检测与传感作业

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1、第一章1-4什么是随机误差？随机误差产生的原因是什么？如何减小随机误差对测量结果的影响？答：在同一测量条件下，多次测量被测量时，其绝对值和符号以不可预定的方式变化着的误差成为随机误差。随机误差由很多不便掌握或暂时未能掌握的微笑因素，如外界环境的变化以及测量人员本身的生理变化等，对测量值的综合影响所造成的。当测量次数足够多时，随机误差就总体而言，服从一定的统计规律，通过对测量数据的统计处理，可减小其影响。1-8标准差有几种表示形式？如何计算？分别说明它们的含义?标准差有三种表示形式：理论标准差、标准差的估计值、算术平均值的标准差。；；理论标准差刻画的是总体的分散

2、程度；标准差的估计值是评定单次测量值不可靠性的指标，它是用算术平均值代替真值表征测量值分散性的量；算术平均值的标准差是用来评定算术平均值的可靠性的。1-11对光速进行测量，得到如下四组测量结果：;;;求光速的加权算术平均值及其标准差。解：令p1=1，p1:p2:p3:p4=1:1:25:100则测量数据的加权算术平均值为：则其标准差为：第二章2-2什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？分别说明这些性能指标的含义。答：传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出与输入的关系；有灵敏度、线性度、迟滞、重复性和漂移等指标。灵敏度：表示单位输入量的变化所引起

3、的输出量的变化；灵敏度S越大，表示传感器越灵敏；线性度：指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度；迟滞：在相同的工作条件下，输入量由小到大（正行程）及输入量由大到小（反行程）变化器件其输入输出曲线不重合的现象；重复性：是指传感器在相同条件下，输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一样的程度；漂移：传感器的漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时间变化而发生变化的现象。2-3什么是传感器的动态特性？它有哪几种分析方法？它们各有哪些性能指标？答：传感器的动态特性是指输入量随时间变化时传感器的响应特性。常用分析方法有：时域分析法和频域分析法

4、。时域分析法的性能指标有：时间常数、延迟时间、上升时间、峰值时间、超调量、衰减比；频域分析法的性能指标有：通频带、工作频带、时间常数、固有频率、相位误差、跟随角。第三章3-1什么是应变效应？什么是压阻效应？利用应变效应和压阻效应解释金属电阻应变片和半导体应变片的工作原理。答：金属材料在受到外力作用时，产生机械变形，导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应；半导体材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。金属电阻应变片的工作原理的表达式为dR/R=kε，式中K为材料的应变灵敏系数，当应变材料为金属或合金时，在弹性极限内K为常数。金属电

5、阻应变片的电阻相对变化量dR/R与金属材料的轴向应变ε成正比，因此，利用电阻应变片，可以将被测物体的应变ε转换成与之成正比关系的电阻相对变化量，这就是金属电阻应变片的工作原理。半导体应变片在外力作用下，会随被测对象的变化而发生相同的形变，同时应变片上的电阻值会发生变化。由公式知，当测得其电阻率的相对变化量，就可得之被测对象的应变，从而得到应力值，这就是半导体应变片的工作原理。3-5图为一直流应变电桥，。图中，，试求：①为金属应变片，其余为外接电阻，当的增量为时，电桥输出电压为多少？②、都是应变片，批号相同，感应应变的极性和大小都相同，其余为外接电阻。此时，电桥

6、输出电压又为多少？③题②中，如果和感受应变的极性相反，且。此时，电桥输出电压为多少？解：（1）（2）由于、均为应变片，且批号相同，所受应变大小和方向均相同，则，。（3）由题意，设,，则3-6图为等强度梁测力系统，为电阻应变片，应变片灵敏系数,未受应变时，。当试件受力F时，应变片承受平均应变，求（0.1968，1.6*10-3；1.23*10-3,0.083%；）（1）应变片电阻变化量和电阻相对变化量；（2）将电阻应变片置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流3V，求电桥输出电压及电桥非线性误差；（3）若要减小非线性误差，应采取何种措施？并分析其电桥输出电压及非线性

7、误差大小。解：（1）根据应变效应，有，将已知条件代入：(2)若将电阻应变片置于单臂测量桥路中，则；非线性误差（3）若要减小非线性误差，可采用半桥差动电路，且选择，，、所受应力大小相等，应变方向相反。第四章4-1说明差动变隙式传感器的主要组成、工作原理和基本特性。答：差动变隙式传感器由两个完全相同的电感线圈用一个衔铁和相应磁路组成。测量时，衔铁与被测件相连，当被测件上下移动时，带动衔铁也以相同的位移上下移动，导致一个线圈的电感量增加，另一个线圈的电感量减小，从而形成差动形式。差动变隙式传感器与传统的单极式传感器相比较，非线性大大减小，灵敏度也提高了。4-8已知变

8、隙式电感传感器，铁芯截面A0=1.5c