传感器与检测技术习题答案

第一章传感器和测试技术基本事故的回答L.测试系统由几部分组成？说明各部分的作用。答：一个完整的检测系统或检测装置通常由传感器、测量电路和显示记录装置等多个部分组成，每个部分执行信息收集、转换、显示和处理等功能。当然，还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。下图显示了检测系统的框图。检测系统的方块图传感器好像是把被测量系统转换成电量的设备。传感器是直接与被测量对象接触的检测系统中最重要的部分，检测系统中的信息收集质量通常由传感器的性能决定。因为检测系统的其他部分不能添加新的检测信息，并且很难消除传感器引入的错误。测量电路的作用是将传感器的输出信号转换为易于测量的电压或电流信号。传感器输出信号通常很微弱，应由测量电路放大，以满足显示记录设备的要求。根据需要测量电路还可以执行阻抗匹配、微分、积分、线性化校正等信号处理任务。标记记录装置是检查者和检查系统之间联系的主要环节，主要作用是让人们知道测量对象大小或变更过程。传感器型号由几个部分组成，每个部分意味着什么？依次(传感器)测量.转换原理.序列号主名称传感器，代码c；测量的用一个或两个首大写字母表示汉语拼音。见附录表2；转换原理用汉语拼音一个或两个首大写字母表示。见附录表3；序列号用阿拉伯数字表示，表示产品设计特征、性能参数、产品系列等。如果产品性能参数保持不变，则该序列号仅在本地更改或更改时，才能在原始序列号后面按顺序显示字母a、b、c等。其中不使用I，q。示例：变形位移传感器：c wy-y B- 20；光纤压力传感器：C Y-GQ-2。3.测量电源输出电压随负载变化的情况时，应使用什么测量方法？进展如何？答：在测量电压调节器电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好使用差分测量。输出电压确认显示为u0，u0=u U。其中 u是负载电阻变化(比u小1)引起的输出电压变化量。在偏差测量中，为了满足U0要求，仪器必须有更多的路径，因此U的此少量U0变化很难预测。测量原理如下图所示。图中使用高灵敏度电压表毫伏特和电位差计，Rr和e分别表示电源的内部电阻和电动势，E1、R1和Rw表示电源的负载，E1、R1和Rw表示电位差计的参数。测量前调整R1，使电位差计工作电流I1成为标准值。然后将电源负载电阻R1设定为额定值。调整RP的活动触点，以使毫伏显示为零。这相当于预先测量额定输出电压u为0。正式测量开始后，通过增加或减少负载电阻RL的值，电源输出电压U0的小波动值 u可以表示为毫伏表。根据u0=UUU，可以准确测量各种负载下电源输出电压的值。微米法具有反应速度快、测量精度高、特别适合在线控制参数测量的优点。用差分测量方法测量电源随负载的输出电压变化4.测量的位移从4.5mm变更为5.0mm时，位移测量仪的输出电压从3.5V降低到2.5V，从而获得仪器的灵敏度。解决方案：本装置的灵敏度如下MV/mm5.温度测量系统由以下四部分组成，每个灵敏度如下。铂电阻温度传感器：0.45/c桥：0.02 v/放大器：100(放大)笔记录器：0.2厘米/V查找：(1)温度测量系统的总灵敏度；(2)记录表笔尖相当于4厘米位移的温度变化值。解决方案：(1)温度测量系统的总灵敏度如下Cm/c(2)记录表笔尖偏移4厘米时，相应的温度变化值为c6.有3个温度计，范围为0 800 ，准确度分别为2.5级，2.0级，1.5级，测量目前500 的温度。确保相对误差不超过2.5%，选择那个仪表合理吗？解决方案：2.5级的最大绝对误差值为20 ，测量500 时的相对误差为4%；2.0级的最大绝对误差值为16 ，测量500 时的相对误差为3.2%；1.5级的最大绝对误差值为12 ，测量500 时的相对误差为2.4%。因此，必须使用1.5级温度测量仪。7.什么是系统错误和随机错误？准确度和精确度的含义是什么？他们各自反映了什么错误？答：系统误差是在相同条件下多次重复测量相同量时，误差的大小和符号保持不变或根据一定规律变化的误差。随机误差是在相同条件下多次测量相同量时，相应误差的大小和符号以不可预测的方式变化的误差。准确度是指测量结果与理论真理值相符的程度，反映了系统误差的大小，精度是指测量结果的方差程度，反映了随机误差的大小。8.遵循正态分布规律的随机误差的特性是什么？答：遵循正态分布规律的随机误差的特性是对称随机误差可以为正，但出现绝对值相等的正负误差的概率相同。即，f()- 曲线在垂直轴上对称。限定在一定的测量条件下，随机误差的绝对值不超过一定的范围。也就是说，绝对值很大的随机误差很少出现。补偿性在相同条件下的测量数n时，整个随机误差的代数和等于0，即。单峰性绝对值小的随机误差比绝对值大的随机误差产生得更多。也就是说，前者大于后者的概率密度，=0时，随机误差概率密度为最大值。9.通过10次电阻测量得到的测量热如下：R1=167.95r 2=167.45R3=167.60R4=167.60r5=167.87R6=167.88r7=168.00r8=167.850r9=(1)求10次测量的算术平均值、测量的标准误差和算术平均值的标准误差s。(2)如果信任概率为99.7%，则写入测量的电阻的振幅和限值。解法：(1)找出10次测量的算术平均值、测量的标准误差和算术平均值的标准误差s。(2)如果相信的概率为99.7%，则测量的电阻的阵值为：极限值为：10.分析电压输出直流电桥的输入和输出关系。答：如图所示，桥上的每种癌症都有R1、R2、R3、R4的电阻。u是桥的直流电源电压。如果4臂阻力R1=R2=R3=R4=R，则称为等臂桥。如果R1=R2=r，R3=R4=r (r r)，则称为输出对称桥。如果R1=R4=R，R2=R3=r (r r)，则称为电源对称桥。直流桥式电路如果在桥输出端连接了放大器，由于放大器的输入阻抗高，所以桥的负载电阻可以认为是无限的，此时桥以电压输出。输出电压是桥输出端子的开路电压，表达式如下(1)将桥设置为单臂工作状态，即R1为应变计，其馀桥臂为固定阻力。如果R1测量为产生电阻增加 R1，则初始平衡条件R1R3=R2R4，替代(1)导致 R1不平衡的输出电压为电桥(2)对于输出对称桥，根据R1=R2=R、R3=R4=R 、R1臂的电阻发生变化 R1= r (2)，输出电压为(3)对于电源