测试技术与传感器课后题全(附答案).doc

1-3 用测量范围为-50~150kPa的压力传感器测量140kPa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差。 解：真值L=140kPa, 测量值x=142 kPa 绝对误差Δ=x-L=142-140=2 kPa 实际相对误差 标称相对误差 引用误差 1-12 用电位差计测量电势信号（如图所示）,已知: 电路中电阻的定值系统误差分别为设检流计、上支路电流和下支路电流的误差忽略不计。求修正后的的大小。 解： 当不考虑系统误差时，有 已知存在系统误差，按照误差合成理论，可得 修正后的Ex为 2-4 某压力传感器测试数据如下表所示，计算非线性误差、迟滞和重复性误差 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 0 -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 7.43 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 解：书上例题P46 2-5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，测温传感器的时间常数，试确定经过350s后的动态误差。 书上例题P53 1-14交流电路的电抗数值方程为 当角频率； ； ； 试用最小二乘法求电感L、电容C的值。 书上例题P39例2-8 新2-5(类似旧1-10)对某轴直径进行了15次测量，测量数据如下：26.2，26.2，26.21，26.23，26.19，26.22，26.21，26.19，26.09，26.22，26.21，26.23，26.21，26.18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。 解: (1)求算数平均值及标准差估计值 15次算数平均值: 标准差的估计值: (2)判断有无粗大误差：采用格拉布斯准则 取置信概率 查表2-4，可得系数G=2.41，则有： 故剔除U9 (3)剔除粗大误差后的算术平均值及标准差估计值如下： 算数平均值为： 标准差的估计值为： 重新判断粗大误差： 取置信概率 查表2-4，可得系数G=2.41，则有： 故无粗大误差。 (4) 测量结果表示： 算术平均值的标准差： 所以测量结果为： 5-4有一个以空气为介质的变面积型平板电容传感器,其中a=8mm，b=12mm，两极板间距离为1mm。一块极板在原始位置上平移了5mm后，求该传感器的位移灵敏度K（已知空气相对介电常数，真空时的介电常数） 解： 改为5 新3-3（旧2-7）用一个时间常数为0.355秒的一阶传感器去测量周期分别为1秒、2秒和3秒的正弦信号，问幅值误差为多少？ 解： 如下图（a）所示为传感器上的圆形实芯弹性体，四个应变片粘贴方向为R1、R4轴向，R2、R3圆周向。应变片的初始值R1= R2=R3=R4＝200，灵敏度系数K＝3，弹性体的泊松系数＝0.35，当弹性体受拉时，测得R1、R4的变化为，如将四个应变片如图（b）所示接入电桥，当供电电压U=5V时，试求输出电压U0。 利用书本P60 公式4-15并将R1和R4变化量代入进行计算可得结果。 新4-3.（3-6）一应变片的电阻R=120，K=2.05，用做最大应变为的传感元件。当弹性体受力形变至最大应变时，（1）求；（2）若将应变片接入电桥单臂，其余桥臂电阻均为120固定电阻，供桥电压U=3V，求传感元件最大应变时单臂电桥的输出电压和非线性误差。 解：(1) (2) 新4-4（类似3-5） 用等强度梁作为弹性元件的电子秤，在梁的上方贴一个应变片，如题4-4图所示，应变片的灵敏度系数K=2,每受1kg力在应变片处产生的平均应变ε’=8×10-311/kg。已知电子秤末放置重物时，应变片的初始电阻R1=100 Ω,当电子秤上放置500g重物时，求 （1）应变片的电阻变化量ΔR1和相对变化ΔR1/R1 ; （2）用单臂电桥做转换电路（R2=R3=R4=100Ω）,电桥电压U=5V时的输出电压U。，以及考虑非线性因素时单臂电桥的实际输出； （3）用单臂电桥做转换电路导致的非线性误差。 解：（1） 新4-5.（旧3-7） 一应电阻应变片的电阻R=120，灵敏度系数K=2，粘贴在某钢质弹性元件上，已知电阻应变丝的材料为钢镍合金，其电阻温度系数为，线膨胀温度系数为；钢质弹性元