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传感器技术练习题与答案20220729.docx
绝对误差与仪表测量上限之比，称()。
A.相对误差
B.粗大误差
C.示值误差
D.引用误差
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差。
参考答案：
有一数字温度计，测量范围为 –50 ℃ ～150℃,精度 0.5 级, 求当示值分别为-20℃,100℃时的绝对误差和示值相对误差。
参考答案：
绝对误差为：
量仪表的在量程范围内某点的示值的绝对误差与其量程比值的百分数
A、实际相对误差
B、标称相对误差
C、引用相对误差
D、绝对误差
测量结果的绝对误差与测量值比值的百分数称为
A、实际相对误差
B、标称相对误差
C、引用相对误差
D、绝对误差
传感器技术习题答案第一章1“什么是冽量值的绝对误差I相对误差、引用设整？ 答i维坦左芷指测量低与其便的差，绝对误基是有正、蚀井仃星那的，即A = a - L相对误差分为:实际相对谍基和标称相对误差；a 0实际相对误盍是指：绝时说重在真料中所占的一门5H匕 即旌台网%.由于直僮1.住在无花知道，柑时误差常用标标相对彘差.标称相对误差是抖；绝时谡差在实际测量仪中所占的仃分比.即8三且其100%.里用误差是指:绝时误差在仪表满量程中所占的Ti分比,即y =3X 仪)门.测易范围上限-测吊范围下线A 绝对一差：一13用测量范围为 50150kPa 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差。解：已知： 真值L=140kPa测量值x=142kPa测量上限=i50kPa测量下限=50kPa.绝对误差A= x-L=142-140=2(kPa)、一 ，、，2，头际相对误差= 1.43%L 140标称相对误差=- = 1.41%x 1422-引用误差=、加目i、加目“口一 = 1%恻量上限一恻量下限150 (50)1-3什么是系统误差？系统误差可分为哪几类？系豌误差有哪些检验方法？如何减小和消 除系统误差？生在同 测量条件F 参次测量被测量时，绝对值和符号保持不变,或在条件改变时假 一定册律（如统件、多项式、席期性等函数规律）变化的误差称为系统误差。分两种：前者为恒值系统误差，后考为变植系统设七口系统误差的检验方法；.实验对比法工幔余误差观察法9.族则检测法系统在弟的戚小和消除，L在测量结果中进行同正.消除系统误差的根源.在测量系统中果用补偿措旅4实时反馈修正1-10 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）: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：对测量数据列表如下:序 号测量值d2o(mm)残余误差Vi(d20i d20)(mm)残余误差V (d20i d20(i 7)(mm)123456789101112131415d20 120.404mm1, ,-1(212.10.0口d 0.0327mm201 15 1G d2o 0.0788(mm)口dy_L_ 0.0161mmd20 丫14 1；0 L当n=15时，若取置信概率 P=0.95,查表可得格拉布斯系数G=2.41。贝U G d20 2.41 0.0327 0.0788(mm) v70.104,所以d7为粗大误差数据，应当剔除。然后重新计算平均值和标准偏差。当n=14时，若取置信概率 P=0.95,查表可得格拉布斯系数G=2.37o则 G d2o 2.37 0.0161 0.0382(mm) vi ,所以其他14个测量值中没有坏值。计算算术平均值的标准偏差厂 上- 0.0161 0.0043(mm)d20.n .143 T 3 0.0043 0.013(mm) d20所以，测量结果为：d20 (120.411 0.013)(mm) (P 99.73%)2-1什么叫传感器？它由哪几部分组成？它们的作用及相互关系如何？【答】1、传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。2、传感器由：敏感元件、转换元件、信号调理与转换电路和辅助的电源组成。3、它们的作用是：(1)敏感元件：是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；(2)转换元件：是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分；(3)信号调理与转换电路：由于传感器输出信号一般都很微弱，需要有信号调理与转换电路， 进行放大、运算调制等；(4)辅助的电源：此外信号调理转换电路以及传感器的工作必须有辅助的电源。4、最简单的传感器由一个敏感元件 (兼转换元件)组成，它感受被测量时直接输出电量，如热电偶。有些传感器由敏感元件和转换元件组成，没有转换电路，如压电式加速度传感器， 其中质量块 m是敏感元件，压电片(块)是转换元件。有些传感器，转换元件不只一个，要经过若干次转换。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】1、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。也即当输入量为常量，或变化极慢时，这一关系就称为静态特性。2、静态特性性能指标包括：线性度、灵敏度、迟滞、重复性和漂移等。3、性能指标：(1)灵敏度：输出量增量A y与引起输出量增量A y的相应输入量增量A x之比。