傳感器原理及工程應(yīng)用第四版(郁有文)課后答案-文庫吧
2025-06-03 06:27 本頁面
【正文】 判斷有無粗大誤差（1）按3準(zhǔn)則從表中數(shù)據(jù)可知，第7個(gè)測得值可疑。 ； 3=3= 故可判斷d7=，應(yīng)予剔除。剔除后按14個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算（見表中右方）。 3=3=所有14個(gè)值均小于3，故已無需剔除的壞值。（2）按肖維勒準(zhǔn)則 以n=15查肖維勒準(zhǔn)則中的Zc值（見教材表13），得Zc=。 Zc==故d7應(yīng)剔除，再按n=14查表13得Zc=。 Zc==所有值均小于Zc，故已無壞值。（3）按格拉布斯準(zhǔn)則以n=15取置信概率Pa=，查格拉布斯準(zhǔn)則中的G值（見傳感器原理及工程應(yīng)用教材表14），得G=。 G==故d7應(yīng)剔除，再按n=14取置信概率Pa=，查表14得G=。 G== 所有值均小于G，故已無壞值。測量結(jié)果故最后測量結(jié)果可表示為 Pa=%，得到四組測量結(jié)果如下： 第一組 C1=108 m/s =108 m/s 第二組 C2=108 m/s =108 m/s 第三組 C3=108 m/s =108 m/s 第四組 C4=108 m/s =108 m/s求光速的加權(quán)算術(shù)平均值及其標(biāo)準(zhǔn)差。解：其權(quán)為 故加權(quán)算術(shù)平均值為 加權(quán)算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差 =108m/s12．用電位差計(jì)測量電勢信號Ex（如圖所示），已知：I1=4mA，I2=2mA，R1=5Ω, R2=10Ω,Rp=10Ω,rp =5Ω，電路中電阻RRrp的定值系統(tǒng)誤差分別為ΔR1= +，ΔR2=+，Δrp= +。設(shè)檢流計(jì)G、上支路電流I1和下支路電流I2的誤差忽略不計(jì)；求消除系統(tǒng)誤差后的Ex的大小。 測量電勢Ex的電位差計(jì)原理線路圖解：根據(jù)電位差計(jì)的測量原理，當(dāng)電位差計(jì)的輸出電勢Uab與被測電勢Ex等時(shí)，系統(tǒng)平衡，檢流計(jì)指零，此時(shí)有 當(dāng)rp=5Ω系統(tǒng)平衡時(shí), 被測電勢 由于RRrp（Rp的一部分）存在誤差，所以在檢測的過程中也將隨之產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，根據(jù)題意系統(tǒng)誤差是用絕對誤差表示，因此測量Ex時(shí)引起的系統(tǒng)誤差為計(jì)算結(jié)果說明，RRrp的系統(tǒng)誤差對被測電勢Ex的綜合影響使得Ex值20mv大于實(shí)際值，故消除系統(tǒng)誤差的影響后，被測電勢應(yīng)為===，電壓U=，標(biāo)準(zhǔn)差分別為=，=，求所耗功率及其標(biāo)準(zhǔn)差。解. 功率 P0=UI== 標(biāo)準(zhǔn)差 14．交流電路的電抗數(shù)值方程為，當(dāng)角頻率1=5Hz，； 2= Hz，； 3= Hz，試用最小二乘法求L、C的值。 解：令誤差方程：正規(guī)方程：解得 L= 由此 L= = C=15．用光機(jī)檢查鎂合金鑄件內(nèi)部缺陷時(shí)，為了獲得最佳的靈敏度，透視電壓應(yīng)隨透視件的厚度而改變，經(jīng)實(shí)驗(yàn)獲得下列一組數(shù)據(jù)（如下表所示），試求透視電壓隨著厚度變化的經(jīng)驗(yàn)公式。X/mm12131415161820222426Y/kv52．055．058．061．065．070．075．080．085．091．0解：作x，y散點(diǎn)圖，屬一元線性回歸?；貧w方程為：方法一： 用平均值法求取經(jīng)驗(yàn)公式的b0和b時(shí)，將n對測量數(shù)據(jù)（xi，yi）分別代入式，并將此測量方程分成兩組，即 將兩組方程各自相加，得兩個(gè)方程式后，即可解出b0和b。 