傳感器與檢測技術(shù)傳感器基本特性參考答案樣本

第3章傳感器基本特性一、單項選取題1、衡量傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)不涉及（）。A.線性度B.敏捷度C.頻域響應(yīng)D.重復(fù)性2、下列指標(biāo)屬于衡量傳感器動態(tài)特性評價指標(biāo)是（）。A.時域響應(yīng)B.線性度C.零點漂移D.敏捷度3、一階傳感器輸出達(dá)到穩(wěn)態(tài)值50%所需時間是（）。A.延遲時間B.上升時間C.峰值時間D.響應(yīng)時間4、一階傳感器輸出達(dá)到穩(wěn)態(tài)值90%所需時間是（）。A.延遲時間B.上升時間C.峰值時間D.響應(yīng)時間5、傳感器下列指標(biāo)所有屬于靜態(tài)特性是（）A．線性度、敏捷度、阻尼系數(shù)B．幅頻特性、相頻特性、穩(wěn)態(tài)誤差C．遲滯、重復(fù)性、漂移D．精度、時間常數(shù)、重復(fù)性6、傳感器下列指標(biāo)所有屬于動態(tài)特性是（）A．遲滯、敏捷度、阻尼系數(shù)B．幅頻特性、相頻特性C．重復(fù)性、漂移D．精度、時間常數(shù)、重復(fù)性7、不屬于傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)是（）A．重復(fù)性B．固有頻率C．敏捷度D．漂移8、對于傳感器動態(tài)特性，下面哪種說法不對的（）A．變面積式電容傳感器可看作零階系統(tǒng)B．一階傳感器截止頻率是時間常數(shù)倒數(shù)C．時間常數(shù)越大，一階傳感器頻率響應(yīng)越好D．提高二階傳感器固有頻率，可減小動態(tài)誤差和擴大頻率響應(yīng)范疇9、屬于傳感器動態(tài)特性指標(biāo)是（）A．重復(fù)性B．固有頻率C．敏捷度D．漂移10、無論二階系統(tǒng)阻尼例如何變化，當(dāng)它受到激振力頻率等于系統(tǒng)固有頻率時，該系統(tǒng)位移與激振力之間相位差必為（）A.0°B.90°C.180°D.在0°和90°之間重復(fù)變化值11、傳感器精度表征了給出值與()相符合限度。A.預(yù)計值B.被測值C.相對值D.理論值12、傳感器靜態(tài)特性，是指當(dāng)傳感器輸入、輸出不隨()變化時，其輸出-輸入特性。A.時間B.被測量C.環(huán)境D.地理位置13、非線性度是測量裝置輸出和輸入與否保持()關(guān)系一種度量。A.相等B.相似C.抱負(fù)比例D.近似比例14、回程誤差表白是在()期間輸出-輸入特性曲線不重疊限度。A.多次測量B.同次測量C.正反行程D.不同測量15、已知某溫度傳感器為時間常數(shù)秒一階系統(tǒng)，當(dāng)受到突變溫度作用后，傳感器輸出批示溫差三分之一所需時間為（）秒A．3B．1C．1.2D．1/3二、多項選取題1．階躍輸入時表征傳感器動態(tài)特性指標(biāo)有哪些？（）A.上升時間B.響應(yīng)時間C.超調(diào)量D.重復(fù)性2．動態(tài)響應(yīng)可以采用各種辦法來描述，如下屬于用來描述動態(tài)響應(yīng)辦法是：（）A.精度測試法B.頻率響應(yīng)函數(shù)C.傳遞函數(shù)D.脈沖響應(yīng)函數(shù)3.傳感器靜態(tài)特性涉及許多因素，如下屬于靜態(tài)特性因素有（）。A．遲滯B.重復(fù)性C.線性度D.敏捷度4.傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)表征重要指標(biāo)有：（）A.敏捷度B.非線性度C.回程誤差D.重復(fù)性5．普通而言，傳感器線性度并不是很抱負(fù)，這就規(guī)定使用一定線性化辦法，如下屬于線性化辦法有:（）A.端點線性B.獨立線性C.自然樣條插值D.最小二乘線性三、填空題1、敏捷度是傳感器在穩(wěn)態(tài)下對比值。2、系統(tǒng)敏捷度越，就越容易受到外界干擾影響，系統(tǒng)穩(wěn)定性就越。3、是指傳感器在輸入量不變狀況下，輸出量隨時間變化現(xiàn)象。4、要實現(xiàn)不失真測量，檢測系統(tǒng)幅頻特性應(yīng)為，相頻特性應(yīng)為。5、傳感器敏捷度是指。