1传感器技术基础习题

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1、第1章传感器技术基础1.1衡量传感器的静态特性主要有那些？说明它们的含义。答：衡量传感器的静态特性主要有：线性度、回差、重复性、灵敏度、分辨力、阈值、稳定性、漂移、静态误差等。线性度是表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线之间的吻合（或偏离）程度的指标。回差是反映传感器在正反行程过程中输出-输入取下的不重合程度的指标。重复性是衡量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全量程连续多次变动时，所得特性曲线间一致程度的指标。灵敏度是传感器输出量增量与被测输入量增量之比。阈值是能使传感器输出端产生可测变化量的最小

2、被测输入量值，即零位附近的分辨力。稳定性是指传感器在相当长时间内保持其性能的能力。漂移是指在一定时间间隔内，传感器输出量存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。精度是指传感器在满量程内任一点的输入值相对其理论值的可能偏离程度。1.2某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下：铂电阻温度传感器：0.45Ω/℃；电桥：0.02V/Ω放大器：100(放大倍数)；笔式记录仪：0.2cm/V求：(1)测温系统的总灵敏度；(2)记录仪笔尖位移4cm时，所对应的温度变化值。解：（1）测温系统的总灵敏度为（2）记录仪笔尖位移时，

3、所对应的温度变化值为:1.3有一只压力传感器的校准数据如下表：5输入压力xi/105Pa00.51.01.52.02.5输出电压yi/V第1次正行程0.00200.20150.40050.60000.79951.0000反行程0.00300.20200.40200.60100.8005第2次正行程0.00250.20200.40100.60000.79950.9995反行程0.00350.20300.40200.60150.8005第3次正行程0.00350.20200.40100.60000.79950.9990反

4、行程0.00400.20300.40200.60100.8005根据这些数据求：（1）端点法平移直线法线性度；（2）最小二乘法线性度；（3）重复性；（4）回差；（5）总精度。解：（1）求端点法平移直线法线性度如下表所示，求出各个校准点正反行程6个输出电压的算术平均值（最后一个校准点只有3个输出电压的平均值）。由两个端点的数据，可求出端点直线截距为b=0.0031V，斜率为输入压力xi/105Pa00.51.01.52.02.5输出电压平均值0.00310.20230.40140.60060.80000.9995输出电

5、压理论值0.00310.20240.40170.60090.80020.9995端点直线法误差0.0000-0.0001-0.0003-0.0003-0.00020.0000输出电压理论值0.002950.202230.401510.600790.799950.99935端点直线法误差0.000150.00007-0.00011-0.00019-0.000050.00015按照端点直线y=kx+b求出各个校准点输出电压的理论值yti，并求出实际输出电压的平均值与理论值的差值△yi，在上表中同时给出。端点平移直线法是将

6、端点直线平移，让平移后的最大正误差与最大负误差的绝对值相等，即让截距改变为5端点平移直线方程即为，按照该方程重新求实际输出电压平均值与理论值之间的误差，结果如上表所示。端点平移直线法线性度为（2）求最小二乘法线性度求出各个校准点正反行程输出电压的算术平均值，将其作为yi，见下表。输入压力xi/105Pa00.51.01.52.02.5输出电压平均值0.00310.20230.40140.60060.80000.9995输出电压理论值0.00300.20230.40150.60080.80000.9993最小二乘法误差

7、0.00010.0000-0.0001-0.00020.00000.0002，，，按照y=kx+b求出各个校准点输出电压的理论值yti，并求出实际输出电压的平均值与理论值的差值△yi，在上表中同时给出。最小二乘法线性度为（3）求重复性对于每个校准点，按照贝塞尔公式求得3个正行程数据的标准偏差和3个反行程数据的标准偏差（最后一个校准点是根据3次测量结果按照贝塞尔公式求），如下表所示。5输入压力xi/105Pa00.51.01.52.02.5正行程标准偏差0.00080.00030.00030.00000.00000.0

8、005反行程标准偏差0.00050.00060.00000.00030.00000.0005从上表可知，，取置信系数，按照最小二乘法所得数据计算满量程输出，可得重复性为（4）求回差求出各校准点正行程和反行程输出电压的平均值，见下表。输入压力xi/105Pa00.51.01.52.02.5正行程输出电压平均值0.00270.20180.40080