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传感器1例题+习题

发布日期:2020-11-21 08:55

  第一章绪论[例题分析] 例题1-1 一台精度为0.5 级、量程范围600~1200的温度传感器,它最大允许绝 对误差是多少?检验时某点最大绝对误差是4,问此表是否合格? 根据精度定义表达式100 %,并由题意已知A=0.5%,YF.S=(1200-600),得最多允许误差 A=AYF.S=0.5%(1200-600)=3此温度传感器最大允许误差位3。检验某点的最大绝对误差为4,大于3, 故此传感器不合格。 例题 1-2 已知电感压力传感器最小检测量为 0.5mmH O,输出电压为0~500mV,噪声系数C=2;另一个电容压力传感器最小 检测量为0.5mmH O,输出电压为0~300mV,噪声系数C=2。问:哪个传感器噪声电平大?大多少? ,分别计算结果如下:电感压力传感器 mV 电容压力传感器mV 答:电容压力传感器噪声电平大。mV 例题1-3 已知某传感器静态特性方程 ,试分别用切线法、端基法及最小二乘法,在0<X<1范围内拟和刻度直线方程,并求出相应的线性度。 切线为拟合直线KX dXdY 故切线+X。最大偏差 max (2)端基法:在测量两端点间连直线为拟合直线)最小二乘法:求拟合直线KX 。根据计算公式测量范围分成6等分 取n=6,,列表如下: 0.20.4 0.6 0.8 1.0 1.2211.492 1.822 2.226 2.718 0.040.16 0.36 0.64 0.24420.597 1.093 1.781 2.718 分别计算 由公式得894 得最小二乘法拟合直线X。假设拟合直线与曲线的交点为(x ),则求最大偏差应该分段来处理:对于0<X<x 解出X=0.5335。故0987 区域,由于 与拟合直线X均为单调递增函数,但是前者的递增速度要快 于后者,因此x 区域,两者之间的最大偏差出现在X=1 比较上述两个区间段出现的最大偏差,可以发现,0<X<1区域内的最大偏差位于X=1 值最小,因而此法拟合精度最高,在计算过程中若 值愈小。用三种方法拟合刻度直线 所示。 [思考题与习题] 1-1何为传感器静态特性?静态特性主要技术指标有哪些? 1-2 何为传感器动态特性?动态特性主要技术指标有哪些? 1-3 传感器的精度等级是如何确定的? 1-4 传感器的线性度是怎样确定的?拟合刻度直线V 的电压表,发现50V 刻度 点的示值误差2V 为最大误差,问该表是否合格? 1-6为什么在使用各种指针表时,总希望指针偏转在全量程的2/3 以上范围使用? 1-7 测量某电路电流共5 次,测得数据(单位为mA)分别为168.41,168.54,168.59, 168.40,168.50。试求算术平均值和标准差。 1-8 已知某一位移传感器的测量范围为 0~30mm,静态测量时,输入值与输出值的 关系如表1.1 所示,试求传感器的线 输入值与输出值的关系 输入值 (mm) 1015 20 25 30 输出值 (mV) 1.50 3.51 6.02 8.53 11.04 13.47 15.98 1-9某压力传感器的效验数据如表1.2 所示,试用最小二乘法求非线性误差,并计 算迟滞和重复性误差。 表1,2 效验数据列表 压力 (MPa) 输出值(mV) 第一循环 第二循环 第三循环 正行程 反行程 正行程 反行程 正行程 反行程 -2.73-2.71 -2.71 -2.68 -2.68 -2.69 0.02 0.56 0.66 0.61 0.68 0.64 0.69 0.04 3.96 4.06 3.99 4.09 4.03 4.11 0.06 7.40 7.49 7.43 7.53 7.45 7.52 0.08 10.88 10.95 10.89 10.93 10.94 10.99 0.10 14.42 14.42 14.47 14.47 14.46 14.46 1-10 量程为10MPa 的压力传感器所测量点的输出值列于下表中。试用端点法、最 小二乘法拟合线性返程,并计算各种拟合方程的拟合精度。 1-11用测量范围为-50~150kPa 的压力传感器测量140kPa 的压力时,传感器 测得示值为 142kPa,求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误 1-12对某节流元件(孔板)开孔直径d20 的尺寸进行了15 次测量,测量数据如下 (单位:mm): 120.42 120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 120.30 120.40 120.43 120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40 试用格拉布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差,并写出其测量结果。 (若取置信概率P=0.95) 1-13 测电压的实际值约为21.7V,现有四种电压表: 表:1.5级,量程为0~30V; 表:1.5级,量程为0~50V 表:1.0级,量程为0~50V 表:0.2级,量程为0~360V。 问选用哪种规格的电压表进行测量产生的误差最小? 1-14一组电阻值的测量结果如下: 237.4,237.2,237.9, 237.1,238.1,237.5, 237.4, 237.6, 237.6, 237.4, 求测量结果。 1-15. 铜的电阻值R 与温度T 之间关系为 ,在不同温度下,测量铜电阻的电阻值如下表所示。试估计0C 时铜电阻的电阻值R T1/C19.1 25.0 30.1 36.0 40.0 45.1 50.0 76.377.8 79.75 80.80 82.35 83.9 85.10 1-16某温度测量15 次,得到的测量结果如下(单位为C): 20.42 20.43 20.40 20.43 20.42 20.43 20.39 20.30 20.40 20.43 20.42 20.41 20.39 20.39 20.40 试用拉依达准则判别有无坏值? 1-17 假设使用传感器器对某温度进行了12 次的等精度测量,获得的实验数据如下(单 20.4620.52 20.50 20.52 20.48 20.47 20.50 20.49 20.47 20.49 20.51 20.51 要求对该数据进行加工整理,并写出最终结果。 10 1-18、指出下列原因引起的误差属于哪种类型的误差? 1.米尺的刻度有误差。 2.利用螺旋测微计测量时,未做初读数校正。 3.两个实验者对同一安培计所指示的值读数不同。 4.天平测量质量时,告诉你网赌放水时间。多次测量结果略有不同。 5.天平的两臂不完全相等。 6.用伏特表多次测量某一稳定电压时,各次读数略有不同。 7.在单摆法测量重力加速度实验中,摆角过大。 1-19、区分下列概念 1.直接测量与间接测量。 2.系统误差与偶然误差。 3.绝对误差与相对误差。 4.线.测量列的标准误差与算术平均值的标准误差。 1-20 四、试说明在多次等精度测量中,把结果表示为 (单位)的物理意义。

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