传感器与检测技术传感器基本特性参考答案样本

第3章传感器基本特性一、单项选取题1、衡量传感器静态特性指标不涉及（）。A.线性度B.敏捷度C.频域响应D.重复性2、下列指标属于衡量传感器动态特性评价指标是（）。A.时域响应B.线性度C.零点漂移D.敏捷度3、一阶传感器输出达到稳态值50%所需时间是（）。A.延迟时间B.上升时间C.峰值时间D.响应时间4、一阶传感器输出达到稳态值90%所需时间是（）。A.延迟时间B.上升时间C.峰值时间D.响应时间5、传感器下列指标所有属于静态特性是（）A．线性度、敏捷度、阻尼系数B．幅频特性、相频特性、稳态误差C．迟滞、重复性、漂移D．精度、时间常数、重复性6、传感器下列指标所有属于动态特性是（）A．迟滞、敏捷度、阻尼系数B．幅频特性、相频特性C．重复性、漂移D．精度、时间常数、重复性7、不属于传感器静态特性指标是（）A．重复性B．固有频率C．敏捷度D．漂移8、对于传感器动态特性，下面哪种说法不对的（）A．变面积式电容传感器可看作零阶系统B．一阶传感器截止频率是时间常数倒数C．时间常数越大，一阶传感器频率响应越好D．提高二阶传感器固有频率，可减小动态误差和扩大频率响应范畴9、属于传感器动态特性指标是（）A．重复性B．固有频率C．敏捷度D．漂移10、无论二阶系统阻尼例如何变化，当它受到激振力频率等于系统固有频率时，该系统位移与激振力之间相位差必为（）A.0°B.90°C.180°D.在0°和90°之间重复变化值11、传感器精度表征了给出值与()相符合限度。A.预计值B.被测值C.相对值D.理论值12、传感器静态特性，是指当传感器输入、输出不随()变化时，其输出-输入特性。A.时间B.被测量C.环境D.地理位置13、非线性度是测量装置输出和输入与否保持()关系一种度量。A.相等B.相似C.抱负比例D.近似比例14、回程误差表白是在()期间输出-输入特性曲线不重叠限度。A.多次测量B.同次测量C.正反行程D.不同测量15、已知某温度传感器为时间常数秒一阶系统，当受到突变温度作用后，传感器输出批示温差三分之一所需时间为（）秒A．3B．1C．1.2D．1/3二、多项选取题1．阶跃输入时表征传感器动态特性指标有哪些？（）A.上升时间B.响应时间C.超调量D.重复性2．动态响应可以采用各种办法来描述，如下属于用来描述动态响应办法是：（）A.精度测试法B.频率响应函数C.传递函数D.脉冲响应函数3.传感器静态特性涉及许多因素，如下属于静态特性因素有（）。A．迟滞B.重复性C.线性度D.敏捷度4.传感器静态特性指标表征重要指标有：（）A.敏捷度B.非线性度C.回程误差D.重复性5．普通而言，传感器线性度并不是很抱负，这就规定使用一定线性化办法，如下属于线性化办法有:（）A.端点线性B.独立线性C.自然样条插值D.最小二乘线性三、填空题1、敏捷度是传感器在稳态下对比值。2、系统敏捷度越，就越容易受到外界干扰影响，系统稳定性就越。3、是指传感器在输入量不变状况下，输出量随时间变化现象。4、要实现不失真测量，检测系统幅频特性应为，相频特性应为。5、传感器敏捷度是指。6、衡量传感器静态特性指标包括、、、和。（规定至少列出两种）7、一种高精度传感器必要有良好和____，才干完毕信号无失真转换。8、传感器动态特性是指传感器测量动态信号时，传感器输出反映被测量和变化能力。研究传感器动态特性有两种办法：和。9、阶跃响应特性是指在输入为时，传感器输出随变化特性。惯用响应曲线、、等参数作为评估指标。10、频率响应特性是指将不同而相等正弦信号时间输入传感器，其输出正弦信号幅值、相位与频率之间关系。频率响应特性惯用评估指标是、、。11、某位移传感器，当输入量变化5mm时，输出电压变化300mv，其敏捷度为。12、某传感器为一阶系统，当受阶跃信号作用时，在t=0时，输出为10mV；t→∞时，输出为100mV；在t=5s时，输出为50mV，则该传感器时间常数为：。13、已知某一阶压力传感器时间常数为0.5s，若阶跃输入压力从25MPa变到5MPa，则二倍时间常数时输出压力为。14、某测力传感器属于二阶系统，其固有频率为1000Hz，阻尼比为临界值50%，当用它测量500Hz正弦交变力时，其输出与输入幅值比和相位差分别为：及。四、简答题1、什么是传感器静态特性？它有哪些性能指标？如何用公式表征这些性能指标？2、什么是传感器动态特性？其分析办法有哪几种？3、什么是传感器静特性？重要指标有哪些？有何实际意义？4、什么是传感器基本特性?传感器基本特性重要涉及哪两大类？解释其定义并分别列出描述这两大特性重要指标。(规定每种特性至少列出2种惯用指标)五、计算题1、用某一阶环节传感器测量100Hz正弦信号，如规定幅值误差限制在±5%以内，时间常数应取多少？如果用该传感器测量50Hz正弦信号，其幅值误差和相位误差各为多少？2、某温度传感器为时间常数τ=3s一阶系统，当传感器受突变温度作用后，试求传感器批示出温差三分之一和一半所需时间。