测试技术与传感器课后答案【篇一：《传感器与检测技术》习题答案--周杏鹏】t>第一章1.1答：随着我国工业化、信息化步伐加快，现代化建设中的各行各业高效生产对传感器也检测技术的依赖逐步加深。
比如：先进的传感器技术助力现代化石油钻井平台建设。
为了能够可靠地采集钻井平台钴机塔架上运动部件的终点位置，使用了感应式传感器。
在整个新型钻井中共使用了60个这样的感应式传感器，方形的接近开关对钢质目标的感应距离增大到20mm, 满足了近海海上勘探工作环境极为恶劣的所有要求。
1.2答：自动检测系统组成框图如下：对于传感器，一般要求是：①准确性：输出信号必须反映其输入量，即被测量的变化。
因此，传感器的输出与输入关系必须是严格的单值函数关系，最好是线性关系。
②稳定性：传感器的输入、输出的单值函数关系最好不随时间和温度二变化，受外界其他因素的干扰影响亦很小，重复性要好。
③灵敏度：即被测参量较小的变化就可使传感器获得较大的输出信号。
④其他：如耐腐蚀性、功耗、输出信号形式、体积、售价等。
1.3答：功能：信号调理：在检测系统中的作用是对传感器输出的微弱信号进行检波、转换、滤波、放大等，以方便检测系统后续处理或显示。
信号处理：信号处理时自动检测仪表，检测系统进行数据处理和各种控制的中枢环节，其作用和人类的大脑相类似。
区别：信号调理作用是把信号规格化，滤除干扰，信号处理则是提取信号中的信息，并对这些信息按照功能要求进行处理。
可以说，信号调理是进行信号处理的基础。
组成：信号调理：信号放大、信号滤波、a/d转换信号处理：主要是各种信号的嵌入式微控制器、专用高速数据处理器（dsp）等1.4答：分类见表1-1(p8)1.5答：按照被测参量分类，可以分成测量：电工量、热工量、机械量、物性和成分量、光学量、状态量等。
1.6答：1.不断拓展测量范围，提高管检测精度和可靠性2重视非接触式检测技术研究 3检测系统智能化第二章2.1答：随机误差：检测仪器或者测量过程中某些未知或无法控制的随机因素（如仪器某些原件器件性能不稳定、外界温度、湿度变化，空中电磁波扰动等）综合作用的结果。
随机误差的变化通常难以预测，因此也无法通过实验的方法确定、修正和消除。
但是通过足够多的测量比较可以发现随机误差服从某种统计规律。
从而进行消除。
系统误差：产生原因大体有：测量所用的工具本身性能不完善或者安装、布置、调整不当；在测量过程中的温度湿度、气压、电磁干扰等环境条件发生变化；测量方法不完善、或者测量所依据的理论本身不完善；操作人员视读方式不当等。
系统误差产生的原因和变化规律一般可以通过实验和分析查出，因此系统误差可以设法确定并消除。
粗大误差：一般由外界重大干扰或者仪器故障或不正确的操作引起。
存在粗大误差的测量值一般容易发现，发现后应当立即剔除。
2.2答：工业检测仪器（系统）常以最大引用误差作为判断其准确度等级的尺度，仪表准确度习惯上称精度，准确度等级习惯称为精度等级。
人为规定，取最大引用误差百分数的分子作为检测仪器（系统）精度等级的标志，即用最大引用误差去掉正负号和百分比号后的数字来表示精度等级。
2.3答：20*0.005=0.1（v）150*0.001=0.15（v）由计算结果知，表一不仅有更小的绝对误差，并且其量程对于测量5v的电压更合理。
所以选择表一。
2.4答：马利科夫准则 x =28.030028.010027.980027.940027.960028.020028.000027.930027.950027 .9000x?27.972?i=0.05800.0380 0.0080-0.0320-0.0120 0.0480 0.0280-0.0420-0.0220-0.0720 d=0.12?i所系系统存在线性系统误差阿贝—赫梅特准则 a=0.0047?2=0.00166a=0.0047?2n?1=0.0054系统中不存在周期性系统误差2.5①要求|ri?r0|?2.8的概率，已知标准差?=1.5 经过标准正态分布变换，|ri?r0|?2.8 , |?|?2.8 , |经过查表可知??02.8|?=1.8667≈1.87 ????x???x??12?t2dt2在区间概率等p=0.9693*2-1=0.9386 ②按照95%的置信区间概率查找标准正太分布表，得到p=0.975(x=1.96)，由公式|r0?ri?|?x?1.96得到区间应该为[r0-1.96?,r0+1.96?]=[505.2960,514.7040] 2.6未剔除前x?183，??24.224 当a=0.05，kg(n,a)?2.18|?xk|=[23 ,12 ,60 ,9 ,30 ,3 ,20 ,6 ,12 ,5]kg(n,a)*?(x)=52.81根据grubbs准则，将243剔除剔除以后，x?176.3，??14.4 2.7x?909.8，??4.045查找标准正态分布表得到当置信区间p=0.98，x=2.33 经过变换得到区间为[909.8-9.4, 909.8+9.4]2.8答：测量误差总是客观存在的，但是真值一般是无法准确得到的，因此也就不可能准确的知道测量误差的准确值，由此引出测量不确定度的概念。
2.9答：a类不确定度的评定时应用统计的方法，一般对同一被测参量进行n次等精度测量得到。
b类不确定度是在测量次数较少，不能用统计方法计算测量结果的不确定度时。
