[工学]传感器与测试技术作业题第二章.doc

第二章传感器的一般特性1解释下列名词1） 测量范围：由被测量或供给量的两个值限定的范围。在该范围内规定了测量仪器仪表的不确定度限。一个仪器仪表可以有几个测量范围量程。2）量程：检测上限和检测下限的代数差为量程。3）线性度：实际曲线与其两个端点连线（称理论直线）之间的偏差称为传感器的非线性误差。取其中最大值与输出满度值之比作为评价线性度（或非线性误差）的指标4）迟滞：传感器在正（输入量增大）或（输入量减小）形成中输出输入曲线不重合成为迟滞。5） 重复性：重复性是用本方法在正常和正确操作情况下，由同一操作人员，在同一实验室内，使用同一仪器，并在短期内，对相同试样所作多个单次测试结果，在95概率水平两个独立测试结果的最大差值6） 灵敏度：灵敏度指示器的相对于被测量变化的位移率，灵敏度是衡量物理仪器的一个标志，特别是电学仪器注重仪器灵敏度的提高。通过灵敏度的研究可加深对仪表的构造和原理的理解7） 灵敏度误差：天平灵敏度示值与约定真值之差8）分辨力：分辨力是指传感器在规定测量范围内所能检测出被测输入量的最小变化值。9） 阈值：阈值是指能使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值，即零点附近的分辨能力。10） 漂移：漂移是指在一定时间间隔内，传感器的输出存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。11） 稳定性：稳定性又称长期稳定性，即传感器在相当长时间内保持其原性能的能力。2什么是传感器的静特性、动特性？传感器的静特性是指传感器在输入量的各个值处于稳定状态时的输出与输入关系。动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。3不失真检测的条件是什么？传感器无失真检测条件是：幅频特性应当是常数（即水平直线）（如同a）；相频特性应该是线性关系（如图b）4传递函数、频率响应函数、脉冲响应函数是如何定义的？传递函数：零初始条件下线性系统响应(即输出)量的拉普拉斯变换(或z变换)与激励(即输入)量的拉普拉斯变换之比。频率响应函数：(1)简谐激励时，稳态输出相量与输入相量之比。(2)瞬态激励时，输出的傅里叶变换与输入的傅里叶变换之比。 (3)平稳随机激励时，输出和输入的互谱与输入的自谱之比。脉冲响应函数：在信号与系统学科中，冲激响应(或叫脉冲响应)一般是指系统在输入为单位冲激函数时的输出(响应)。对于连续时间系统来说，冲激响应一般用函数h(t)来表示。5传感器动态特性的评价指标有哪些？当测量随时间变化的参数时，压力、震动、温度、都会影响。 6测定频率响应函数的方法有哪几种？ 正弦信号激励、脉冲信号激励、阶跃信号激励。7什么是传感器的标定、动态标定及静态标定传感器的标定:是指在明确传感器的输出与输入关系的前提下，利用某种标准器具对传感器进行标度。传感器的动态标定主要是研究传感器的动态响应，而与动态响应有关的参数，对一价传感器只有一个时间常数；对二价传感器则有固有频率 n和阻尼比两个参数。静态标定是指在静态标准条件下，对传感器的静态特性、静态灵敏度、非线性、滞后、重复性、等指标的确定。8.简述提高传感器性能的各种方法。 应根据实际的需要和可能，在确保主要指标实现的基础上，放宽对次要指标的要求，以求高的性能价格比。在设计、制造传感器时合理选择其结构、材料和参数是保证具有良好性能价格比的先提。9.简述传感器静态标注的过程。1）将传感器全量程（测量范围）分成若干等间隔点；2）根据传感器量程分点情况，由大到小逐点输入标准量值，并记录下与各输入直相对应的输出值；3）将输入值再由大到小逐点减小下来，同时记录相应的各输出值；4）按2），3）所述过程，对传感器进行正、反行程反复循环多次测试，将得到的输出-输入测试数据用表格列出或画成曲线；5）对测试数据进行必要的处理，根据处理结果，可以确定传感器的线性度、灵敏度、滞后和重复性等静态特性指标。作业题 1传感器所能测量的最大被测量（即输入量的数值）称为测量上限，最小的被测量称为测量下限，用这两个数值表示的测量区间，称为测量范围。 2.静态误差是指传感器在全量程内任一点的输出值与理论输出值的偏离程度。3.绝对误差是指测量结果与被测参量真值之间所存在的差值的绝对值。 4.相对误差是指测量的绝对误差与被测量真值的比值，通常以百分数表示。5.引用误差是指测量的绝对误差与仪表的满量程之比，这一指标通常用来表征仪器本身的精度，而不是测量的精度。 6.传感器的动态数学模型是指传感器在受到随时间变化的输入量作用时，输出-输入之间的关系，通常为相应特性。 7. 静态标定是指在静态标准条件下，对传感器的静态特性、静态灵敏度、非线性、滞后、重复性、等指标的确定。 8. 传感器的标定是指在明确传感器的输出与输入关系的前提下，利用某种标准器具对传感器进行标度。对新研制或生产的传感器进行全面的技术检定，称为标定；将传感器在使用中或储存后进行的性能复测，称为校准。9.标定的基本方法是利用标准仪器产生已知的非电量（如校准、压力、位移等），作为输入量，输入到待标定的传感器中，然后将传感器的输出量与输入的标准量作比较，获得一系列校准数据或曲线。10. 传感器的动态标定主要是研究传感器的动态响应，而与动态响应有关的参数，对一价传感器只有一个时间常数；对二价传感器则有固有频率 n和阻尼比两个参数。11.传感器常用的非线性校正（或称非线性补偿）方法有一下两种：开环式非线性补偿法和非线性反