右圖為一單臂測(cè)溫電橋。Rs為測(cè)溫?zé)崦綦娮?初始時(shí)Rs與R均為150Ω,R為固定精密電阻,r為可調(diào)電阻箱用來調(diào)節(jié)電橋平衡,E＝+6伏。<1>測(cè)溫前,你如何使電橋達(dá)到平衡？<2>橋路平衡后,又加入兩根50米長(zhǎng)電纜,你如何利用本橋路測(cè)定電纜的電阻值r1?

<3>如果己知電纜單位長(zhǎng)的電阻值為0.1Ω/m,那么加入電纜后橋路輸出的不平衡電壓Vb－Vd＝<4>如果電纜線與傳感器接觸不良〔按斷開考慮,橋路輸出Vb－Vd＝？<5>在未接電纜時(shí),不慎將可調(diào)電阻r短路〔r＝O,這時(shí)橋路輸出Vb－Vd＝？15．己購得硅壓阻式壓力傳感器及其配套恒流電源,己知參數(shù)為：橋臂電阻1.6kΩ,恒流源供電電流5mA。試問該配套恒流源能否對(duì)橋臂電阻為800Ω、300Ω也要求5mA恒流供電的另兩只傳感器供電？你若沒有把握如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)判斷？〔不準(zhǔn)用傳感器直接試16．一個(gè)壓阻式壓力傳感器,試驗(yàn)前做了如下檢查測(cè)試：用萬用表量得四條引線間的電阻值如下：R〔紅,蘭≈900Ω；R〔紅、綠≈900Ω；R〔紅、黃≈1200Ω；試判斷該全橋壓阻式壓力傳感器是否正常？橋臂阻值R＝？畫出橋路,指出供電端與輸出端。17.一靈敏度為0.08mV/℃的熱電偶與電壓表相連接,電壓表接線端是50℃,若電位計(jì)上讀數(shù)是60mV18．已知某一熱敏電容的溫度與電容值的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如下：5060708090100109119842725657561491433352333試用曲線擬合法求其數(shù)學(xué)表達(dá)式,以及當(dāng)T=85℃19．已知鎳鉻-鎳硅熱偶、熱電勢(shì)EAB<100℃,0℃>=4.1mV,它的配用補(bǔ)償導(dǎo)線為銅、康銅,已知銅-康銅熱偶熱電勢(shì)ECD<100℃,20.熱電阻的特性為,測(cè)量系統(tǒng)見圖2-3,電流源輸出5mA,標(biāo)準(zhǔn)電阻100,A/D轉(zhuǎn)換器的輸入電壓0~2V,測(cè)溫上限200C,試計(jì)算：=1\*GB3①．要求分辨率為0.2C時(shí),A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)；=2\*GB3②．放大器的放大倍數(shù)；=3\*GB3③．設(shè)單片機(jī)的測(cè)量碼值為D〔十進(jìn)制,寫出溫度表達(dá)式；圖2-3圖2-3附表1：鎳鉻－鎳硅熱電偶特性〔冷端溫度為0UtmVt℃010203040506070809010000.00.40.81.21.62.02.42.93.33.74.11004.14.54.95.35.76.16.56.97.37.78.12008.18.58.99.39.710.210.611.011.411.812.2五、構(gòu)成虛擬儀器系統(tǒng)三大要素是______、______和_________。虛擬儀器的主要特點(diǎn)是和。六、1．對(duì)某個(gè)信號(hào)連續(xù)采樣,為防止頻譜混迭,在數(shù)據(jù)采集單元前應(yīng)加入。2．產(chǎn)生頻譜混疊的原因是；為抑制頻譜泄漏,采樣窗長(zhǎng)應(yīng)等于。3．某信號(hào)的最高頻率不大于1.25KHz,信號(hào)中最小頻率的間隔為10Hz。當(dāng)選用采樣點(diǎn)數(shù)為128時(shí),采用周期應(yīng)為____。4．連續(xù)模擬信號(hào)采樣時(shí),采樣頻率fs和信號(hào)最高頻率fm之間須滿足：_____________,對(duì)周期為T的周期信號(hào),為避免產(chǎn)生"泄漏"現(xiàn)象,應(yīng)采取的措施是_________________________。選擇題：1．在工頻頻率的采樣測(cè)量方法中,已知相臨的三個(gè)零點(diǎn)時(shí)刻分別為；下標(biāo)"+"和"-"分別表示采樣值大于零和小于零的時(shí)刻,采樣間隔100s,若甲乙同學(xué)分別引用公式〔a、〔b計(jì)算被測(cè)周期,則甲乙同學(xué)的所得結(jié)果的相對(duì)誤差分別為_______%.A.0.5、0.5；B.0.25、0.25；C．0.5、1；D.1、0.5.2．已知某信號(hào)的周期為20ms,最高諧波頻率1kHz,要求頻譜分辨率為50Hz,對(duì)該信號(hào)進(jìn)行FFT分析,請(qǐng)綜合考慮頻譜混疊、泄漏及柵欄效應(yīng),采樣間隔和采樣點(diǎn)數(shù)分別為。A.0.5ms和64；B.0.5ms和40；C.0.3ms和64；D.0.3ms和128。七、八填空：被測(cè)信號(hào)頻率高于中介頻率時(shí),宜采用____________法測(cè)量頻率,反之,宜采用________________法測(cè)量頻率。在相位測(cè)量時(shí),用異或門鑒相克服平移所帶來的誤差。測(cè)量電阻一般包括、和方法,其中測(cè)量小電阻時(shí)用方法,測(cè)量大電阻時(shí)用方法。問答題：畫出實(shí)際電阻、電容、電感的等效電路圖。九、1．物質(zhì)按磁性能可分為,和三種。順磁物質(zhì)的磁導(dǎo)率0,反磁物質(zhì)的0,而鐵磁物質(zhì)的0。為了便于比較各種物質(zhì)的導(dǎo)磁能力,我們引入一個(gè),它是與0的比值。2．在工程上,常把鐵磁物質(zhì)稱為,把順磁物質(zhì)與反磁物質(zhì)稱為。3．鐵磁物質(zhì)根據(jù)磁滯回線的形狀及其在工程上的用途基本上分為大類。一類是,它的磁滯回線,磁導(dǎo)率。另一類是,它的磁滯回線。另外,還有一類磁性材料,它的磁滯回線的形狀為矩形,把它稱為。4．鐵磁材料的磁化狀態(tài)不僅與當(dāng)時(shí)所加的磁場(chǎng)有關(guān),而且還與磁化的歷史有關(guān),因此在測(cè)量前有必要對(duì)樣品進(jìn)行,以消除磁化歷史對(duì)測(cè)量的影響。5．退磁方法包括、和。2．空間磁場(chǎng)的常用測(cè)量方法是和；描述磁性材料磁特性的主要曲線有和。十、1．一般情況下,形成電磁干擾的要素有三個(gè)：一是；二是；三是。2．干擾與噪聲耦合的表現(xiàn)形式一般包括、、和。3．測(cè)量系統(tǒng)的干擾可分為和；干擾的抑制措施有和。4．最佳接地方式為。設(shè)計(jì)題1．設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字