测试技术与传感器课后答案___罗志增_薛凌云__席旭刚_编著
(完整word版)测试技术与传感器课后答案 罗志增 薛凌云 席旭刚 编著(word文档良心出品)
思考与练习2-5对某轴直径进行了15次测量，测量数据如下：26.2，26.2，26.21，26.23，26.19，26.22，26.21，26.19，26.09，26.22，26.21，26.23，26.21，26.18试用格拉布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差，并写出其测量结果。
解: (1)求算数平均值及标准差估计值 15次算数平均值: 标准差的估计值:(2)判断有无粗大误差：采用格拉布斯准则 取置信概率查表2-4，可得系数G=2.41，则有： 故剔除U9(3)剔除粗大误差后的算术平均值及标准差估计值如下： 算数平均值为： 标准差的估计值为：重新判断粗大误差： 取置信概率查表2-4，可得系数G=2.41，则有： 故无粗大误差。
(4) 测量结果表示：算术平均值的标准差：199.26151151==∑=i iU U ()()()mV x x viis 0335.014015695.0115115221==--=-=∑∑σ90807.00335.041.2νσ<=⨯=⨯s G 207.26141141==∑=i iU U ()()()mV x x v ii s 02507.01300817.0114114222==--=-=∑∑σ95.0=αP 95.0=αP 20594.002507.037.2i s G νσ>=⨯=⨯mV s X 0067.01402507.0n2≈=＝σσ所以测量结果为： 2-6 对光速进行测量，的到如下四组测量结果：求光速的加权平均值及其标准差。
解：权重计算：用各组测量列的标准差平方的倒数的比值表示。
加权算术平均值为：加权算术平均值的标准差为：3-3用一个时间常数为0.355秒的一阶传感器去测量周期分别为1秒、2秒和3秒的正弦信号，问幅值误差为多少？3-4 有一个温度传感器，其微分方程为30dy/dt+3y=0.15x ,其中y---输出电压811001915.0⨯=v 821001415.0⨯=v 831000075.0⨯-=v 841000015.0⨯-=v ()sm P vP i ii ii x p/1000124.014841412⨯=-=∑∑==σ3(26.2070.02)x x x mV σ=±=±()%73.99=a P %7.19%803.0)(3%2.33%668.0)(2%1.59%1001)(1%409.0)(1)(11)(71.0233322211112=≈==≈==⨯-=≈=+===A A s T A A s T A A A s T A TTωωωωτωωπτωπω时，当时，当时，当幅值由sm c s m c s m c s m c /10)00100.099930.2(/10)00200.099990.2(/10)01000.098500.2(/10)01000.098000.2(84838281⨯±=⨯±=⨯±=⨯±=100:25:1:11:1:1:1:::242322214321==σσσσP P P P sm P P x x i i i i i p /1099915.2/84141⨯==∑∑==（mV ）,x---输入温度（℃），试求该传感器的时间常数τ和静态灵敏度k 。
测试技术与传感器(罗志增 薛凌云 席旭刚)
E
nω
a0
1 2 2E 4E 1 f ( t ) dt tdt t 2 T T T T 2
2 T 2 T
2 T 0
T 2 2 0
|
E 2
-T
-T/2
T/2
T
题1-5图
（2）此函数是偶函数，所以正弦项的系数：
2 2 bn T T f (t ) sin n0tdt 0 2 2 2 8E 1 2 2 f ( t ) cos( n t ) dt ( ) n0t cos(n0t )d (n0 )t 0 an T 2 2 0 T n 0 T 0 2E 2 2 [(1) n 1] 4 E n 2 2 n
35
2.00 75
40
45
4.24 3.51 2.92 50 1.6 55 1.5 60 1.43
1.81 1.7 80
1.29 1.25
15
解：绘制数据曲线图，观察数据变化趋势，原始数据接近指数曲线 （蓝色），因此计算Ln(yi)，如表2-7-1所示，并观察Ln(yi) ～xi间的 关系（红色），接近线性，因此应用最小二乘法原理，用一元线性 回归方程ln(yi)=b0+bxi拟合。
( A' A) 1 1 A' A A11 A 21 A12 1 37375 675 A22 15 105000 675
4.24 3.51 2.92 2.52 2.20 2 . 00 1.81 30.66 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 A' L 1 . 7 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 1127.85 1.6 1.5 1 . 43 1.37 1.32 1.29 1 . 25
测试技术与传感器第一二章习题答案
习题参考答案
2-5 对某轴径进行了15次测量，测量数据如下：
