《传感器与检测技术》习题答案周杏鹏
传感器与检测技术 周杏鹏 课后答案

1‐2 自动检测系统通常由几个部分组成其中对转感器的一般要求是什么 首先先由各种传感器将非电被测物理或化学成分参量转化成电参量信号,然后经信号调理,数据采集,信号处理后,进行显示,输出,加上系统所需的交,直流稳压电源和必要的输入设备,便构成了一个完整的自动检测系统。
对传感器通常有如下要求:1,准确性 2,稳定性 3,灵敏度 4 其他:如耐腐蚀性,功耗,输出信号形式,体积,售价等。
1‐3 试述信号调理和信号处理的主要功能和区别,并说明信号调理单元和信号处理单元通常由哪些部分组成。
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,滤彼,放大等,以便检测系统后续处理或显示。
信号处理模块是自动检测仪表,检测系统进行数据处理和各种控制的中枢环节,其作用和大脑相类似。
信号调理电路通常包括滤波、放大、线性化等环节。
信号处理模块通常以各种型号的嵌入式微控制器、专用高速处理器(D5P)和大规模可编程集成电路,或直接采用工业控制计算机来构建。
2‐1 随机误差,系统误差,粗大误差产生的原因是什么对测量结果的影响有什么不同从提高测量准确度看,应如何处理这些误差 随机误差主要是由于检测仪器或测量过程中某些未知或无法控制的随机因素综合作用的结果。
系统误差产生的原因大体上有:测量所用的仪器木身性能不完善或安装,布置,调整不当;在测量过程中温度,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。
粗大误差一般由外界重大干扰或仪器故障或不正确的操作等引起的。
减小和消除系统误并的方法 1.针对产生系统误差的主要原因采取相应措施 2.采用修止方法减小恒差系统误差 3.采用交叉读书法减小线性系统误差 4.采用半周期法减小周期性系统误差 随机误差的处理 可以用数理统计的方法,对其分布范围做出估计,得到随机影响的不确定度。
粗大误差的处理 拉伊达准则和格拉布斯准则 2‐2 工业仪表常用的精度等级是如何定义的精度等级与测量误差是什么关系 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 的 数 字 来 表 示 精 度 等 级 。
周杏鹏传感器与检测技术课后答案清华

传感器答案习题答案2.1 参考P18-192.2 参考P17,1.精度等级 2.3 选择20V ,0.5级 2.4 马:存在线性系统误差;阿:A=4.736×10-3<12-n σ=0.00552,所以不存在周期性系统误差。
2.52.103.2 灵敏度与分辨力关系:传感器的分辨力主要由敏感元件本身特性决定,提高灵敏度的措施,如提高放大倍数以及降低信噪比在一定程度有助于提高系统分辨力,但这种手段的作用在于充分发挥敏感元件的性能,因此其最大效果受限于敏感元件本身,若敏感元件本身分辨力有限,则灵敏度的提高也不会影响传感器的分辨力。
3.3 最小二乘法、端基线法、理想线性度法。
通常最小二乘法精度最高,理想线性度法精度最低。
3.5 解:二阶系统的幅频特性()()2220012KA H j ωωωωζωω==⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥-+⎢⎥⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦其中0f f=ωω,当f=500Hz 时 901.0]1000/500*5.0*2[])1000/500(1[)(222kkA =+-=ω %99.101099.01901.01)(==-=-=kk A e ω 当f=500Hz 时877.0]1000/800*5.0*2[])1000/800(1[)(222kkA =+-=ω %03.141403.01877.01)(==-=-=kk A e ω 3.8 参考P54-55,τ的两种求解方法。
4.1 参考P64,普通材料的电阻应变部分+金属材料的电阻应变效应部分。
4.5 解:210*2.0*10*5.010*5.001.01245=⇒=⇒==∆-K KSE FK K R R ε4.10 参考P884.12 减小极板间距,改用差动式电容传感器;参考P86-87作出必要解释。
4.13 参考P93,4.差动脉冲调宽电路部分。
4.14 参考P87,2.等效电路,按照自己的理解答题。
4.19δδδδμδδμ∆-∆=-∆-=-=∆000002000202)(2L S N S N L L L 00δδ∆≈L 可见,电感的变化与L 0成正比,即与线圈匝数的平方成正比,与线圈面积成正比,而与气隙的平方成反比。
测试技术与传感器课后答案