3、在某二阶传感器频率特性测试中发现，谐振发生在频率216Hz处，并得到最大幅值比为1.4：1，试估算该传感器阻尼比和固有角频率大小。4、设某力传感器可作为二阶振荡系统解决，已知传感器固有频率为800Hz，阻尼比ξ=0.14，问使用该传感器测试400Hz正弦力时，其幅值比A（ω）和相角差φ（ω）各为多少？若该传感器阻尼比可改为ξ=0.7，问A（ω）和φ（ω）又将如何变化？5、当被测介质温度为,测温传感器示值温度为时，有下列方程式成立：当被测介质温度从25℃突然变化到300℃时，测温传感器时间常数，试拟定通过480s后动态误差。6、若一阶传感器时间常数为0.01s，传感器响应幅值百分误差在10％范畴内，此时，最高值达0.5，试求此时输入信号工作频率范畴。7、设一力传感器可以简化成典型质量－弹簧－阻尼二阶系统，巳知该传感器固有频率为，若其阻尼比为，试问用它测量频率为600Hz正弦交变力时，其输出与输入幅值比和相位差各为多少。8、通过某检测装置测得一组输入输出数据如下表所示。试用最小二乘法拟合直线,并求其线性度和敏捷度。x1234y2.24.15.88.09、试求下列一组数据各种线性度：端点线性度；最小二乘线性度。x12345y2.204.005.987.9010.1010、试计算某压力传感器迟滞误差和重复性误差（一组测试数据如下表达）。行程输入压力（×105Pa）输出电压(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章传感器基本特性一、单项选取题1、C2、A3、A4、B5、C6、B7、B8、C9、B10、B11、B12、A13、C14、C15、C二、多项选取题1、ABC2、BCD3、ABCD4、ABCD5、ABD三、填空题1、输出量变化；输入量变化2、高；差3、漂移4、常数；线性5、在稳态信号下输出量变化对输入量变化比值6、线性度；敏捷度；迟滞；重复性；漂移7、静态特性；动态特性8、大小；波形；时域阶跃响应法；频率响应法9、阶跃函数；时间；上升时间；响应时间；超调量10、频率；幅值；通频带；时间常数；固有频率11、60mv/mm12、8.5s13、7.7MPa14、；-33.69°四、简答题1、答：传感器静态特性是它在稳态信号作用下输入-输出关系。静态特性所描述传感器输入、输出关系式中不具有时间变量。传感器静态特性性能指标重要有：①线性度：非线性误差②敏捷度：③迟滞：④重复性：⑤漂移：传感器在输入量不变状况下，输出量随时间变化现象。2、答：传感器动态特性是指传感器对动态勉励（输入）响应（输出）特性，即其输出对随时间变化输入量响应特性。传感器动态特性可以从时域和频域两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来分析。3、答：传感器静特性是当其输入量为常数或变化极慢时，传感器输入输出特性，其重要指标有线性度、迟滞、重复性、辨别力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。传感器静特性由静特性曲线反映出来，静特性曲线由实际测绘中获得。普通人们依照传感器静特性来选取适当传感器。4、答：传感器基本特性是指传感器输入-输出关系特性。传感器基本特性重要涉及静态特性和动态特性。其中，静态特性是指传感器在稳态信号作用下输入-输出关系，描述指标有：线性度（非线性误差）、敏捷度、迟滞、重复性和漂移；动态特性是指传感器对动态勉励（输入）响应（输出）特性，即其输出对随时间变化输入量响应特性，重要描述指标有：时间常数、延迟时间、上升时间、峰值时间、响应时间、超调量、幅频特性和相频特性。五、计算题1、解：一阶传感器频率响应特性：幅频特性：由题意有：，即又因此：取，幅值误差：因此有：相位误差：因此有：2、解：对传感器施加突变信号属于阶跃输入：单位阶跃信号：进行拉氏变换：一阶系统传递函数：因此：对上式进行拉氏逆变换：设温差为R，则此温度传感器阶跃响应为：当时，则；当时，则。3、解：二阶系统当时共振，则，因此：4、解：二阶系统传递函数：，由题意：则当时，当时，，5、解：把输入看作从0到275阶跃输入信号，则；输入信号拉氏变换为：又即进行拉氏反变换后，有动态误差（℃）6、解：传感器响应幅值百分误差在10％范畴内即相称于幅值比应不不大于0．7，可用＝0．5来拟定输入信号工作频率范畴上限。因而得出上限频率为：可知：所求工作频率范畴为0～8Hz。7、解：8、解：设拟合直线方程为由已知输入输出数据，依照最小二乘法，有：，，∴∵∴方程有解∴∴，∴拟合直线为∴输入：1234输出：2.24.15.88.0理论值：2.164.075.987.89：0.040.030.180.11∴∴非线性误差为：敏捷度为：9、解：①端点线性度：设拟合直线为：，依照两个端点(1,2.20)和(5,10.10)，则拟合直线斜率∴