26.20 26.20 26.21 26.23 26.19 26.22 26.21 26.19 26.09 26.22 26.20 26.21 26.23 26.21 26.18 试用格拉布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差，并写出其测量结果。
An 可得：
n 1
an2 bn2
n
arctg
bn an
n 1,2,
a2 0 b2 2
A2 | b2 | 2
2
arc tan b2 a2
00
a5 5 b5 0
A5 | a5 | 5
5
arc tan b5 a5
900
An
5
θn
4 π
3
2
0
nω
1
1
2
3
4
5
nω
1
2
3
4
5
-π
3
幅频图
相频图
第一章 信号分析基础
习题参考答案
1-5 求题1-5图所示的周期三角波的傅立叶级数，并绘制频谱图。
f(t)
解：（1）波形全在横轴上方，所
E
以在一个周期内的平均值 a0 0
nω
-T
-T/2
T/2
T
a | 1 0T
2
T 2
T
f
(t)dt
2 T
2 T 0
2Etdt T
4E T2
1 t2 2
T 2 0
1-6
求单边指数脉冲
Eeat (a 0),t 0 x(t)
0,t 0
解：其时域波形图如图a所示 该非周期信号的频谱函数为
精品文档-测试技术与传感器(罗志增)-第12章
第12章 传感器的智能化和微型化
网络化智能传感器技术致力于研究智能传感器的网络通信 功能，将传感器技术、通信技术和计算机技术融合，从而实现 信息的采集、传输及处理的真正统一和协同。它不仅实现了智 能化，如自补偿、自校准、自诊断、数值处理、双向通信、信 息存储、数字量输出等功能，而且，它还将敏感元件、转换电 路和变送器结合为一体，并在自身内部嵌入了通信协议，直接 传输满足通信协议的数字信号，从而具有强大的通信能力。
第12章 传感器的智能化和微型化
2. 智能传感器的发展 从工程应用看，智能传感器不断向网络化、柔性化方向发 展。 1) 网络化 网络化智能传感器是智能传感技术和计算机通信技术相结 合的产物。随着计算机技术、网络技术及通信技术的高速发展 与广泛应用，出现了网络化的自动测控技术。用网络化测控系 统实现大型复杂系统的远程测试，是信息时代测试技术发展的 必然趋势。传感器作为信息采集必不可少的装置，也必然顺应 这一潮流而出现网络化智能传感器，如分布式测控系统等。
目前，智能传感器的发展尚处于初级阶段，多数智能传感器 由几块相互独立的模块电路与传感器组装在一起构成。未来的智 能传感器将是传感器、信号调理电路和微型计算机等集成在同一 芯片内，即由超大规模集成电路构成的芯片式智能传感器，因此 智能传感器的发展关键在于半导体集成技术。
第12章 传感器的智能化和微型化
第12章 传感器的智能化和微型化
12.1 传感器的智能化和微型化概述 12.2 智能传感器 12.3 微型传感器 思考题与习题
第12章 传感器的智能化和微型化 12.1 传感器的智能化和微型化概述
12.1.1 传感器的智能化 智能传感器是带有微处理器，兼有信息检测、信号处理、信
息记忆、逻辑思维与判断功能的传感器，应自动测控系统发展的 需要而产生，集传感器技术、微型计算机技术、控制理论与现代 通信技术等于一体，是一门多学科交叉的技术，也是传感器技术 克服自身不足向前发展的必然趋势和结果。
传感器与检测技术课后习题答案
第一章1．什么是传感器？它由哪几个部分组成?分别起到什么作用？解:传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置，能完成检测任务;传感器由敏感元件，转换元件，转换电路组成。
敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量；转换元件把敏感元件的输出作为它的输入，转换成电路参量;上述电路参数接入基本转换电路,便可转换成电量输出。
2．传感器技术的发展动向表现在哪几个方面?解:(1）开发新的敏感、传感材料:在发现力、热、光、磁、气体等物理量都会使半导体硅材料的性能改变，从而制成力敏、热敏、光敏、磁敏和气敏等敏感元件后，寻找发现具有新原理、新效应的敏感元件和传感元件.（2)开发研制新型传感器及组成新型测试系统①MEMS技术要求研制微型传感器。
如用于微型侦察机的CCD传感器、用于管道爬壁机器人的力敏、视觉传感器.②研制仿生传感器③研制海洋探测用传感器④研制成分分析用传感器⑤研制微弱信号检测传感器(3)研究新一代的智能化传感器及测试系统:如电子血压计,智能水、电、煤气、热量表.它们的特点是传感器与微型计算机有机结合，构成智能传感器。
系统功能最大程度地用软件实现.（4）传感器发展集成化:固体功能材料的进一步开发和集成技术的不断发展，为传感器集成化开辟了广阔的前景。
（5）多功能与多参数传感器的研究：如同时检测压力、温度和液位的传感器已逐步走向市场。
3．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些?各种参数代表什么意义？动态参数有那些？应如何选择?解：在生产过程和科学实验中,要对各种各样的参数进行检测和控制，就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量，这取决于传感器的基本特性，即输出—输入特性。
衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度，迟滞和重复性等.1）传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度;2)传感器的灵敏度S是指传感器的输出量增量Δy与引起输出量增量Δy的输入量增量Δx的比值;3）传感器的迟滞是指传感器在正（输入量增大)反（输入量减小）行程期间其输出—输入特性曲线不重合的现象；4）传感器的重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。
传感器与检测技术课后题答案
传感器与检测技术课后题答案(共20页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第1章概述什么是传感器？传感器定义为能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。
传感器的共性是什么？传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、生物特性，将非电量（如位移、速度、加速度、力等）输入转换成电量（电压、电流、电容、电阻等）输出。
传感器由哪几部分组成的？由敏感元件和转换元件组成基本组成部分，另外还有信号调理电路和辅助电源电路。
传感器如何进行分类？（1）按传感器的输入量分类，分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。
（2）按传感器的输出量进行分类，分为模拟式和数字式传感器两类。
（3）按传感器工作原理分类，可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。
（4）按传感器的基本效应分类，可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。
（5）按传感器的能量关系进行分类，分为能量变换型和能量控制型传感器。
（6）按传感器所蕴含的技术特征进行分类，可分为普通型和新型传感器。
传感器技术的发展趋势有哪些？（1）开展基础理论研究（2）传感器的集成化（3）传感器的智能化（4）传感器的网络化（5）传感器的微型化改善传感器性能的技术途径有哪些？（1）差动技术（2）平均技术（3）补偿与修正技术(4)屏蔽、隔离与干扰抑制(5) 稳定性处理第2章传感器的基本特性什么是传感器的静态特性描述传感器静态特性的主要指标有哪些答：传感器的静态特性是指在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系。
主要的性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、温度漂移。
传感器输入-输出特性的线性化有什么意义如何实现其线性化答：传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。
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。
测试技术与传感器 课后题全(附答案)
1-3 用测量范围为-50~150kPa 的压力传感器测量140kPa 压力时，传感器测得示值为142kPa ，求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。
解：真值L=140kPa, 测量值x=142 kPa 绝对误差Δ=x-L=142-140=2 kPa实际相对误差 标称相对误差 引用误差1-12 用电位差计测量电势信号x E （如图所示）,已知: ,10,10,5,2,42121Ω=Ω=Ω===p r R R mA I mA I 电路中电阻p r R R ,,21的定值系统误差分别为,005.0,01.0,01.021Ω+=∆Ω+=∆Ω+=∆p r R R 设检流计A 、上支路电流1I 和下支路电流2I 的误差忽略不2100% 1.43%140L δ∆=⨯==2100% 1.41%142x δ∆'=⨯==100%100%21%150(50)m x γ∆∆=⨯=⨯==--测量上限－测量下限计。
求修正后的x E 的大小。
解：1122()x p E r R I R I =+-当不考虑系统误差时，有0(105)410240x E mV =+⨯-⨯= 已知12,,p r R R 存在系统误差，按照误差合成理论，可得1112240.00540.0120.010.04x p E I r I R I R mV∆=∆+∆-∆=⨯+⨯-⨯=修正后的E x 为0400.0439.96x x x E E E mV =-∆=-=2-4 某压力传感器测试数据如下表所示，计算非线性误差、迟滞和重复性误差 压力/MPa输出值/mV第一循环 第二循环 第三循环 正行程反行程 正行程 反行程 正行程 反行程 0 -2.73 -2.71 -2.71 -2.68 -2.68 -2.69 0.02 0.56 0.66 0.61 0.68 0.64 0.69 0.04 3.96 4.06 3.99 4.09 4.03 4.11 0.06 7.40 7.43 7.43 7.53 7.45 7.52 0.08 10.88 10.95 10.89 10.93 10.94 10.99 0.1014.4214.4214.4714.4714.4614.46解：书上例题P462-5当被测介质温度为1t ，测温传感器示值温度为2t 时，有下列方程式成立：ττd dt t t 221+=当被测介质温度从25C o 突然变化到300C o 时，测温传感器的时间常数s 1200=τ，试确定经过350s 后的动态误差。
