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传感器习题及答案传感器习题及答案.doc

发布:2017-01-01约3.91千字共15页下载文档
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1.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 2 .用电位差计测量电势信号(如图所示),已知: 电路中电阻的定值系统误差分别为设检流计、上支路电流和下支路电流的误差忽略不计。求修正后的的大小。 解: 当不考虑系统误差时,有 已知存在系统误差,按照误差合成理论,可得 修正后的Ex为 3. 某压力传感器测试数据如表所示,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 7.49 7.43 7.53 7.45 7.52 0.08 10.88 10.95 10.89 10.93 10.94 10.99 0.10 14.42 14.42 14.47 14.47 14.46 14.46 解: 1).先分别求出三次测量正行程、反行程及正反行程的平均值: 压力/MPa () 正行程平均值 反行程平均值 迟滞值 () 正反行程平均值 () 理论值 正行程偏差 反行程偏差 0 -2.70667 -2.69333 0.01334 -2.7 -2.77 0.06333 0.07667 0.02 0.603333 0.676667 0.07333 0.64 0.66 -0.05667 0.016667 0.04 3.993333 4.086667 0.09333 4.04 4.09 -0.09667 -0.00333 0.06 7.426667 7.513333 0.08667 7.47 7.52 -0.09333 -0.00667 0.08 10.90333 10.95667 0.05334 10.93 10.95 -0.04667 0.00667 0.10 14.45 14.45 0 14.45 14.38 0.07 0.07 正行程子样方差平方根 反行程子样方差平方根 0.025166 0.015275252 0.040415 0.015275252 0.035119 0.025166115 0.025166 0 0.032146 0.030550505 0.026458 0.026457513 2). 再用最小二乘法拟合直线: 设拟合直线为: 则误差方程为: 其正规方程为: 解得 所以,用最小二乘法拟合后的直线为: 3). 满量程值为: 由表知,,所以: 非线性误差为:; 又,所以: 迟滞误差为:; 求重复性误差的标准差: 正反行程的子样方差的平方根: 其标准差; 所以重复性误差为: 4. 当被测介质温度为t1,测温传感器示值温度为t2时,有下列方程式成立: 。 当被测介质温度从25℃突然变化到300℃时,测温传感器的时间常数,试确定经过350s后的动态误差。 已知:,, 求:t=350s时, 解: 灵敏度k=1时,一阶传感器的单位阶跃响应为。 类似地,该测温传感器的瞬态响应函数可表示为:。 当时,。 所以,动态误差。 5. 交流电路的电抗数值方程为 当角频率; ; ; 试用最小二乘法求电感L、电容C的值。 6. 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: 所以测量结果为: 7. 有一个以空气为介质的变面积型平板电容传感器,其中a=8mm,b=1
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