用S表示灵敏度，即(2)线性度：传感器的线性度是指在全量程范围内.际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差值ALmax与满量程输出值 YFS之比。线性度也称为4球，|琅差，用”表示，即(3)迟滞：传感器在输入量由小到大(正行程)及输入量由大到小(反行程)变化期间其输入输出特性 曲线不重合的现象称为迟滞。用y H表示，迟滞误差又称为回差或变差。即 ：l勺00% 100%YFS Y FS(4)重复性：重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。重复性误差属于随机误差，常用标准差b计算，也可用正反行程中最大重复差值ARmax计算，即(23)Yfs100%Rmax 100%Yfs（5）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，此现象称为漂移。温度漂移通常用传感器工作环境温度偏离标准环境温度（一般为20C）时的输出值的变化量与温度变化量之比（己）来表示，即yt丫2。t2-3什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】1、动态特性指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。2、研究动态特性的方法有两种：时域法和频域法。 在时域内研究动态特性采用瞬态响应法。输入的时间函数为阶跃函数、脉冲函数、斜坡函数，工程上常输入标准信号为阶跃函数；在频域内研究动态特性采用频率响应法，输入的标准函数为正弦函数。3、性能指标是：（1）传感器的时域动态性能指标时间常数t 一阶传感器输出上升到稳态值的63.2% 所需的时间，称为时间常数；延迟时间td：传感器输出达到稳态值的50断需的时间；上升时间tr：传感器输出达到稳态值的90%所需的时间；峰值时间tp:二阶传感器输出响应曲线达到第一个峰值所需的时间；超调量a 二阶传感器输出超过稳态值的最大值；衰减比d:衰减振荡的二阶传感器输出响应曲线第一个峰值与第二个峰值之比。（2）频率响应特性、指标通频带3 0.707:传感器在对数幅频特性曲线上幅值衰减3 dB时所对应的频率范围；工作频带30.95 （或0.90）:当传感器的幅值误差为 5% （或土 10%时其增益保持在一定值内的 频率范围；时间常数t用时间常数。来表征一阶传感器的动态特性。越小，频带越宽；固有频率con：二阶传感器的固有频率5表征其动态特性；相位误差：在工作频带范围内，传感器的实际输出与所希望的无失真输出间的相位差值，即为相位误差；跟随角 0.707:当3 =3时，对应于相频特性上的相角，即为跟随角。2-4某压力传感器测试数据如表2-1所示，计算非线性误差（线性度）、迟滞、重复性误差和总精度。表2-1压力传感器校准、数据输入压力/MPa输出电压/ mVA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【解】1强臣王赘渚线性度(1)端点直线拟合求出各个校准点正、反程6个输出电压的算术平均值。由两个端点的数据，可知端点直线的截距为b=-2.70mV,斜率为：y14.45 2.706k - 171.5 10 mV / Pax 0.1 0按照端点直线y x -2.7 (y=kx+b),求各个校准点输出电压的理论值 yti ,如表2-2所示。根据表 中的数据可知，考虑符号时，实际输出电压平均值与理论值的最小误差：Aymin=-0.12mV,最大误差Aymax=0mV14.450-2.70图2-1端点直线拟
仪表的基本误差是指仪表在规定的参比条件下的最大误差,一般仪表的基本误差也叫仪表的( ),( )是测量结果与真值之差,即绝对误差=测量值-真值;( )是绝对误差与被测量值之比,常用绝对误差与仪表示值之比,以百分数表示;( )是绝对误差与量程之比,以百分数表示。即引用误差=(绝对误差/量程) 100%。
A.允许误差
B.引用误差
C.相对误差
D.绝对误差
F.系统误差
G.随机误差
H.粗大误差
A.绝对误差;指示值
B.测量值;真值
C.绝对误差;真值
D.指示值;测量结果
在测量领域，关于误差，几种论述中正确的是（）
- A、绝对误差：测量结果与真值之差；绝对误差＝测量值－真值；
- B、相对误差：绝对误差与被测量值之比；相对误差＝绝对误差／仪表示值×100％；
- C、引用误差：绝对误差与量程之比；引用误差＝绝对误差／量程×100％；
- D、偶然误差：在相同条件下，对同一物理量进行多次测量，由于各种偶然因素，会出现测量值时而偏大，时而偏小的误差现象，这种类型的误差叫做偶然误差。
正确答案:A,B,C
用量程是10mA的电流表测量实际值为8mA的电流，若读数是8.15mA。试求测量的绝对误差ΔI、实际相对误差γA、示值相对误差γy和引用相对误差γm分别为多少？若已知该表准确度等级S为1.5级，则该表是否合格？
正确答案: ΔI=8.15mA-8mA=0.15mA
γA=（ΔI/A）×100%=（0.15mA/8mA）×100%=1.875%
γy=（ΔI/X）×100%=（0.15mA/8.15mA）×100%=1.841%
γm=（ΔI/Xm）×100%=（0.15mA/10mA）×100%=1.5%
因为γm=S%=1.5%，所以该表合格。
用一只量限为100V的电压表测量50V的电压时，测得值为49.5V，测此次测量的绝对误差为（）伏，相对误差为（），引用误差为（）
正确答案:-0.5；-1%；-0.5%