【正文】 。誤差的絕對(duì)值和符號(hào)已確定的系統(tǒng)誤差稱(chēng)為恒值（定值）系統(tǒng)誤差；絕對(duì)值和符號(hào)變化的系統(tǒng)誤差稱(chēng)為變值系統(tǒng)誤差，變值系統(tǒng)誤差又可分為線(xiàn)性系統(tǒng)誤差、周期性系統(tǒng)誤差和復(fù)雜規(guī)律系統(tǒng)誤差等。通常用來(lái)判斷粗大誤差的準(zhǔn)則有：3準(zhǔn)則（萊以特準(zhǔn)則）；肖維勒準(zhǔn)則；格拉布斯準(zhǔn)則。算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算公式 由于隨機(jī)誤差的存在，等精度測(cè)量列中各個(gè)測(cè)得值一般皆不相同，它們圍繞著該測(cè)量列的算術(shù)平均值有一定的分散，此分散度說(shuō)明了測(cè)量列中單次測(cè)得值的不可靠性，標(biāo)準(zhǔn)差是表征同一被測(cè)量的n次測(cè)量的測(cè)得值分散性的參數(shù)，可作為測(cè)量列中單次測(cè)量不可靠性的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)量順序 測(cè)得值 Di/mm 按15個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算 按14個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算 123456789101112131415 （） 已剔除 已剔除 判斷有無(wú)粗大誤差（1）按3準(zhǔn)則從表中數(shù)據(jù)可知，第7個(gè)測(cè)得值可疑。 G==故d7應(yīng)剔除，再按n=14取置信概率Pa=，查表14得G=。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(xiàn)性回歸。答：傳感器的靜態(tài)特性是指被測(cè)量的值處于穩(wěn)定狀態(tài)(被測(cè)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。主要的分析方法有：瞬態(tài)響應(yīng)法（又稱(chēng)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。0把τ0=120s及t=350s代入上式得： 可知經(jīng)過(guò)350s后，%。解：二階傳感器的幅頻特性為：。所以，只有0～頻段為有用頻段。產(chǎn)生應(yīng)變片溫度誤差的主要原因有：⑴由于電阻絲溫度系數(shù)的存在，當(dāng)溫度改變時(shí)，應(yīng)變片的標(biāo)稱(chēng)電阻值發(fā)生變化。其輸出電壓為：⑶差動(dòng)全橋電路，RRRR4均為電阻應(yīng)變片，且相鄰兩橋臂應(yīng)變片所受應(yīng)變方向相反。當(dāng)試件受力F時(shí)，應(yīng)變片承受平均應(yīng)變?chǔ)?800μm/m，求：（1） 應(yīng)變片電阻變化量ΔR1和電阻相對(duì)變化量ΔR1/ R1。則，當(dāng)兩者粘貼在一起時(shí)，電阻絲產(chǎn)生附加電阻變化為：= 當(dāng)測(cè)量的環(huán)境溫度從10℃變化到50℃時(shí)，金屬電阻絲自身溫度系數(shù)/℃。傳感器由兩個(gè)完全相同的電壓線(xiàn)圈合用一個(gè)銜鐵和相應(yīng)磁路。變隙式差動(dòng)變壓器傳感器的輸出特性為，輸出電壓與比值成正比，然而比值與變壓器的體積與零點(diǎn)殘余電壓有關(guān)。初級(jí)線(xiàn)圈與兩次級(jí)線(xiàn)圈的互感系數(shù)為，線(xiàn)圈的感應(yīng)電勢(shì)為，線(xiàn)圈的感應(yīng)電勢(shì)為。題圖4—6 相敏檢波電路6. 簡(jiǎn)述相敏檢波電路的工作原理，保證其可靠工作的條件是什么？答：相敏檢波電路如題圖4—6﹙ａ﹚所示。當(dāng)0時(shí)，采用上述相同方法可以得到輸出電壓的表達(dá)式為。且如題圖4—7所示與方向相反。9． 何謂渦流效應(yīng)？怎樣利用渦流效應(yīng)進(jìn)行位移測(cè)量？答：塊狀金屬導(dǎo)體置于變化著的磁物中，或在磁場(chǎng)中作切割磁力線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈旋渦狀的感應(yīng)電流，此電流叫電渦流，所產(chǎn)生電渦流的現(xiàn)象稱(chēng)為電渦流效應(yīng)。②在線(xiàn)圈軸線(xiàn)（即短路環(huán)的圓心處）內(nèi)渦流密度為零。通 題圖4—11﹙ａ﹚電渦流傳感器調(diào)頻式測(cè)量電路常將封裝在傳感器內(nèi)，此時(shí)電纜分布電容并聯(lián)在大電容上，因而對(duì)振蕩頻率的影響大大減小。圖57 電容式液位變換器結(jié)構(gòu)原理圖解：電容式液位計(jì)的電容值為：，其中。