傳感器與檢測技術基礎思考題答案

1、1第1章傳感器與檢測技術基礎傳感器與檢測技術基礎思考題答案思考題答案l.l.檢測系統(tǒng)由哪幾部分組成檢測系統(tǒng)由哪幾部分組成說明各部分的作用。說明各部分的作用。答：一個完整的檢測系統(tǒng)或檢測裝置通常是由傳感器、測量電路和顯示記錄裝置等幾部分組成，分別完成信息獲取、轉換、顯示和處理等功能。當然其中還包括電源和傳輸通道等不可缺少的部分。下圖給出了檢測系統(tǒng)的組成框圖。被測量傳感器測量電路電源指示儀記錄儀數據處理儀器檢測系統(tǒng)的組成框圖檢測系統(tǒng)的組成框

2、圖傳感器是把被測量轉換成電學量的裝置，顯然，傳感器是檢測系統(tǒng)與被測對象直接發(fā)生聯系的部件，是檢測系統(tǒng)最重要的環(huán)節(jié)，檢測系統(tǒng)獲取信息的質量往往是由傳感器的性能確定的，因為檢測系統(tǒng)的其它環(huán)節(jié)無法添加新的檢測信息并且不易消除傳感器所引入的誤差。測量電路的作用是將傳感器的輸出信號轉換成易于測量的電壓或電流信號。通常傳感器輸出信號是微弱的，就需要由測量電路加以放大，以滿足顯示記錄裝置的要求。根據需要測量電路還能進行阻抗匹配、微分、積分、線性化補償

3、等信號處理工作。顯示記錄裝置是檢測人員和檢測系統(tǒng)聯系的主要環(huán)節(jié)，主要作用是使人們了解被測量的大小或變化的過程。2.2.傳感器的型號有幾部分組成，各部分有何意義傳感器的型號有幾部分組成，各部分有何意義依次為主稱（傳感器）被測量—轉換原理—序號主稱——傳感器，代號C；被測量——用一個或兩個漢語拼音的第一個大寫字母標記。見附錄表2；轉換原理——用一個或兩個漢語拼音的第一個大寫字母標記。見附錄表3；序號——用一個阿拉伯數字標記，廠家自定，用來表

4、征產品設計特性、性能參數、產品系列等。若產品性能參數不變，僅在局部有改動或變動時，其序號可在原序號后面順序地加注大寫字母A、B、C等，（其中I、Q不用）。例：應變式位移傳感器：CWYYB20；光纖壓力傳感器：CYGQ2。3.3.測量穩(wěn)壓電源輸出電壓隨負載變化的情況時，應當采用何種測量方法測量穩(wěn)壓電源輸出電壓隨負載變化的情況時，應當采用何種測量方法如何進行如何進行答：測定穩(wěn)壓電源輸出電壓隨負載電阻變化的情況時，最好采用微差式測量。此時輸出

5、電壓認可表示為U0，U0=U△U，其中△U是負載電阻變化所引起的輸出電壓變化量，相對U來講為一小量。如果采用偏差法測量，儀表必須有較大量程以滿足U0的要求，因此對△U，這個小量造成的U0的變化就很難測準。測量原理如下圖所示：圖中使用了高靈敏度電壓表——毫伏表和電位差計，Rr和E分別表示穩(wěn)壓電源的內阻和電動勢，凡表示穩(wěn)壓電源的負載，E1、R1和Rw表示電位差計的參數。在測量前調整R1使電位差計工作電流I1為標準值。然后，使穩(wěn)壓電源負載電阻

6、R1為額定值。調整RP的活動觸點，使毫伏表指示為零，這相當于事先用零位式測量出額定輸出電壓U。正式測量開始后，只需增加或減小負載電阻RL的值，負載變動所引起的穩(wěn)壓電源輸出電壓U0的微小波動值ΔU，即可由毫伏表指示出來。根據U0=UΔU，穩(wěn)壓電源輸出電壓在各種負載下的值都可以準確地測量出來。微差式測量法的優(yōu)點是反應速度快，測量精度高，特別適合于在線控制參數的測量。3即。單峰性絕對值小的隨機誤差比絕對值大的隨機誤差出現的機會多，即前者比后者

7、的概率密度大，0lim1?????niin?在δ=0處隨機誤差概率密度有最大值。9.9.等精度測量某電阻等精度測量某電阻10次，得到的測量列如下：次，得到的測量列如下：R1＝167.95ΩR2＝167.45ΩR3＝167.60ΩR4＝167.60ΩR5＝167.87ΩR6＝167.88ΩR7＝168.00ΩR8＝167.850ΩR9＝167.82ΩR10＝167.61Ω(1)(1)求10次測量的算術平均值次測量的算術平均值，測量的標準誤

8、差，測量的標準誤差σ和算術平均值的標準誤差和算術平均值的標準誤差s。R(2)(2)若置信概率取若置信概率取99.7％，寫出被測電阻的真值和極限值。％，寫出被測電阻的真值和極限值。解：(1)求10次測量的算術平均值，測量的標準誤差σ和算術平均值的標準誤差s。R?????????????????763.1671061.16782.16785.16700.16888.16787.16760.16760.16745.16795.16710101

9、21inRRRR?????????????????????????1824.0)153.0057.0087.0237.0108.0107.0163.02313.0187.0(919111)(11?22222222210121212iiniiniivvnxxn????0577.0101824.0ns?(2)若置信概率取99.7％，被測電阻的真值為：??????)173.0763.167(3763.1670sR極限值為：??????)547

10、.0763.167(3763.167?mR10.10.試分析電壓輸出型直流電橋的輸入與輸出關系。試分析電壓輸出型直流電橋的輸入與輸出關系。答：如圖所示，電橋各臂的電阻分別為R1、R2、R3、R4。U為電橋的直流電源電壓。當四臂電阻R1=R2=R3=R4=R時，稱為等臂電橋；當R1=R2=RR3=R4=R’(R≠R’)時，稱為輸出對稱電橋；當R1=R4=R，R2=R3=R’(R≠R’)時，稱為電源對稱電橋。R1R2R3R4U0UABCD直