6、衡量傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)包括、、、和。（規(guī)定至少列出兩種）7、一種高精度傳感器必要有良好和____，才干完畢信號無失真轉(zhuǎn)換。8、傳感器動態(tài)特性是指傳感器測量動態(tài)信號時，傳感器輸出反映被測量和變化能力。研究傳感器動態(tài)特性有兩種辦法：和。9、階躍響應(yīng)特性是指在輸入為時，傳感器輸出隨變化特性。慣用響應(yīng)曲線、、等參數(shù)作為評估指標(biāo)。10、頻率響應(yīng)特性是指將不同而相等正弦信號時間輸入傳感器，其輸出正弦信號幅值、相位與頻率之間關(guān)系。頻率響應(yīng)特性慣用評估指標(biāo)是、、。11、某位移傳感器，當(dāng)輸入量變化5mm時，輸出電壓變化300mv，其敏捷度為。12、某傳感器為一階系統(tǒng)，當(dāng)受階躍信號作用時，在t=0時，輸出為10mV；t→∞時，輸出為100mV；在t=5s時，輸出為50mV，則該傳感器時間常數(shù)為：。13、已知某一階壓力傳感器時間常數(shù)為0.5s，若階躍輸入壓力從25MPa變到5MPa，則二倍時間常數(shù)時輸出壓力為。14、某測力傳感器屬于二階系統(tǒng)，其固有頻率為1000Hz，阻尼比為臨界值50%，當(dāng)用它測量500Hz正弦交變力時，其輸出與輸入幅值比和相位差分別為：及。四、簡答題1、什么是傳感器靜態(tài)特性？它有哪些性能指標(biāo)？如何用公式表征這些性能指標(biāo)？2、什么是傳感器動態(tài)特性？其分析辦法有哪幾種？3、什么是傳感器靜特性？重要指標(biāo)有哪些？有何實際意義？4、什么是傳感器基本特性?傳感器基本特性重要涉及哪兩大類？解釋其定義并分別列出描述這兩大特性重要指標(biāo)。(規(guī)定每種特性至少列出2種慣用指標(biāo))五、計算題1、用某一階環(huán)節(jié)傳感器測量100Hz正弦信號，如規(guī)定幅值誤差限制在±5%以內(nèi)，時間常數(shù)應(yīng)取多少？如果用該傳感器測量50Hz正弦信號，其幅值誤差和相位誤差各為多少？2、某溫度傳感器為時間常數(shù)τ=3s一階系統(tǒng)，當(dāng)傳感器受突變溫度作用后，試求傳感器批示出溫差三分之一和一半所需時間。3、在某二階傳感器頻率特性測試中發(fā)現(xiàn)，諧振發(fā)生在頻率216Hz處，并得到最大幅值比為1.4：1，試估算該傳感器阻尼比和固有角頻率大小。4、設(shè)某力傳感器可作為二階振蕩系統(tǒng)解決，已知傳感器固有頻率為800Hz，阻尼比ξ=0.14，問使用該傳感器測試400Hz正弦力時，其幅值比A（ω）和相角差φ（ω）各為多少？若該傳感器阻尼比可改為ξ=0.7，問A（ω）和φ（ω）又將如何變化？5、當(dāng)被測介質(zhì)溫度為,測溫傳感器示值溫度為時，有下列方程式成立：當(dāng)被測介質(zhì)溫度從25℃突然變化到300℃時，測溫傳感器時間常數(shù)，試擬定通過480s后動態(tài)誤差。6、若一階傳感器時間常數(shù)為0.01s，傳感器響應(yīng)幅值百分誤差在10％范疇內(nèi)，此時，最高值達(dá)0.5，試求此時輸入信號工作頻率范疇。7、設(shè)一力傳感器可以簡化成典型質(zhì)量－彈簧－阻尼二階系統(tǒng)，巳知該傳感器固有頻率為，若其阻尼比為，試問用它測量頻率為600Hz正弦交變力時，其輸出與輸入幅值比和相位差各為多少。8、通過某檢測裝置測得一組輸入輸出數(shù)據(jù)如下表所示。試用最小二乘法擬合直線,并求其線性度和敏捷度。x1234y2.24.15.88.09、試求下列一組數(shù)據(jù)各種線性度：端點線性度；最小二乘線性度。x12345y2.204.005.987.9010.1010、試計算某壓力傳感器遲滯誤差和重復(fù)性誤差（一組測試數(shù)據(jù)如下表達(dá)）。