(完整版)《传感器与检测技术》习题答案--周杏鹏

当a=0.05,KG(n,a)?2.18

|?Xk|=[23 ,12 ,60 ,9 ,30 ,3 ,20 ,6 ,12 ,5] KG(n,a)*?(x)=52.81

根据Grubbs准则,将243剔除 剔除以后,

X?176.3,??14.4 2.7

X?909.8,??4.045

查找标准正态分布表得到当置信区间P=0.98,X=2.33 经过变换得到区间为[909.8-9.4, 909.8+9.4]

2.8

答:测量误差总是客观存在的,但是真值一般是无法准确得到的,因此也就不可能准确的知道测量误差的准确值,由此引出测量不确定度的概念。

2.9

答:A类不确定度的评定时应用统计的方法,一般对同一被测参量进行n次等精度测量得到。 B类不确定度是在测量次数较少,不能用统计方法计算测量结果的不确定度时。

2.10

X?18.18,??0.42

uA??(x)?1?(x)=1/3*0.42=0.14(cm) n22uC?uA?uB=0.17(cm)

选取置信率为P=0.95,k=1.65 则U=k*uC=0.28(cm) 该工件结果为

X=18.2?0.3(cm)(P=0.95)

第三章

3.1

答:测量范围:是传感器或检测仪器按规定的精度对被测变量进行测量的允许范围。 上下限:测量范围的最小值和最大值分别称为测量下限和测量上限。 量程:用来表示测量范围大小,用测量上限和下限值的代数差表示。 关系:给出传感器或者检测仪器的测量范围便值其测量上下限及量程,反之只给出传感器或者检测仪器的量程,却无法确定其上下限及测量范围。

3.2

答:灵敏度:是指测量系统在静态测量时,输出量的增量与输入量的增量之比。

分辨力:输出量发生变化时,输入量的最小变化量 二者不存在必然联系。

3.3

答:有理论直线法、端基法和最小二乘法。精度最高的是最小二乘法,,最差的是理论直线法。

3.4

答:对于一阶系统,决定于时间常数?,对于二阶系统,取决于固有角频率?n,阻尼比?,放大倍数k.。对于一个系统而言,延迟时间ts、上升时间tr,响应时间ts,峰值时间tp等,是一个系统动态性能好坏的反映。

3.5

Y(s)k? 12?X(s)s?2s?12答:H(s)??n?nk幅度特性表达式为

A(?)?|H(j?)|?[1?(A(1000)?k

?22?)]?[2?()]2?n?n

A(500)?k?1.11k,误差为11% 134k?1.14k,误差为14% 48125A(800)?3.6

答:不失真测量,需要检测系统的频率响应形为:

H(?)?A(?)ej?(?)?Y(?)?A0e?j?? X(?)3.7

答:条件:没有加速度、振动、冲击及室温环境(20?5 C°),相对湿度不大于85%,大气压力为(101?7)kPa。

步骤:略(P54)

3.8

3.9

答:主要因素:略(见P57)

可靠性指标:可靠度、失效率、平均寿命。

第四章

4.1

答:金属电阻丝的应变效应是指金属材料的电阻相对变化与其线应变?成正比的这种效应。

dR?[(1?2?)?C(1?2?)]??Km?R 金属电阻丝的应变灵敏度系数是指公式

中电阻应变量与几何应变量之间的比例系数

Km?(1?2?)?C(1?2?)。

同理,由教程公式(4-9)知半导体丝材的应变灵敏度系数为:

Ks?(1?2?)??E 4.2

答:横向效应:将直的金属丝绕成敏感栅后,虽然长度相同,但应变状态不同,应变片敏感栅的电阻变化要比直的金属丝要小;横向效应使得测试的灵敏系数降低了;为了减小横向效应的影响可采用短接式或直角式横栅,采用箔式应变片也可有效地克服横向效应的影响。

4.3

答:电阻应变片温度误差是指当应变片的工作温度变化时应变计的输出会在正常输出基础上发生偏移的效应。

产生原因主要有两点:(1)温度变化引起应变片敏感栅电阻变化而产生附加应变。(2)试件材料与敏感材料的线膨胀系数不同,使应变片产生附加应变。 补偿方法可采用3中方法:(1)应变片自补偿可采用单丝自补偿或者双丝自补偿(2)桥路补偿法(3)热敏电阻补偿法。

4.4

答:直流电桥的基本形式如教程P75图4-10所示。

按桥臂工作方式的不同可分为:单臂工作电桥、双臂工作电桥和全臂工作电桥,分别如图本教材4-12、4-14、4-15所示。 电压输出计算公式:

U0?U? 单臂工作电桥:

n(1?n)2??R1R1?K1??R1R1?K???R1R1

n? 其中

R2R?3R1R4。此公式是忽略次要因素的简化公式。

U0?双臂工作电桥:

U2??R1R1,此公式为精确公式。

?R1U0?U?全臂工作电桥:

R1,此公式为精确公式。

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