故所求的經(jīng)驗(yàn)公式為 方法二：應(yīng)用最小二乘法求取經(jīng)驗(yàn)公式的b0和b時(shí)，應(yīng)使各測量數(shù)據(jù)點(diǎn)與回歸直線的偏差平方和為最小，見教材圖110。誤差方程組為 （146） 正規(guī)方程：得 所求的經(jīng)驗(yàn)公式為 第二章傳感器概述21 什么叫傳感器？它由哪幾部分組成？它們的作用及相互關(guān)系如何？答：傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。通常傳感器有敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。其中，敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測量的部份；轉(zhuǎn)換元件是指傳感器中能將敏感元件感受或響應(yīng)的被測量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測量的電信號部份。由于傳感器輸出信號一般都很微弱，需要有信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路，進(jìn)行放大、運(yùn)算調(diào)制等，此外信號調(diào)理轉(zhuǎn)換電路以及傳感器的工作必須要有輔助的電源，因此信號調(diào)理轉(zhuǎn)換電路以及所需的電源都應(yīng)作為傳感器組成的一部份。22 什么是傳感器的靜態(tài)特性？它有哪些性能指標(biāo)？分別說明這些性能指標(biāo)的含義。答：傳感器的靜態(tài)特性是指被測量的值處于穩(wěn)定狀態(tài)(被測量是一個(gè)不隨時(shí)間變化，或隨時(shí)間變化緩慢的量)時(shí)的輸出輸入關(guān)系。傳感器的靜態(tài)特性可以用一組性能指標(biāo)來描述，有靈敏度、遲滯、線性度、重復(fù)性和漂移等。①靈敏度是指傳感器輸出量增量△y 與引起輸出量增量△y的相應(yīng)輸入量增量△x的之比。用S表示靈敏度，即S=△y/△x ②傳感器的線性度是指在全量程范圍內(nèi)實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的最大偏差值滿量程輸出值之比。線性度也稱為非線性誤差，用表示，即 。③遲滯是指傳感器在輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到小（反行程）變化期間其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象。即傳感器在全量程范圍內(nèi)最大的遲滯差值ΔHmax與滿量程輸出值之比稱為遲滯誤差，用表示，即： ④重復(fù)性是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變化時(shí)，所得特性曲線不一致的程度。重復(fù)性誤差屬于隨機(jī)誤差，常用均方根誤差計(jì)算，也可用正反行程中最大重復(fù)差值計(jì)算，即:23 什么是傳感器的動態(tài)特性？有哪幾種分析方法？它們各有哪些性能指標(biāo)？答：傳感器的動態(tài)特性是指輸入量隨時(shí)間變化時(shí)傳感器的響應(yīng)特性。主要的分析方法有：瞬態(tài)響應(yīng)法（又稱時(shí)域分析法），相應(yīng)的性能指標(biāo)有時(shí)間常數(shù)τ、延遲時(shí)間td、上升時(shí)間tr、超調(diào)量σ和衰減比d等；頻率響應(yīng)法，、工作頻帶ω0。9時(shí)間常數(shù)τ、固有頻率ωn、跟隨角φ0。70等。 24 某壓力傳感器測試數(shù)據(jù)如下表所示，計(jì)算非線性誤差、遲滯和重復(fù)性誤差。壓力/MPa輸出值/mV第一循環(huán)第二循環(huán)第三循環(huán)正行程反行程正行程反行程正行程反行程00,06答：表21最小二乘法各項(xiàng)數(shù)據(jù)壓力（105Pa）x平均值（V）遲滯值ΔH（V）正反行程平均值（V）子樣方差平方根最小二乘直線y=+正行程反行程正行程SjI反行程SjD理論值y(V)非線性誤 差ΔL(V)
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