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。
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传感器与检测技术习题答案第一章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。
传感器与检测技术习题答案周杏鹏(供参考)

传感器与检测技术习题答案第一章答: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。
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。
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: 被测对象传感器 信号调理数据采集 信号处理 输入设备 信号存储 信号输出 信号显示 稳压电源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)等答:分类见表1-1(P8)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。
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。
传感与检测技术清华大学出版社(周杏鹏)课后习题答案

1-2自动检测系统通常由几个部分组成?其中对转感器的一般要求是什么?首先先由各种传感器将非电被测物理或化学成分参量转化成电参量信号,然后经信号调理,数据采集,信号处理后,进行显示,输出,加上系统所需的交,直流稳压电源和必要的输入设备,便构成了一个完整的自动检测系统。
对传感器通常有如下要求:1,准确性2,稳定性3,灵敏度4其他:如耐腐蚀性,功耗,输出信号形式,体积,售价等。
1-3试述信号调理和信号处理的主要功能和区别,并说明信号调理单元和信号处理单元通常由哪些部分组成。
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,滤彼,放大等,以便检测系统后续处理或显示。
信号处理模块是自动检测仪表,检测系统进行数据处理和各种控制的中枢环节,其作用和大脑相类似。
信号调理电路通常包括滤波、放大、线性化等环节。
信号处理模块通常以各种型号的嵌入式微控制器、专用高速处理器(D5P)和大规模可编程集成电路,或直接采用工业控制计算机来构建。
2-1随机误差,系统误差,粗大误差产生的原因是什么?对测量结果的影响有什么不同?从提高测量准确度看,应如何处理这些误差?随机误差主要是由于检测仪器或测量过程中某些未知或无法控制的随机因素综合作用的结果。
系统误差产生的原因大体上有:测量所用的仪器木身性能不完善或安装,布置,调整不当;在测量过程中温度,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。
粗大误差一般由外界重大干扰或仪器故障或不正确的操作等引起的。
减小和消除系统误并的方法1.针对产生系统误差的主要原因采取相应措施2.采用修止方法减小恒差系统误差3.采用交叉读书法减小线性系统误差4.采用半周期法减小周期性系统误差随机误差的处理可以用数理统计的方法,对其分布范围做出估计,得到随机影响的不确定度。
粗大误差的处理拉伊达准则和格拉布斯准则2-2工业仪表常用的精度等级是如何定义的?精度等级与测量误差是什么关系?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的数字来表示精度等级。
(完整版)《传感器与检测技术》习题答案--周杏鹏

传感器与检测技术习题答案第一章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:被测对象传感器 信号调理数据采集 信号处理 输入设备 信号存储 信号输出 信号显示 稳压电源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。
传感器与检测技术周杏鹏课后答案

传感器与检测技术周杏鹏课后答案【篇一:传感与检测技术清华大学出版社(周杏鹏)课后习题答案】求是什么?首先先由各种传感器将非电被测物理或化学成分参量转化成电参量信号,然后经信号调理,数据采集,信号处理后,进行显示,输出,加上系统所需的交,直流稳压电源和必要的输入设备,便构成了一个完整的自动检测系统。
对传感器通常有如下要求:1,准确性2,稳定性3,灵敏度4其他:如耐腐蚀性,功耗,输出信号形式,体积,售价等。
1-3试述信号调理和信号处理的主要功能和区别,并说明信号调理单元和信号处理单元通常由哪些部分组成。
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,滤彼,放大等,以便检测系统后续处理或显示。
信号处理模块是自动检测仪表,检测系统进行数据处理和各种控制的中枢环节,其作用和大脑相类似。
信号调理电路通常包括滤波、放大、线性化等环节。
信号处理模块通常以各种型号的嵌入式微控制器、专用高速处理器(d5p)和大规模可编程集成电路,或直接采用工业控制计算机来构建。
2-1随机误差,系统误差,粗大误差产生的原因是什么?对测量结果的影响有什么不同?从提高测量准确度看,应如何处理这些误差?随机误差主要是由于检测仪器或测量过程中某些未知或无法控制的随机因素综合作用的结果。
系统误差产生的原因大体上有:测量所用的仪器木身性能不完善或安装,布置,调整不当;在测量过程中温度,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。
粗大误差一般由外界重大干扰或仪器故障或不正确的操作等引起的。
减小和消除系统误并的方法1.针对产生系统误差的主要原因采取相应措施2.采用修止方法减小恒差系统误差3.采用交叉读书法减小线性系统误差4.采用半周期法减小周期性系统误差随机误差的处理可以用数理统计的方法,对其分布范围做出估计,得到随机影响的不确定度。
粗大误差的处理拉伊达准则和格拉布斯准则2-2工业仪表常用的精度等级是如何定义的?精度等级与测量误差是什么关系?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的数字来表示精度等级。
《传感器与检测技术》习题答案--周杏鹏

