检测与信号处理技术-模拟题

《检测与信号处理技术》模拟题

一.名词解释题

1.容许误差

[答案]:测量仪器在使用条件下可能产生的最大误差范围,它是衡量仪器的重要指标,测量仪器的准确度.稳定度等指标皆可用容许误差来表征.

2.附加误差

[答案]:当使用条件偏离规定的标准条件时,除基本误差外还会产生的误差.

3.动态误差

[答案]:在被测量随时间变化很快的过程中测量所产生的附加误差.

4.精确度

[答案]:它是准确度与精密度两者的总和,即测量仪表给出接近于被测量真值的能力,准确度高和精密度高是精确度高的必要条件.

5.迟滞

[答案]:迟滞特性表明仪表在正(输入量增大)反(输入量减小)行程期间输入——输出曲线不重合的程度.

6.静态误差

[答案]:测量过程中,被测量随时间变化缓慢或基本不变时的测量误差.

7.灵敏度

[答案]:它表征仪表在稳态下输出增量对输入增量的比值.它是静态特性曲线上相应点的斜率.

8.精密度

[答案]:对某一稳定的被测量在相同的规定的工作条件下,由同一测量者,用同一仪表在相当短的时间内连续重复测量多次,其测量结果的不一致程度,不一致程度愈小,说明测量仪表越精密,精密度反映测量结果中随机误差的影响程度.

9.灵敏限

[答案]:当仪表的输入量相当缓慢地从零开始逐渐增加,仪表的示值发生可察觉的极微小变化,此时对应的输入量的最小变化值称为灵敏限,它的单位与被测量单位相同.

10.重复性

[答案]:表示仪表在输入量按同一方向作全量程连续多次变动时,所有特性曲线不一致的程度.特性曲线一致,重复性好,误差也小.

11.线性度

[答案]:仪表的静态输入——输出校准(标定)曲线与其理论拟合直线之间的偏差.

12.分辨率

[答案]:仪表能够检测到被测量最小变化的本领.一般模拟式仪表的分辨率规定为最小刻度分格值的一半;数字式仪表的分辨率为最后一位的一个字.

13.引用误差

[答案]:绝对误差与测量仪表的量程之比,用百分数表示.

14.准确度

[答案]:说明仪表的指示值有规律地偏离被测量真值的程度,准确度反映了测量结果中系统误差的影响程度.

15.相对误差

[答案]:绝对误差与真值的比值,通常用百分数表示.

二.问答题

1.误差按其出现规律可分为几种,它们与准确度和精密度有什么关系?

[答案]:误差按出现规律可分为三种,即系统误差.随机误差和粗大误差.

(1)系统误差是指误差变化规律服从某一确定规律的误差.系统误差反映测量结果的准确度.系统误差越大,准确度越低,系统误差越小,准确度越高.

(2)随机误差是指服从大数统计规律的误差.随机误差表现了测量结果的分散性,通常用精密度表征随机误差的大小.随机误差越大,精密度越低,随机误差越小,精密度越高,即表明测量的重复性越好.

(3)粗大误差是指在一定的条件下测量结果显著地偏离其实际值时所对应的误差,从性质上来看,粗差并不是单独的类别,它本身既可能具有系统误差的性质,也可能具有随机误差的性质,只不过在一定测量条件下其绝对值特别大而已.

2.常用的减少系统误差的方法有哪些?

[答案]:引入修正值法.零位式测量法.替换法(替代法.代替法)和对照法(交换法).

3.试比较热电偶测温与热电阻测温有什么不同.

[答案]:(1)同样温度之下,热电阻输出信号较大,易于测量.以0～100ºC为例,如用K热电偶,输出为4.095mV;用S热电偶更小,只有0.643mV.但用铂热电阻,如0ºC时为,则100ºC时为,电阻增加量为;如用铜热电阻,电阻增加量可达.测量毫伏级的电动势,显然不如测几十欧的电阻增量容易.(2)热电阻对温度的响应是阻值的增量,必须借助桥式电路或其它措施.将起始阻值减掉才能得到反映被测温度的电阻增量.通常起始阻值是对应于时的阻值.热电偶对温度的响应是全部热电动势,对参比温度而言不需要减起始值,因为起始值为零.(3)热电阻的测量必须借助外加电源,测量时,将电流加入热电阻,通过测量电阻两端的电压,推导出电阻值.热电偶只要热端.冷端温度不等,就会产生电动势,它是不需电源的发电式传感器.(4)热电阻感温部分的尺寸较大,通常约几十毫米长,它测出的是该空间的平均温度.热电偶的热端是很小的焊点,它测出的是该点的温度.(5)同类材料制成的热电阻不如热电偶测温上限高.由于热电阻必须用细导线绕在绝缘支架上构成,支架材质在高温下的物性限制了测温范围.例如铂组成的热电偶可测1600℃,而铂热电阻却只能工作在1000ºC以下(通常只到650ºC).但在低温领域热电阻可用到-250ºC.热电偶一般用在0ºC以上.

4.仪表放大器与一般放大器相比,具有哪些优点?应用在哪些场合?

[答案]:仪表放大器与一般的通用放大器相比具有以下优点:(1)输入阻抗高;(2)抗共模干扰能力强(即共模抑制比大);(3)失调电压与失调电压漂移低.噪声低.闭环增益稳定性好;(4)增益可变,既可由内部预置,也可由用户通过引脚内部设置或者通过与输入信号隔离的外部增益电阻设置.应用场合:主要应用于对电桥的输出电压和传感器检测的电压(幅值较小,共模电压较大)信号的放大上.

5.请指出下列误差属于哪类误差(系统误差.随机误差.粗大误差)(1)用一块普通万用表测量同一电压,重复测量15次后所得结果的误差.(2)观测者抄写记录时错写了数据造成的误差.(3)在流量测量中,流体温度.压力偏离设计值造成的流量误差. [答案]:(1)随机误差(2)粗大误差(3)系统误差

6.在不平衡电桥设计时要注意哪些问题?

[答案]:(1)在工作点处将电桥调平.(2)提高电桥的灵敏度,一种方法是提高供桥电源电压,但供桥电压过高,会使工作电桥电阻发热.另一种方法是使四臂电桥电阻相等.(3)在单臂电桥和双臂电桥(同相电桥)中,会产生非线性误差.

三.计算题

1.按公式2

V r h π=求圆柱体体积,若已知r 约为2cm,h 约为20cm,要使体积的相对误差等于1%,试问r 和h 的测量误差应为多少? [答案]:2V r h π=

ln ln 22h r V r h r h V V

r h r h

θθγθθγγ∂∂=

+=+=+∂∂ 取1

22r h V γγγ==

则0.25r γ=;0.5h γ=

2.对某量进行10次测量,测得数据为14.7,15.0,15.2,14.8,15.5,14.6,14.9,14.8,15.1,15.0,试判断该测量列中是否存在系统误差.

[答案]: