【正文】 ? 它們各反映何種誤差 ? 答： 系統(tǒng)誤差是指在相同的條件下，多次重復(fù)測(cè)量同一量時(shí)，誤差的大小和符號(hào)保持不變，或按照一定的規(guī)律變化的誤差。 解：（ 1）測(cè)溫系統(tǒng)的總靈敏度為 ?????S cm/℃ （ 2）記錄儀筆尖位移 4cm 時(shí)，所對(duì)應(yīng)的溫度變化值為 4 ??t ℃ ，量程均為 0~800℃ ，精度等級(jí)分別為 、 級(jí)，現(xiàn)要測(cè)量 500℃ 的溫度，要求相對(duì)誤差不超過(guò) ％ ，選那臺(tái)儀表合理 ? 解： 20℃ ，測(cè)量 500℃時(shí)的相對(duì)誤差為 4％； 16℃ ，測(cè)量 500℃時(shí)的相對(duì)誤差為 ％； 12℃ ，測(cè)量 500℃時(shí)的相對(duì)誤差為 ％。 專業(yè)好文檔 2 E E 1R 1RPRwR mR LR r 用微差式測(cè)量方法測(cè)量穩(wěn)壓電源輸出電壓隨負(fù)載的變化 ，當(dāng)被測(cè) 位移由 變到 時(shí)，位移測(cè)量?jī)x的輸出電壓由 減至 ，求該儀器的靈敏度。根據(jù) U0=U+ΔU，穩(wěn)壓電源輸出電壓在各種負(fù)載下的值都可以準(zhǔn)確地測(cè)量出來(lái)。調(diào)整 RP 的活動(dòng)觸點(diǎn)，使毫伏表指示為零，這相當(dāng)于事先用零位式測(cè)量出額定輸出電壓 U。在測(cè)量前調(diào)整 R1使電位差計(jì)工作電流 I1為標(biāo)準(zhǔn)值。如果采用偏差法測(cè)量，儀表必須有較大量程以滿足 U0 的要求，因此對(duì)△ U，這個(gè)小量造成的 U0 的變化就很難測(cè)準(zhǔn)。 ，應(yīng)當(dāng)采用何種測(cè)量方法 ? 如何進(jìn)行 ? 答：測(cè) 定穩(wěn)壓電源輸出電壓隨負(fù)載電阻變化的情況時(shí)，最好采用微差式測(cè)量。若產(chǎn)品性能參數(shù)不變，僅在局部有改動(dòng)或變動(dòng)時(shí)，其序號(hào)可在原序號(hào)后面順序地加注大寫(xiě)字母 A、 B、 C 等，（其中 I、 Q 不用） 。見(jiàn)附錄表 2； 轉(zhuǎn)換原理 —— 用一個(gè)或兩個(gè)漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)大寫(xiě)字母標(biāo)記。 顯示記錄裝置是檢測(cè)人員和檢測(cè)系統(tǒng)聯(lián)系的主要環(huán)節(jié)，主要作用是使人們了解被測(cè)量的大小或變化的過(guò)程。通常傳感器輸出信號(hào)是微弱的，就需要由測(cè)量電路加以放大，以滿足顯示記錄裝置的要求。 被測(cè)量傳感器測(cè)量電路電源指示儀記錄儀數(shù)據(jù)處理儀器 檢測(cè)系統(tǒng)的組成框圖 傳感器是把被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的裝置，顯然，傳感器是檢測(cè)系統(tǒng)與被測(cè)對(duì)象直接發(fā)生聯(lián)系的部件，是檢測(cè)系統(tǒng)最重要的環(huán)節(jié)，檢測(cè)系統(tǒng)獲取信息的質(zhì)量往往是由傳感器的性能 確定的，因?yàn)闄z測(cè)系統(tǒng)的其它環(huán)節(jié)無(wú)法添加新的檢測(cè)信息并且不易消除傳感器所引入的誤差。當(dāng)然其中還包括電源和傳輸通道等不可缺少的部分。專業(yè)好文檔 1 第一章 傳感器基礎(chǔ) ? 說(shuō)明各部分的作用。 答：一個(gè)完整的檢測(cè)系統(tǒng)或檢測(cè)裝置通常是由傳感器、測(cè)量電路和顯示記錄裝置等幾部分組成，分別完成信息獲取、轉(zhuǎn)換、顯示和處理等功能。下圖給出了檢測(cè)系統(tǒng)的組成框圖。 測(cè)量電路的作用是將傳感器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的電壓或電流信號(hào)。根據(jù)需要測(cè)量電路還能進(jìn)行阻抗匹配、微分、積分、線性化補(bǔ)償?shù)刃盘?hào)處理工作。 ，各部分有何意義 ? 依次為主稱（傳感器） 被測(cè)量 — 轉(zhuǎn)換原理 — 序號(hào) 主稱 —— 傳感器，代 號(hào) C； 被測(cè)量 —— 用一個(gè)或兩個(gè)漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)大寫(xiě)字母標(biāo)記。見(jiàn)附錄表 3； 序號(hào) —— 用一個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)記，廠家自定，用來(lái)表征產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性、性能參數(shù)、產(chǎn)品系列等。 例：應(yīng)變式位移傳感器： C WYYB20；光纖壓力傳感器： C YGQ2。此時(shí)輸出電壓認(rèn)可表示為 U0，U0=U+△ U，其中 △ U 是負(fù)載電阻變化所引起的輸出電壓變化量，相對(duì) U 來(lái)講為一小量。