传感器与检测技术习题答案第一章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。
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传感器与检测技术习题答案第一章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。
传感器与检测技术周杏鹏课后答案

传感器与检测技术周杏鹏课后答案-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII1‐2 自动检测系统通常由几个部分组成其中对转感器的一般要求是什么首先先由各种传感器将非电被测物理或化学成分参量转化成电参量信号,然后经信号调理,数据采集,信号处理后,进行显示,输出,加上系统所需的交,直流稳压电源和必要的输入设备,便构成了一个完整的自动检测系统。
对传感器通常有如下要求:1,准确性 2,稳定性 3,灵敏度 4 其他:如耐腐蚀性,功耗,输出信号形式,体积,售价等。
1‐3 试述信号调理和信号处理的主要功能和区别,并说明信号调理单元和信号处理单元通常由哪些部分组成。
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,滤彼,放大等,以便检测系统后续处理或显示。
信号处理模块是自动检测仪表,检测系统进行数据处理和各种控制的中枢环节,其作用和大脑相类似。
信号调理电路通常包括滤波、放大、线性化等环节。
信号处理模块通常以各种型号的嵌入式微控制器、专用高速处理器(D5P)和大规模可编程集成电路,或直接采用工业控制计算机来构建。
2‐1 随机误差,系统误差,粗大误差产生的原因是什么对测量结果的影响有什么不同从提高测量准确度看,应如何处理这些误差随机误差主要是由于检测仪器或测量过程中某些未知或无法控制的随机因素综合作用的结果。
系统误差产生的原因大体上有:测量所用的仪器木身性能不完善或安装,布置,调整不当;在测量过程中温度,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。
粗大误差一般由外界重大干扰或仪器故障或不正确的操作等引起的。
减小和消除系统误并的方法1.针对产生系统误差的主要原因采取相应措施2.采用修止方法减小恒差系统误差3.采用交叉读书法减小线性系统误差4.采用半周期法减小周期性系统误差随机误差的处理可以用数理统计的方法,对其分布范围做出估计,得到随机影响的不确定度。
传感器与检测技术习题答案周杏鹏

传感器与检测技术习题答案第一章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。
传感器与检测技术习题答案周杏鹏

传感器与检测技术习题答案周杏鹏Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】传感器与检测技术习题答案第一章答: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。
答:自动检测系统组成框图如下: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)等答:分类见表1-1(P8)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。
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。
传感器与检测技术周杏鹏

1.传感器定义:以一定精度把某种被测量按照一定规律转换成另一参量的器件或者测量装置。
实物测量装置由敏感器件和转换器件和基本转换电路组成2.计量:用精度等级更高的标准量具、器具对被测样品进行考核性质的测量。
非实时、离线、标定检测:在生产、实验等现场,利用某种合适的检测仪器或综合测试系统对被测对象进行在线、连续的测量。
3.检测技术作用:(1)城市生活污水处理(2)新型武器和设备的研制与测试(3)先进医疗检测仪(4)生活中化学成分检测(5)防火防盗及家用电器安全监测4.检测系统组成:稳压电源+输入设备+传感器+信号调理+数据采集+信号处理+信号显示+信号输出信号调理: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。
组成:滤波、放大、线性化、要求:能准确转换、稳定放大、可靠地传输信号信号处理:进行数据处理和各种控制的中枢环节。
组成:嵌入式微控制器、DSP专用高速数据处理器、大规模集成电路5.检测系统分类:(1)按被测量(电工量、热工量、机械量、光学量、状态量)(2)被测量的检测转换方法(电磁转换、光电转换、其他能/电转换)(3)使用性质(实验室表、工业用表、标准表)6.传感器分类:(1)按输入参量(位移传感器,压力传感器)(2)按转换机理(电阻式、电容式、压电式、超声波式)(3)按物理现象(结构型、物性型)(4)按能量关系(能量转换——自源型、带激励源型、能量控制——外源型)(5)按输出信号(模拟式、数字式)7.检测系统发展:(1)不断拓展测量范围、努力提高检测精度和可靠性;(2)重视非接触式检测技术研究;(3)模拟式,数字式,向智能化发展8.传感器发展:(1)研发新型传感器(2)采用新技术提高现有传感器的性能(3)微型化,智能化,集成化9.测量单位、测量仪器与设备是测量的“三要素”。
CHAPTER2检测知识1.量:物体和物质可以定性区别和定量确定的一种属性。
量值:由一个数和一个计量单位表示的量。
传感器与检测技术 周杏鹏 课后答案

1‐2 自动检测系统通常由几个部分组成?其中对转感器的一般要求是什么?首先先由各种传感器将非电被测物理或化学成分参量转化成电参量信号,然后经信号调理,数据采集,信号处理后,进行显示,输出,加上系统所需的交,直流稳压电源和必要的输入设备,便构成了一个完整的自动检测系统。
对传感器通常有如下要求:1,准确性2,稳定性3,灵敏度 4 其他:如耐腐蚀性,功耗,输出信号形式,体积,售价等。
1‐3 试述信号调理和信号处理的主要功能和区别,并说明信号调理单元和信号处理单元通常由哪些部分组成。
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,滤彼,放大等,以便检测系统后续处理或显示。
信号处理模块是自动检测仪表,检测系统进行数据处理和各种控制的中枢环节,其作用和大脑相类似。
信号调理电路通常包括滤波、放大、线性化等环节。
信号处理模块通常以各种型号的嵌入式微控制器、专用高速处理器(D5P)和大规模可编程集成电路,或直接采用工业控制计算机来构建。
2‐1 随机误差,系统误差,粗大误差产生的原因是什么?对测量结果的影响有什么不同?从提高测量准确度看,应如何处理这些误差?随机误差主要是由于检测仪器或测量过程中某些未知或无法控制的随机因素综合作用的结果。
系统误差产生的原因大体上有:测量所用的仪器木身性能不完善或安装,布置,调整不当;在测量过程中温度,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。
粗大误差一般由外界重大干扰或仪器故障或不正确的操作等引起的。
减小和消除系统误并的方法1.针对产生系统误差的主要原因采取相应措施2.采用修止方法减小恒差系统误差3.采用交叉读书法减小线性系统误差4.采用半周期法减小周期性系统误差随机误差的处理可以用数理统计的方法,对其分布范围做出估计,得到随机影响的不确定度。
粗大误差的处理拉伊达准则和格拉布斯准则2‐2 工业仪表常用的精度等级是如何定义的?精度等级与测量误差是什么关系?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的数字来表示精度等级。
传感器与检测技术 周杏鹏 课后答案

1‐2 自动检测系统通常由几个部分组成?其中对转感器的一般要求是什么?首先先由各种传感器将非电被测物理或化学成分参量转化成电参量信号,然后经信号调理,数据采集,信号处理后,进行显示,输出,加上系统所需的交,直流稳压电源和必要的输入设备,便构成了一个完整的自动检测系统。
对传感器通常有如下要求:1,准确性2,稳定性3,灵敏度 4 其他:如耐腐蚀性,功耗,输出信号形式,体积,售价等。
1‐3 试述信号调理和信号处理的主要功能和区别,并说明信号调理单元和信号处理单元通常由哪些部分组成。
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,滤彼,放大等,以便检测系统后续处理或显示。
信号处理模块是自动检测仪表,检测系统进行数据处理和各种控制的中枢环节,其作用和大脑相类似。
信号调理电路通常包括滤波、放大、线性化等环节。
信号处理模块通常以各种型号的嵌入式微控制器、专用高速处理器(D5P)和大规模可编程集成电路,或直接采用工业控制计算机来构建。
2‐1 随机误差,系统误差,粗大误差产生的原因是什么?对测量结果的影响有什么不同?从提高测量准确度看,应如何处理这些误差?随机误差主要是由于检测仪器或测量过程中某些未知或无法控制的随机因素综合作用的结果。
系统误差产生的原因大体上有:测量所用的仪器木身性能不完善或安装,布置,调整不当;在测量过程中温度,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。
粗大误差一般由外界重大干扰或仪器故障或不正确的操作等引起的。
减小和消除系统误并的方法1.针对产生系统误差的主要原因采取相应措施2.采用修止方法减小恒差系统误差3.采用交叉读书法减小线性系统误差4.采用半周期法减小周期性系统误差随机误差的处理可以用数理统计的方法,对其分布范围做出估计,得到随机影响的不确定度。
粗大误差的处理拉伊达准则和格拉布斯准则2‐2 工业仪表常用的精度等级是如何定义的?精度等级与测量误差是什么关系?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的数字来表示精度等级。
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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。
,
=1/3*=(cm)
=(cm)
选取置信率为P=,k=
则U=k* =(cm)
该工件结果为
X= (cm)(P=)
第三章
答:测量范围:是传感器或检测仪器按规定的精度对被测变量进行测量的允许范围。
②变面积型电容式传感器,能够进行力、位移和转角的测量。
③变介质型电容式传感器,变介质型电容传感器有较多的结构形式,可以用来测量纸张、绝缘薄膜等的厚度,也可用来测量粮食、纺织品、木材或煤等非导电固体介质的湿度。
答:电容式传感器的测量电路主要有调频电路、运算放大式电路、二极管双T形电路、差动脉冲调宽电路等。
答:直流电桥的基本形式如教程P75图4-10所示。
按桥臂工作方式的不同可分为:单臂工作电桥、双臂工作电桥和全臂工作电桥,分别如图本教材4-12、4-14、4-15所示。
电压输出计算公式:
单臂工作电桥:
其中 。此公式是忽略次要因素的简化公式。
双臂工作电桥: ,此公式为精确公式。
全臂工作电桥: ,此公式为精确公式。
通常把沿压电晶体电轴方向的力作用下产生的压电效应称为“纵向压电效应”,而把沿机械轴方向的力作用下产生的压电效应称为“横向压电效应”
答:马利科夫准则
X =
=
D=>
所系系统存在线性系统误差
阿贝—赫梅特准则
A=
=
A=< =
系统中不存在周期性系统误差
①要求 的概率,已知标准差 =
经过标准正态分布变换, , , =≈
经过查表可知
φ(x) x
0
x
0Байду номын сангаас
1
在区间概率等P=*2-1=
②
按照95%的置信区间概率查找标准正太分布表,得到P=(X=,
由公式 得到区间应该为[ , + ]=[,]
未剔除前 ,
当a=,
=[23 ,12 ,60 ,9 ,30 ,3 ,20 ,6 ,12 ,5]
=
根据Grubbs准则,将243剔除
剔除以后,
,
,
查找标准正态分布表得到当置信区间P=,X=
经过变换得到区间为[+]
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。
答:金属电阻丝的应变效应是指金属材料的电阻相对变化与其线应变 成正比的这种效应。
金属电阻丝的应变灵敏度系数是指公式 中电阻应变量与几何应变量之间的比例系数 。
同理,由教程公式(4-9)知半导体丝材的应变灵敏度系数为:
答:横向效应:将直的金属丝绕成敏感栅后,虽然长度相同,但应变状态不同,应变片敏感栅的电阻变化要比直的金属丝要小;横向效应使得测试的灵敏系数降低了;为了减小横向效应的影响可采用短接式或直角式横栅,采用箔式应变片也可有效地克服横向效应的影响。
上下限:测量范围的最小值和最大值分别称为测量下限和测量上限。
量程:用来表示测量范围大小,用测量上限和下限值的代数差表示。
关系:给出传感器或者检测仪器的测量范围便值其测量上下限及量程,反之只给出传感器或者检测仪器的量程,却无法确定其上下限及测量范围。