传感器与检测技术课后习题答案
第一章1．什么是传感器？它由哪几个部分组成？分别起到什么作用？解：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置，能完成检测任务；传感器由敏感元件，转换元件，转换电路组成。
敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量；转换元件把敏感元件的输出作为它的输入，转换成电路参量；上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出。
2．传感器技术的发展动向表现在哪几个方面？解：（1）开发新的敏感、传感材料：在发现力、热、光、磁、气体等物理量都会使半导体硅材料的性能改变，从而制成力敏、热敏、光敏、磁敏和气敏等敏感元件后，寻找发现具有新原理、新效应的敏感元件和传感元件。
（2）开发研制新型传感器及组成新型测试系统①MEMS技术要求研制微型传感器。
如用于微型侦察机的CCD传感器、用于管道爬壁机器人的力敏、视觉传感器。
②研制仿生传感器③研制海洋探测用传感器④研制成分分析用传感器⑤研制微弱信号检测传感器（3）研究新一代的智能化传感器及测试系统：如电子血压计，智能水、电、煤气、热量表。
它们的特点是传感器与微型计算机有机结合，构成智能传感器。
系统功能最大程度地用软件实现。
（4）传感器发展集成化：固体功能材料的进一步开发和集成技术的不断发展，为传感器集成化开辟了广阔的前景。
（5）多功能与多参数传感器的研究：如同时检测压力、温度和液位的传感器已逐步走向市场。
3．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？动态参数有那些？应如何选择？解：在生产过程和科学实验中，要对各种各样的参数进行检测和控制，就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量，这取决于传感器的基本特性，即输出—输入特性。
衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度，迟滞和重复性等。
1）传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度；2）传感器的灵敏度S是指传感器的输出量增量Δy与引起输出量增量Δy的输入量增量Δx 的比值；3）传感器的迟滞是指传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程期间其输出-输入特性曲线不重合的现象；4）传感器的重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。
传感器实验指导书
测试技术与传感器实验指导书罗志增、倪红霞、席旭刚编倪红霞校杭州电子科技大学自动化学院二○一○年五月前言本实验指导书是为了配合“测试技术与传感器”、“传感器原理及应用”“集成传感器与应用”等课程而编写的，实验仪器是杭州高联教学仪器设备有限公司生产的传感器综合实验仪CSY-910，实验过程中大部分实验需由双踪示波器配合测试完成。
本实验指导书中的实验编排基本按照教材《测试技术与传感器》讲课进程，每个实验从易到难，从静态测量到动态实验的规律安排。
全书共列四个实验，涉及七种不同传感器，计划每个实验2学时，教师可根据不同教学要求，按需要选做。
目录实验一、应变片与直流电桥（单臂、半桥、全桥比较） (3)实验二、应变片与交流电桥、应变片电桥的应用 (6)实验三、差动变压器性能、零残及补偿、标定实验 (9)实验四、涡流传感器、霍耳传感器、压电加速度、电容传感器实验 (12)附录A 实验报告格式、要求 (17)附录B 实验设备介绍 (17)实验一 应变片与直流电桥（单臂、半桥、全桥比较）一、金属箔式应变片性能——单臂单桥实验目的：了解金属箔式应变片，单臂单桥的工作原理和工作情况。
实验准备：预习实验仪器和设备：直流稳压电源、电桥、差动放大器、测微头、应变片、电压表。
实验原理：当电桥平衡（或调整到平衡）时，输出为零，当桥臂电阻变化时，电桥产生相应输出。
实验注意事项：直流稳压电源打到4V 档，接线过程应关闭电源，电压表打到2V 档，如实验过程中指示溢出则改为20V 档，接线过程注意电源不能短接。
实验时位移起始点不一定在10mm 处，可根据实际情况而定。
为确保实验过程中输出指示不溢出，差动放大增益不宜过大，可先置中间位置，如测得的数据普遍偏小，则可适当增大，但一旦设定，在整个实验过程中不能改变。
实验内容：（1）观察双平行梁上的应变片、测微头的位置，每一应变片在传感器实验操作台上有引出插座。
（2）将差动放大器调零。
方法是用导线将差动放大器正负输入端相连并与地端连接起来，然后将输出端接到电压表的输入插口。