传感器与检测复习资料.

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1、传感器与检测 复习资料第0,1章 检测技术基础 ,传感器特性1、 检测系统由哪几部分组成?说明各部分的作用。答：(1)、检测系统由：传感器、测量电路、显示记录装置三部分组成。(2)、传感器部分的作用：是把被测量变换成另一种与之有确定的对应关系，并且便于测量的量的装置。测量电路部分的作用：是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。显示记录装置部分的作用：是使人们了解检测数值的大小或变化的过程。2、 传感器在检测系统中有什么作用和地位？答：传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即检测与控制之首。传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获

2、取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作用与地位特别重要。3、 测量过程中存在着测量误差。绝对误差是指测量值与被测量真实值之间的差值其表达式为；相对误差是指绝对误差与被测量真实值的比值其表达式为；引用误差是指绝对误差与测量仪表的上量限（满度）值A的百分比其表达式为。 4、 仪表的精度等级是用仪表的（ 相对误差 绝对误差 引用误差）来表示的。(3)5、 某线性位移测量仪，当被测位移由4.5mm变到5.0mm时，位移测量仪的输出电压由3.5V减至 2.5V，求该仪器的灵敏度。解：s= y/x=(2.5-3.5)V/(5.0-4.5)mm=-2V/mm6、 什么是绝对误差？什么是相对误差？什么是

3、引用误差？答：绝对误差：指测量结果的测量值与被测量的真实值之间的差值。相对误差： 绝对误差与被测量真实值之间的比值称为相对误差。引用误差：将测量的绝对误差与测量仪表的上量限(满度)值A的百分比定义为引用误差。7、 什么是系统误差？产生系统误差的原因是什么？如何发现系统误差？减少系统误差有哪几种方法？ 答：当我们对同一物理量进行多次重复测量时，如果误差按照一定的规律性出现，则把这种误差称为系统误差。系统误差出现的原因有：工具误差：指由于测量仪表或仪表组成组件本身不完善所引起的误差。方法误差：指由于对测量方法研究不够而引起的误差。定义误差：是由于对被测量的定义不够明确而形成的误差。理论误差：是由于

4、测量理论本身不够完善而只能进行近似的测量所引起的误差。环境误差：是由于测量仪表工作的环境（温度、气压、湿度等）不是仪表校验时的标准状态，而是随时间在变化，从而引起的误差。安装误差：是由于测量仪表的安装或放置不正确所引起的误差。个人误差：是指由于测量者本人不良习惯或操作不熟练所引起的误差。发现系统误差的方法有： 实验对比法：这种方法是通过改变产生系统误差的条件从而进行不同条件的测量，以发现系统误差。这种方法适用于发现不变的系统误差。 剩余误差观察法：是根据测量数据的各个剩余误差大小和符号的变化规律，直接由误差数据或误差曲线图形来判断有无系统误差。这种方法适用于发现有规律变化的系统误差。 计算数据

5、比较法：对同一量测量得到多组数据，通过计算比较数据比较，判断是否满足偶然误差条件，以发现系统误差。减小系统误差的方法：引入更正值法替换法 差值法正负误差相消法选择最佳测量方案8、 测量过程中存在着测量误差，按性质可被分为 _绝对误差_ 、 相对误差 _ 和 引用误差 _ 三类，其中 _绝对误差_ 可以通过对多次测量结果求 平均 _ 的方法来减小它对测量结果的影响。9、 传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件 和产生可用信号输出的转换元件以及相应的信号调节转换电路组成。10、 某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下:

6、 铂电阻温度传感器: 0.35/电桥: O.OlV/放大器: 100(放大倍数) 笔式记录仪: O.lcm/V 求: (1)测温系统的总灵敏度; (2)记录仪笔尖位移4cm时，所对应的温度变化值。 解：(1)、 s1=0.35/ s2= O.OlV/ s3=100 s4= O.lcm/V s=s1s2s3s4=0.35/ O.OlV/100 O.lcm/V =0.035cm/(2)、t=x/s=4cm/0.035cm/=114.2811、 有三台测温仪表，量程均为0600，精度等级分别为2.5级、2.0级和1.5级，现要测量500的温度，要求相对误差不超过2.5%，选哪台仪表合理? 解：2.5

7、级测温仪表:2.5=(m/L)100=(m/600)100；m=15 r=m/500=(15/500)100=32.0级测温仪表:2.0=(m/L)100=(m/600)100；m=12r=m/500=(12/500)100=2.41.5级测温仪表:1.5=(m/L)100=(m/600)100；m=9r=m/500=(9/500)100=1.8选2.0级测温仪表合理12、 被测电压的实际值为10V，现有150V,0.5级和15V,2.5级两只电压表，选择哪一只表误差较小？解： 150V表的最大误差为：150V*0.5%=0.75V 15V表的最大误差为：15V*2.5%=0.375V 故选择

