傳感器原理及工程應(yīng)用習題參考答案

傳感器原理及工程應(yīng)用習題參考答案篇一：《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技術(shù)的理論基礎(chǔ)1．什么就是測量值的絕對誤差、相對誤差、提及訛差？請問：某量值的測出值和真值之差稱作絕對誤差。相對誤差有實際相對誤差和標稱相對誤差兩種表示方法。實際相對誤差是絕對誤差與被測量的真值之比；標稱相對誤差是絕對誤差與測得值之比。提及誤差就是儀表中通用型的一種誤差則表示方法，也用相對誤差則表示，它就是相對于儀表滿量程的一種誤差。提及誤差就是絕對誤差（在儀表中指的就是某一刻度點的示值誤差）與儀表的量程之比。2．什么是測量誤差？測量誤差有幾種表示方法？它們通常應(yīng)用領(lǐng)域在什么場合？答：測量誤差是測得值與被測量的真值之差。測量誤差需用絕對誤差和相對誤差則表示,提及誤差也就是相對誤差的一種則表示方法。在實際測量中，有時要用到修正值，而修正值是與絕對誤差大小相等符號相反的值。在計算相對誤差時也必須知道絕對誤差的大小才能計算。使用絕對誤差難以測評測量精度的多寡，而使用相對誤差比較客觀地充分反映測量精度。引用誤差是儀表中應(yīng)用的一種相對誤差，儀表的精度是用引用誤差表示的。3．用測量范圍為-50～+150kpa的壓力傳感器測量140kpa壓力時，傳感器測得示值為142kpa，求該示值的絕對誤差、實際相對誤差、標稱相對誤差和引用誤差。求解：絕對誤差??142?140?2kpa實際相對誤差標稱相對誤差引用誤差??142?140?100%?1.43%140??142?140?100%?1.41%142142?140?100%?1%150?（?50）??4．什么就是隨機誤差？隨機誤差產(chǎn)生的原因就是什么？如何減小隨機誤差對測量結(jié)果的影響？請問：在同一測量條件下，多次測量同一被測量時，其絕對值和符號以不容原訂方式變化著的誤差稱作隨機誤差。隨機誤差是由很多不便掌握或暫時未能掌握的微小因素（測量裝置方面的因素、環(huán)境方面的因素、人員方面的因素），如電磁場的微變，零件的摩擦、間隙，熱起伏，空氣擾動，氣壓及濕度的變化，測量人員感覺器官的生理變化等，對測量值的綜合影響所造成的。對于測量列于中的某一個測出數(shù)值來說，隨機誤差的發(fā)生具備隨機性，即為誤差的大小和符號就是無法預見的，但當測量次數(shù)減小，隨機誤差又具備統(tǒng)計數(shù)據(jù)的規(guī)律性，測量次數(shù)越多，這種規(guī)律性整體表現(xiàn)得越顯著。所以通?？梢酝ㄟ^減少測量次數(shù)估算隨機誤差可能將發(fā)生的大小，從而增加隨機誤差對測量結(jié)果的影響。5．什么是系統(tǒng)誤差？系統(tǒng)誤差可分哪幾類？系統(tǒng)誤差存有哪些檢驗方法？如何增大和消解系統(tǒng)誤差？請問：在同一測量條件下，多次測量同一量值時，絕對值和符號維持維持不變，或在條件發(fā)生改變時，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。誤差的絕對值和符號已確定的系統(tǒng)誤差稱作恒值（定值）系統(tǒng)誤差；絕對值和符號變化的系統(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。在測量過程中形成系統(tǒng)誤差的因素是復雜的，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)具體測量過程和測量儀器進行全面的仔細的分析，這是一件困難而又復雜的工作，目前還沒有能夠適用于發(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。如實驗對比法、殘余誤差觀察法，還有準則檢查法如馬利科夫判據(jù)和阿貝檢驗法等。由于系統(tǒng)誤差的復雜性，所以必須展開分析比較，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.在測量系統(tǒng)中使用補償措施；4.需用實時意見反饋修正的辦法，去消解繁雜的變化系統(tǒng)誤差。6．什么是粗大誤差？如何判斷測量數(shù)據(jù)中存在粗小誤差？答：超出在規(guī)定條件下預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，顯著歪曲測量結(jié)果。在判別某個測得值是否含有粗大誤差時，要特別慎重，應(yīng)作充分的分析和研究，并根據(jù)判別準則予以確定。通常用來判斷粗大誤差的準則有：3?準則（萊以特準則）；肖維勒準則；格拉布斯準則。7．什么就是輕易測量、間接測量和女團測量？答：在使用儀表或傳感器進行測量時，測得值直接與標準量進行比較，不需要經(jīng)過任何運算，直接得到被測量，這種測量方法稱為直接測量。在采用儀表或傳感器展開測量時，首先對與測量存有確認函數(shù)關(guān)系的幾個量展開輕易測量，將輕易測出數(shù)值代入函數(shù)關(guān)系式，經(jīng)過排序獲得所須要的結(jié)果，這種測量稱作間接測量。