答:灵敏度:是指测量系统在静态测量时,输出量的增量与输入量的增量之比。
(4)由于Cx变化小,所以该电路实现起来困难
(5)输入阻抗高(避免泄漏)、放大倍数大(接近理想放大器)
二极管双T形电路特点和使用要求参见本教材P92~p93。
差动脉冲调宽电路特点参见本教材P94。
答:改变传感器总的电容量,甚至有时远大于应该传递的信号引起的电容的变化;使传感器电容变的不稳定,易随外界因素的变化而变化。可以采取静电屏蔽措施和电缆驱动技术。
解:变极距平板型电容传感器输出的线性表达式
忽略高阶项非线性表达式为
线性度
由题意得测量允许变化量
解:
答:电容测厚传感器是用来对金属带材在轧制过程中厚度的检测,其工作原理是在被测带材的上下两侧各置放一块面积相等,与带材距离相等的极板,这样极板与带材就构成了两个电容器C1、C2。把两块极板用导线连接起来成为一个极,而带材就是电容的另一个极,其总电容为C1+C2,如果带材的厚度发生变化,将引起电容量的变化,用交流电桥将电容的变化测出来,经过放大即可由电表指示测量结果。
3检测系统智能化
第二章
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。
分辨力:输出量发生变化时,输入量的最小变化量
二者不存在必然联系。
答:有理论直线法、端基法和最小二乘法。精度最高的是最小二乘法,,最差的是理论直线法。
答:对于一阶系统,决定于时间常数 ,对于二阶系统,取决于固有角频率 ,阻尼比 ,放大倍数k.。对于一个系统而言,延迟时间 、上升时间 ,响应时间 ,峰值时间 等,是一个系统动态性能好坏的反映。
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
答:分类见表1-1(P8)
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。
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
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。
答:20*=(V)
150*=(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。
答:
幅度特性表达式为
,误差为11%
,误差为14%
答:不失真测量,需要检测系统的频率响应形为:
答:条件:没有加速度、振动、冲击及室温环境(20 5 C°),相对湿度不大于85%,大气压力为(101 7)kPa。
步骤:略(P54)
略
答:主要因素:略(见P57)
可靠性指标:可靠度、失效率、平均寿命。
第四章
答:特点见本教材P107页第二段。原理图见本教材P112图4-63。
第五章
答:当固体在某一方向上承受应力时,电阻率发生显着变化,这种现象称为压阻效应。
单位应力作用下电阻率的相对变化称为压阻系数。
晶向的表示方法有两种,一种是截距法,一种是法线法。
答:一些离子型晶体电介质,当沿着一定方向受到机械力作用而产生形变时,就会引起它内部正负电荷中心相对位移产生电的极化,从而导致其两个相对表面上出现符号相反的电荷;当外力去掉后,恢复到不带电状态。这种现象称为压电效应。当作用力方向改变时,电荷的极性也随之改变,这种将机械能转换为电能的现象称为“正压电效应”。当在电介质方向施加电厂时,这些电解质也会产生几何形变,这种现象称为“逆压电效应”。
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。
答:电阻应变片温度误差是指当应变片的工作温度变化时应变计的输出会在正常输出基础上发生偏移的效应。
产生原因主要有两点:(1)温度变化引起应变片敏感栅电阻变化而产生附加应变。(2)试件材料与敏感材料的线膨胀系数不同,使应变片产生附加应变。
补偿方法可采用3中方法:(1)应变片自补偿可采用单丝自补偿或者双丝自补偿(2)桥路补偿法(3)热敏电阻补偿法。
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。
解:杨氏模量 …………(1)
…………(2)
由公式(1)(2)得: =
解:
由图(a)所示,当重力F作用梁端部后,梁上表面R1和R3产生正应变电阻变化而下表面R2和R4则产生负应变电阻变化,其应变绝对值相等。
解:如图﹙a﹚所示等截面悬梁臂,在外力F作用下,悬梁臂产生变形,梁的上表面受拉应变,而梁的下表面受压应变。当选用四个完全相同的电阻应变片组成差动全桥电路,则应变片如图﹙b﹚所示粘贴。
调频电路特点:
(1)转换电路生成频率信号,可远距离传输不受干扰。
(2)具有较高的灵敏度,可以测量高至μm级位移变化量。
(3)但非线性较差,可通过鉴频器(频压转换)转化为电压信号后,进行补偿。
运算放大式电路特点:
(1)解决了单个变极板间距离式电容传感器的非线性问题
(2)要求Zi及放大倍数足够大
(3)为保证仪器精度,还要求电源电压的幅值和固定电容稳定
④其他:如耐腐蚀性、功耗、输出信号形式、体积、售价等。
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。