8、15V表误差较小13、 偏差式测量是指在测量过程中，用仪表指针的位移（即偏差）决定被测量的方法；零位测量是指在测量过程中，用指零仪表的零位指示，检测测量系统的平衡状态；在测量系统达到平衡时，用已知的基准量决定被测未知量的方法；微差式测量是综合了偏差式测量法与零位式测量法的优点而提出的方法。14、 某位移传感器，在输入量变化5 mm时，输出电压变化为300 mV,求其灵敏度。解：15、 某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成，各环节的灵敏度为：S1=0.2mV/、S2=2.0V/mV、S3=5.0mm/V，求系统的总的灵敏度。解：S=S1*S2*S3=0.2*2.0*5.0=2mm/16、 什么

9、是传感器的静特性？有哪些主要指标？答：静特性是当输入量为常数或变化极慢时，传感器的输入输出特性，其主要指标有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性。17、 什么是系统误差和随机误差?正确度和精密度的含义是什么?它们各反映何种误差? 答：1）、在相同的条件下，多次重复测量同一量时，误差的大小和符号保持不变，或按照一定的 规律变化，这种误差称为系统误差。在相同条件下，多次测量同一量时，其误差的大小和符号以不可预见的方式变化，这种误差称为随机误差。2)、正确度：系统误差的大小表明测量结果的正确度。正确度说明测量结果相对真值有一恒定误差，或者存在着按确定规律变化的误差。系统

10、误差愈小，则测量结果的正确度愈高。精密度：随机误差的大小表明，测量结果重复一致的程度，即测量结果的分散性。通常，用精密度表示随机误差的大小。随机误差大，测量结果分散，精密度低。测量结果的重复性好，精密度高。随机误差大。精确度：是测量的正确度和精密度的综合反映。精确度高意味着系统误差和随机误差都很小。精确度有时简称为精度。18、 服从正态分布规律的随机误差有哪些特性? 答：(1)、对称性：随机误差可正可负，但绝对值相等的正、负误差出现的机会相等。 也就是 说f()-曲线对称于纵轴。(2)、有界性：在一定测量条件下，随机误差的绝对值不会超过一定的范围，即绝对值很大的随机误差几乎不出现。(3)、抵偿

11、性：在相同条件下，当测量次数n 时，全体随机误差的代数和等于零，即limi=0(4)、单峰性：绝对值小的随机误差比绝对值大的随机误差出现的机会多，即前者比后者的概率密度大，在=0处随机误差概率密度有最大值。19、 等精度测量某电阻10次，得到的测量值如下: R1=167.95R2=167.45R3=167.60R4=167.60R5=167.87R6=167.88R7=168.00R8=167.85R9=167.82R10=167.60(1)求10次测量的算术平均值/ R，测量的标准误差和算术平均值的标准误差s；(2)若置信概率取99.7%，写出被测电阻的真值和极限值。 解：(1)、10次测量

12、的算术平均值/ R/R=（Ri）/n=（ R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7+R8+R9+R10）/n=（167.95+167.45+167.6+167.6+167.87+167.88+168+167.85+167.82+167.6）/10=167.762、测量的标准误差=lim（Ri-R0）2/n = lim（i）2/n标准误差的估算值：=lim（Ri- /R）2/（n-1） = lim（vi）2/n =Vi2=（R1-/R）2+（R2-/R ）2+（R3-/R ）2+（R4-/R ）2+（R5-/R ）2+（R6-/R ）2+（R7-/R ）2+（R8-/R ）2+（R9-/R ）2

13、+（R10-/R ）2=（167.95-167.762）2+（167.45-167.762）2+（167.6-167.762）2+（167.6-167.762）2+167.87-167.762）2+（167.88-167.762）2+（168-167.762）2+（167.85-167.762）2+（167.82-167.762）2+（167.6-167.762）2=0.3047标准误差： =0.184算术平均值的标准误差s：s=x=/ n =0.184/10 =0.0582置信概率取99.7%，K=3，置信区间为3S,测量结果真值为:R0=/RKs=167.76230.0582=(167.7

14、620.175) 测量电阻的极限值：Rm=/RK=167.76230.184=(167.7620.552) 168.314167.210：测量数据中无坏值n测量值（）Xi剩余误差ViVi21167.95+0.1880.0353442167.45-0.3120.0973443167.60-0.1620.0262444167.60-0.1620.0262445167.87+0.1080.0116046167.88+0.1180.0139247168.00+0.2380.0566448167.85+0.0880.0077449167.82+0.0580.00336410167.60-0.1620.026244/R=167.762Vi2=0.3047置信概率取99.7%，K=3，置信区间为3S,测量结果真值为:R0=/RKS=167.76230.0582=(167.7620.175) 测量电阻的极限值：Rm=/RK=167.76230.184=(167.7620.552) 168.314167.210：测量数据中无坏值第2章 电阻式传感器1. 什么是电阻应变效应?答:导体或半导体材料在外力作用下产生机械变形时,其电阻值也相应发生变化