若被測量必須經(jīng)過求解聯(lián)立方程組求得，如：有若干個被測量y1，y2，，…，ym，直接測得值為x,x12,?,xn,把被測量與測得值之間的函數(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)域習題參考答案[1]《傳感器原理及工程應(yīng)用》習題答案王麗香第1章傳感與檢測技術(shù)的理論基礎(chǔ)（p26）1－3用測量范圍為－50～150kpa的壓力傳感器測量140kpa的壓力時，傳感器測得示值為142kpa，求該示值的絕對誤差、實際相對誤差、標稱相對誤差和提及誤差。解：未知：真值l＝140kpa測量值x＝142kpa測量上限＝150kpa測量上限＝－50kpa∴絕對誤差δ＝x-l=142-140=2(kpa)實際相對誤差標稱相對誤差引用誤差?＝?＝?l?x＝＝21402142?1.43％?1.41％?＝?測量下限－測量上限＝2150－(－50)?1％1－10對某節(jié)流元件（孔板）擋板直徑d20的尺寸展開了15次測量，測量數(shù)據(jù)如下（單位：mm）：120.42120.43120.40120.42120.43120.39120.30120.40120.43120.41120.43120.42120.39120.39120.40試用格拉布斯準則判斷上述數(shù)據(jù)是否含有粗大誤差，并寫出其測量結(jié)果。求解：對測量數(shù)據(jù)列表如下：當n＝15時，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)當剔除。然后重新計算平均值和標準偏差。當n＝14時，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個測量值中沒壞值。排序算術(shù)平均值的標準偏差?d3?d?20???0.0043(mm)?3?0.0043?0.013(mm)20所以，測量結(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當角頻率?1?5hz，測得電抗x1為0.8?；當角頻率?2?2hz，測得電抗x2為0.2?；當角頻率?3?1hz，測得電抗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???輕易測出數(shù)值矩陣為l?0.2，?????0.3????最輕二乘法的最佳估計值矩陣為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當被測介質(zhì)溫度為t1，測溫傳感器示值溫度為t2時，有下列方程式成立：t1?t2??0dt2d?。當被測介質(zhì)溫度從25℃突然變化到300℃時，測溫傳感器的時間常數(shù)?0＝120s，試確定經(jīng)過300s后的動態(tài)誤差。未知：t1?t2??0dt2d?，t1???25?300(t?0)(t?0)，?0?120s謀：t=350s時，t1?t2??解：靈敏度k=1時，一階傳感器的單位階躍積極響應(yīng)為y(t)?1?e?t。類似地，該測溫傳感器的瞬態(tài)響應(yīng)函數(shù)可表示為：t2(?)?25?(300?25)?(1?e?350?)?285.15(c)。當??350s時，t2?25?(300?25)?(1?e??0)。?所以，動態(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)用作測量100hz的正弦信號，例如幅值誤差管制在±5％以內(nèi)，時間常數(shù)?應(yīng)當挑多少？若用該傳感器測量50hz的正弦信號，問此時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因為幅值誤差限制在±5％以內(nèi)，即a????0.95當f?100hz時，有?max?0.00052s。若用此傳感器測量f?50hz的信號，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技術(shù)的理論基礎(chǔ)1．什么是測量值的絕對誤差、相對誤高、提及誤差？答：某量值的測得值和真值之差稱為絕對誤差。相對誤差存有實際相對誤差和標稱相對誤差兩種則表示方法。實際相對誤差就是絕對誤差與被測量的真值之比；標稱相對誤差就是絕對誤差與測出值之比。引用誤差是儀表中通用的一種誤差表示方法，也用相對誤差表示，它是相對于儀表滿量程的一種誤差。引用誤差是絕對誤差（在儀表中指的是某一刻度點的示值誤差）與儀表的量程之比。2．什么就是測量誤差？測量誤差存有幾種表示方法？它們通常應(yīng)用在什么場合？請問：測量誤差就是測出值與被測量的真值之差。測量誤差可用絕對誤差和相對誤差表示,引用誤差也是相對誤差的一種表示方法。在實際測量中，有時必須使用修正值，而修正值就是與絕對誤差大小成正比符號恰好相反的值。在排序相對誤差時也必須曉得絕對誤差的大小就可以排序。采用絕對誤差難以評定測量精度的高高，而使用相對誤差比較客觀地充分反映測量精度。引用誤差是儀表中應(yīng)用的一種相對誤差，儀表的精度是用引用誤差表示的。3．用測量范圍為-50～+150kpa的壓力傳感器測量140kpa壓力時，傳感器測得示值為142kpa，求該示