2.10x?18.18，??0.42ua??(x)?(x)=1/3*0.42=0.14(cm) uc?选取置信率为p=0.95，k=1.65 则u=k*uc=0.28(cm) 该工件结果为x=18.2?0.3（cm）（p=0.95）【篇二：传感器与检测技术课后题答案】什么是传感器？传感器定义为能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。
1.2 传感器的共性是什么？传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、生物特性，将非电量（如位移、速度、加速度、力等）输入转换成电量（电压、电流、电容、电阻等）输出。
1.3 传感器由哪几部分组成的？由敏感元件和转换元件组成基本组成部分，另外还有信号调理电路和辅助电源电路。
1.4 传感器如何进行分类？（1）按传感器的输入量分类，分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。
（2）按传感器的输出量进行分类，分为模拟式和数字式传感器两类。
（3）按传感器工作原理分类，可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。
（4）按传感器的基本效应分类，可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。
（5）按传感器的能量关系进行分类，分为能量变换型和能量控制型传感器。
（6）按传感器所蕴含的技术特征进行分类，可分为普通型和新型传感器。
1.5 传感器技术的发展趋势有哪些？（1）开展基础理论研究（2）传感器的集成化（3）传感器的智能化（4）传感器的网络化（5）传感器的微型化1.6改善传感器性能的技术途径有哪些？（1）差动技术（2）平均技术（3）补偿与修正技术(4) 屏蔽、隔离与干扰抑制 (5) 稳定性处理第2章传感器的基本特性2.1 什么是传感器的静态特性？描述传感器静态特性的主要指标有哪些？答：传感器的静态特性是指在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系。
主要的性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、温度漂移。
2.2 传感器输入-输出特性的线性化有什么意义？如何实现其线性化？答：传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。
常用的线性化方法是：切线或割线拟合，过零旋转拟合，端点平移来近似，多数情况下用最小二乘法来求出拟合直线。
2.3 利用压力传感器所得测试数据如下表所示，计算其非线性误差、迟滞和重复性误差。
设压力为0mpa时输出为0mv ,压力为0.12mpa时输出最大且为16.50mv. 非线性误差略正反行程最大偏差?hmax?0.1mv，所以?h???hmaxyfs??100%??0.116.50%??0.6%重复性最大偏差为?rmax?0.08，所以?r???rmaxyfs0.0816.5100%??0.48%2.4什么是传感器的动态特性？如何分析传感器的动态特性？传感器的动态特性是指传感器对动态激励（输入）的响应（输出）特性，即输出对随时间变化的输入量的响应特性。
传感器的动态特性可以从时域和频域两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来分析。
瞬态响应常采用阶跃信号作为输入，频率响应常采用正弦函数作为输入。
2.5描述传感器动态特性的主要指标有哪些？零阶系统常采用灵敏度k，一阶系统常采用时间常数?、灵敏度k，二阶系统常采用固有频率?0、阻尼比?、灵敏度k来描述。
2.6试解释线性时不变系统的叠加性和频率保持特性的含义及其意义。
当检测系统的输入信号是由多个信号叠加而成的复杂信号时，根据叠加性可以把复杂信号的作用看成若干简单信号的单独作用之和，从而简化问题。
如果已知线性系统的输入频率，根据频率保持特性，可确定该系统输出信号中只有与输入信号同频率的成分才可能是该输入信号引起的输出，其他频率成分都是噪声干扰，可以采用相应的滤波技术。
2.7用某一阶传感器测量100hz的正弦信号，如要求幅值误差限制在?5%以内，时间常数应取多少？如果用该传感器测量50hz的正弦信号，其幅值误差和相位误差各为多少？解：一阶传感器频率响应特性：h(j?)?1?(j?)?11，幅频特性：a(?)?1?(??)2由题意有a(j?)?5%，即2?t?(??)?5%又???2?f?200? ，所以0???0.523ms ，取??0.523ms幅值误差：?a(?)?(1/?(??))?112?100%??1.32%相位误差：??(?)??arctan(??)??9.30 2.8某温度传感器为时间常数??3s的一阶系统，当传感器受突变温度作用后，试求传感器温差的三分之一和二分之一所需的时间。
温差为二分之一时，t=2.08s温差为三分之一时，t=1.22s2.9 玻璃水银温度计通过玻璃温包将热量传给水银，可用一阶微分方程来表示。
现已知某玻璃水银温度计特性的微分方程是2dydt?2y?2?10?3x，y代表水银柱高（m），x代表输入温度（℃）。
求该温度计的时间常数及灵敏度。
?=1s; k?1?10?32.10 某传感器为一阶系统，当受阶跃函数作用时，在t=0时，输出为10mv，在t=5s时，输出为50mv；在t??时，输出为100mv。
试求该传感器的时间常数。
?=8.5s2.11某一质量-弹簧-阻尼系统在阶跃输入激励下，出现的超调量大约是最终稳态值的40%。