行程輸入壓力（×105Pa）輸出電壓(mV)⑴⑵⑶正行程2.0190.9191.1191.34.0382.8383.2383.56.0575.8576.1576.68.0769.4769.8770.410.0963.9964.6965.2反行程10.0964.4965.1965.78.0770.6771.0771.46.0577.3577.4578.44.0384.1384.2384.72.0191.6191.6192.0第3章傳感器基本特性一、單項選取題1、C2、A3、A4、B5、C6、B7、B8、C9、B10、B11、B12、A13、C14、C15、C二、多項選取題1、ABC2、BCD3、ABCD4、ABCD5、ABD三、填空題1、輸出量變化；輸入量變化2、高；差3、漂移4、常數(shù)；線性5、在穩(wěn)態(tài)信號下輸出量變化對輸入量變化比值6、線性度；敏捷度；遲滯；重復(fù)性；漂移7、靜態(tài)特性；動態(tài)特性8、大??；波形；時域階躍響應(yīng)法；頻率響應(yīng)法9、階躍函數(shù)；時間；上升時間；響應(yīng)時間；超調(diào)量10、頻率；幅值；通頻帶；時間常數(shù)；固有頻率11、60mv/mm12、8.5s13、7.7MPa14、；-33.69°四、簡答題1、答：傳感器靜態(tài)特性是它在穩(wěn)態(tài)信號作用下輸入-輸出關(guān)系。靜態(tài)特性所描述傳感器輸入、輸出關(guān)系式中不具有時間變量。傳感器靜態(tài)特性性能指標(biāo)重要有：①線性度：非線性誤差②敏捷度：③遲滯：④重復(fù)性：⑤漂移：傳感器在輸入量不變狀況下，輸出量隨時間變化現(xiàn)象。2、答：傳感器動態(tài)特性是指傳感器對動態(tài)勉勵（輸入）響應(yīng)（輸出）特性，即其輸出對隨時間變化輸入量響應(yīng)特性。傳感器動態(tài)特性可以從時域和頻域兩個方面分別采用瞬態(tài)響應(yīng)法和頻率響應(yīng)法來分析。3、答：傳感器靜特性是當(dāng)其輸入量為常數(shù)或變化極慢時，傳感器輸入輸出特性，其重要指標(biāo)有線性度、遲滯、重復(fù)性、辨別力、穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、各種抗干擾穩(wěn)定性等。傳感器靜特性由靜特性曲線反映出來，靜特性曲線由實際測繪中獲得。普通人們依照傳感器靜特性來選取適當(dāng)傳感器。4、答：傳感器基本特性是指傳感器輸入-輸出關(guān)系特性。傳感器基本特性重要涉及靜態(tài)特性和動態(tài)特性。其中，靜態(tài)特性是指傳感器在穩(wěn)態(tài)信號作用下輸入-輸出關(guān)系，描述指標(biāo)有：線性度（非線性誤差）、敏捷度、遲滯、重復(fù)性和漂移；動態(tài)特性是指傳感器對動態(tài)勉勵（輸入）響應(yīng)（輸出）特性，即其輸出對隨時間變化輸入量響應(yīng)特性，重要描述指標(biāo)有：時間常數(shù)、延遲時間、上升時間、峰值時間、響應(yīng)時間、超調(diào)量、幅頻特性和相頻特性。五、計算題1、解：一階傳感器頻率響應(yīng)特性：幅頻特性：由題意有：，即又因此：取，幅值誤差：因此有：相位誤差：因此有：2、解：對傳感器施加突變信號屬于階躍輸入：單位階躍信號：進(jìn)行拉氏變換：一階系統(tǒng)傳遞函數(shù)：因此：對上式進(jìn)行拉氏逆變換：設(shè)溫差為R，則此溫度傳感器階躍響應(yīng)為：當(dāng)時，則；當(dāng)時，則。3、解：二階系統(tǒng)當(dāng)時共振，則，因此：4、解：二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)：，由題意：則當(dāng)時，當(dāng)時，，5、解：把輸入看作從0到275階躍輸入信號，則；輸入信號拉氏變換為：又即進(jìn)行拉氏反變換后，有動態(tài)誤差（℃）6、解：傳感器響應(yīng)幅值百分誤差在10％范疇內(nèi)即相稱于幅值比應(yīng)不不大于0．7，可用＝0．5來擬定輸入信號工作頻率范疇上限。因而得出上限頻率為：可知：所求工作頻率范疇為0～8Hz。7、解：8、解：設(shè)擬合直線方程為由已知輸入輸出數(shù)據(jù)，依照最小二乘法，有：，，∴∵∴方程有解∴∴，∴擬合直線為∴輸入：1234輸出：2.24.15.88.0理論值：2.164.075.987.89：0.040.030.180.11∴∴非線性誤差為：敏捷度為：9、解：①端點線性度：設(shè)擬合直線為：，依照兩個端點(1,2.20)和(5,10.10)，則擬合直線斜率∴