測(cè)量原理如下圖所示： 圖中使用了高靈敏度電壓表 —— 毫伏表和電位差計(jì)， Rr 和 E 分別表示穩(wěn)壓電源的內(nèi)阻和電動(dòng)勢(shì)，凡表示穩(wěn)壓電源的負(fù)載， E R1和 Rw 表示電位差計(jì)的參數(shù)。然后，使穩(wěn)壓電源負(fù)載電 阻 R1為額定值。正式測(cè)量開(kāi)始后，只需增加或減小負(fù)載電阻 RL 的值，負(fù)載變動(dòng)所引起的穩(wěn)壓電源輸出電壓 U0 的微小波動(dòng)值 ΔU，即可由毫伏表指示出來(lái)。微差式測(cè)量法的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)速度快，測(cè)量精度高，特別適合于在線控制參數(shù)的測(cè)量。 解：該儀器的靈敏度為 ?????S mV/mm ，各自的靈敏度如下： 鉑電阻溫度傳感器： /℃ 電橋： 放大器： 100(放大倍數(shù) ) 筆式記錄儀： 求： (1)測(cè)溫系統(tǒng)的總靈敏度； (2)記錄儀筆尖位移 4cm 時(shí)，所 對(duì)應(yīng)的溫度變化值。因此，應(yīng)該選用 級(jí)的測(cè)溫儀器。隨機(jī)誤差則是指在相同條件下，多次測(cè)量同一量時(shí)，其誤差的大小和符號(hào)以不可預(yù)見(jiàn)的方式變化的誤差。 ? 答：服從正態(tài)分布規(guī)律的隨機(jī)誤差的特性有： 對(duì)稱性 隨機(jī)誤差可正可負(fù)，但絕對(duì)值相等的正、負(fù)誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)相等。有界性 在一定測(cè)量條件下，隨機(jī)誤差的絕對(duì)值不會(huì)超過(guò)一定的范圍，即絕對(duì)值很大的隨機(jī)誤差幾乎不出現(xiàn)。單峰性 絕對(duì)值小的隨機(jī)誤差比絕對(duì)值大的隨機(jī)誤差出專業(yè)好文檔 3 現(xiàn)的機(jī)會(huì)多，即前者比后者的概率密度大，在 δ=0 處隨機(jī)誤差概率密度有最大值。 (2)若置信概率取 ％ ，寫(xiě)出被測(cè)電阻的真值和極限值。 ??????????????? ??101010121inRRRR ??????????????????? ??????)(919111)(11?22222222210121212iiniinii vvnxxn???? 0 5 7 8 2 ? (2)若置信概率取 ％ ，被測(cè)電阻的真值為： ?????? )( sR 極限值為： ?????? )( ?mR 。 U 為電橋的直流電源電壓。 R 1 R 2R 3R 4U0UABCD 直流電橋電路 當(dāng)電橋輸出端接有放大器時(shí)，由于放大器的輸入阻抗很高，所以可以認(rèn)為電橋的負(fù)載電阻為無(wú)窮大，這時(shí)電橋以電壓的形式輸出。當(dāng) R1感受被測(cè)量產(chǎn)生電阻增量 ΔR1時(shí)，由初始平衡條件 R1R3=R2R4得3421 RRRR ? ，代入式 （ 1） ，則電橋由于 ΔR1產(chǎn)生不平衡引起的輸出電壓為 URRRR RRURRR RU )()()( 1 1221 211221 20 ?????? (2) 對(duì)于輸出對(duì)稱電橋，此時(shí) R1=R2=R,R3=R4=R’，當(dāng) R1臂的電阻產(chǎn)生變化 ΔR1=ΔR，根據(jù) （ 2） 可得到輸出電壓為 )(4)()( 20 RRURRRR RRUU ????? (3) 對(duì)于電源對(duì)稱電橋， R1=R4=R,R2=R3=R’。當(dāng) ΔRR時(shí)，電橋的輸 出電壓與應(yīng)變成線性關(guān)系。因此在使用中多采用等臂電橋或輸出對(duì)稱電橋。 第二章 電阻式傳感器 ? 答：金屬電阻的應(yīng)變效應(yīng)主要是由于其幾何形狀的變化而產(chǎn)生的，半導(dǎo)體材料的應(yīng)變效應(yīng)則主要取決于材料的電阻率隨應(yīng)變所引起的變化產(chǎn)生的。 用何種測(cè)量電路 ?為什么要采用這種測(cè)量電路 ?說(shuō)明這種電路的工作原理。為了克服環(huán)境溫度的影響常采用下圖所示的三導(dǎo)線四分之一電橋電路。 R 1 R 2R 3R 4R tR 1ˊˊR 2 熱電阻的測(cè)量電路 專業(yè)好文檔 5 120Ω 靈敏度系數(shù) K= 120Ω 的固定電阻組成 電橋，供橋電壓為4V，并假定負(fù)載電阻無(wú)窮大。 解：?jiǎn)伪蹠r(shí)40 UKU ??，所以應(yīng)變?yōu)?1 時(shí) 660 1024 10244 ?? ?????? UKU ? /V，應(yīng)變?yōu)?1000時(shí)應(yīng)為 330 1024 10244 ?? ?????? UKU ? /V ；雙臂時(shí) 20 UKU ??，所以應(yīng)變?yōu)?1 時(shí)660 1042 10242 ?? ?????? UKU ? /V ， 應(yīng) 變 為 1000 時(shí)應(yīng)為330 1042 10242 ?? ?????? UKU ? /V；全橋時(shí) UKU ??0 ，所以應(yīng)變?yōu)?1時(shí) 60 108??U /V，應(yīng)變?yōu)?1000 時(shí)應(yīng)為 30 108 ???U /V。