求的表達(dá)式及對(duì)于上述已知參數(shù)的值。波形如圖所示。霍爾電動(dòng)勢(shì)的大小正比于激勵(lì)電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度，且當(dāng)或的方向改變時(shí)，霍爾電動(dòng)勢(shì)的方向也隨著改變，但當(dāng)和的方向同時(shí)改變時(shí)霍爾電動(dòng)勢(shì)極性不變。這種機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能的現(xiàn)象，稱(chēng)為“順壓電效應(yīng)”。要求：① 分析檢波電路測(cè)量原理；② 求橋路輸出信號(hào)的表達(dá)式；~低通濾波器UpC0C0CC1C2D1D2D3D4eABDABt題5—8圖③ 畫(huà)出橋路中、在、三種情況下的波形圖（提示：畫(huà)出正負(fù)半周的等效電路圖，并標(biāo)出工作電流即可求出的表達(dá)式）?？梢钥闯觯摻Y(jié)構(gòu)不宜做成差動(dòng)形式，所以不宜采用二極管雙T形交流電橋，也不宜采用脈沖寬度調(diào)制電路。第五章？每種類(lèi)型各有什么特點(diǎn)？各適用于什么場(chǎng)合？答：根據(jù)電容式傳感器的工作原理，電容式傳感器有三種基本類(lèi)型，即變極距(d)型（又稱(chēng)變間隙型）、變面積(A)型和變介電常數(shù)(ε)型。電渦流強(qiáng)度與距離呈非線(xiàn)性關(guān)系。當(dāng)線(xiàn)圈中通以交變電流時(shí)，其周?chē)a(chǎn)生交變磁物，置于此磁物中的導(dǎo)體將感應(yīng)出交變電渦流，又產(chǎn)生新的交變磁物，的作用將反抗原磁物，導(dǎo)致線(xiàn)圈阻抗發(fā)生變化，的變化完全取決于導(dǎo)體中的電渦流效應(yīng)，而電渦流效應(yīng)既與導(dǎo)體的電阻率，磁導(dǎo)率，幾何尺寸有關(guān)，又與線(xiàn)圈的幾何參數(shù)、線(xiàn)圈中的激磁電流頻率有關(guān)，還與線(xiàn)圈和導(dǎo)體間的距離有關(guān)，因此，可得等效阻抗的函數(shù)差系式為（、）式中為線(xiàn)圈與被測(cè)體的尺寸因子。② 當(dāng)被測(cè)輸入量不等于零，且，若為正半周，此時(shí)有，0。故題圖4—6﹙ａ﹚所示相敏檢波電路輸出電壓的變化規(guī)律充分反映了被測(cè)位移量的變化規(guī)律，即電壓數(shù)值反映了大小，而極性則反映了位移的方向。以同一方向串聯(lián)接成一個(gè)閉合回路，組成環(huán)形電橋。對(duì)零點(diǎn)殘余電壓進(jìn)行頻譜分析，發(fā)現(xiàn)其頻譜主要由基波和三次諧波組成，基波產(chǎn)生的主要原因是傳感器兩個(gè)次級(jí)繞組的電氣參數(shù)與幾何尺寸不對(duì)稱(chēng)，三次諧波產(chǎn)生的原因主要是磁性材料磁化曲線(xiàn)的非線(xiàn)性（磁飽和，磁滯）所造成的。螺線(xiàn)管式差動(dòng)變壓器式傳感器的輸出特性是激勵(lì)電壓和激磁頻率的函數(shù)，理論上，靈敏度與、成正比關(guān)系，而實(shí)際上由于傳感器結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱(chēng)、鐵損、磁漏等因素影響，與不成正比關(guān)系，一般在400Hz～10KHz范圍內(nèi)有較大的穩(wěn)定值，與不論在理論上和實(shí)際上都保持較好的線(xiàn)性關(guān)系。導(dǎo)致一個(gè)線(xiàn)圈的電感量增加，另一個(gè)線(xiàn)圈的電感量減小，形成差動(dòng)形式。要求：① 繪出彈性元件貼片位置及全橋電路；② 計(jì)算傳感器在滿(mǎn)量程時(shí)各應(yīng)變片的電阻；③ 當(dāng)橋路的供電電壓為10V時(shí)，計(jì)算電橋負(fù)載開(kāi)路時(shí)的輸出。（3） 若要減小非線(xiàn)性誤差，應(yīng)采取何種措施？并分析其電橋輸出電壓及非線(xiàn)性誤差大小。應(yīng)變片答：①如題圖34﹙ａ﹚所示等截面懸梁臂，在外力作用下，懸梁臂產(chǎn)生變形，梁的上表面受到拉應(yīng)變，而梁的下表面受壓應(yīng)變。電阻應(yīng)變片的溫度補(bǔ)償方法有線(xiàn)路補(bǔ)償法和應(yīng)變片自補(bǔ)償法兩大類(lèi)。第三章 應(yīng)變式傳感器1． 什么叫應(yīng)變效應(yīng)？利用應(yīng)變效應(yīng)解釋金屬電阻應(yīng)變片的工作原理。當(dāng)時(shí)，一般不等于1，即出現(xiàn)幅值誤差。如幅值誤差限制在5%以?xún)?nèi)，則時(shí)間常數(shù)τ應(yīng)取多少？若用該傳感器測(cè)量50Hz的正弦信號(hào)，問(wèn)此時(shí)的幅值誤差和相位差為多少？答：①若系統(tǒng)響應(yīng)