第二章测量误差与数据处理。
1、测量数据中包含哪三种误差？它们各自的含义是什么？
系统误差：对同一被测量进行多次重复测量时（等精度测量），绝对值和符号保持不变，或
在条件改变时，按一定规律变化的误差称为系统误差。
随机误差：对同一被测量进行多次重复测量时（等精度测量），绝对值和符号不可预知的随
机变化，但就误差的总体而言，具有一定的统计规律性的误差称为随机误差。
粗大误差：明显偏离测量结果的误差称为粗大误差，又称疏忽误差。这类误差是由于测量者。
疏忽大意或环境条件的突然变化产生的。对于粗大误差，首先应设法判断是否存在，然后将其剔除。
2、对某轴直径d的尺寸进行了15次测量，测得数据如下（单位mm）：120.42, 120.
43, 120.40, 120.42, 120.
43, 120.39, 120.30, 120.
40,120.43, 120.41, 120.
43, 120.42, 120.39,120.
39,120.40。试用格罗布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差，并写出测量结果。
解：1）求算术平均值。
2）求单次测量值的标准差估计值。
3）按格罗布斯准则判别是否存在粗大误差（查书p61 表3－2）
经检查，存在故剔除120.30mm。
4）重新求解上述各值，得：
经检查所有的故无粗大误差。
5）按照马利科夫准则，判断有无系统误差。
因n＝14，故，m值较小，故可判断测量列中无系统误差。
6）求算术平均值的标准差的估计值。
7）p＝0.95 时，查t分布表，v＝n－1＝14－1＝13，查表得tα＝2.16，最后的测量结果：
3、一台精度等级为0.5，量程范围为600～1200℃的温度传感器，其最大允许绝对误差是多少？检验时某点最大绝对误差是3.5 ℃，问此表是否合格？
解：即此传感器的最大允许绝对误差为3℃，检验时某点最大绝对误差是3.5 ℃，大于3 ℃，则此传感器不合格？
第三章信号分析与处理。
1.对余弦信号分别推导出傅里叶级数的。
1）三角函数展开式的幅频谱和相频谱；
2）复指数展开式并画出其实频谱和虚频谱图以及幅频谱、相频谱。
解：2）余弦信号的傅里叶级数复指数展开式为。
在－w0处，cnr＝1/2 cni=0
在w0处， cnr＝1/2 cni=0
1）三角函数展开式的幅频谱和相频谱。
2. 画出信号。
的双边幅频谱和双边相频谱。
则。第四章测试系统的特性分析。
1、某玻璃水银温度计的微分方程为。
式中为水银柱的高度（m）； 为被测温度（℃）
求：该温度计的时间常数和静态灵敏度k？
解：该玻璃水银温度计为一阶微分方程，其基本形式为：
则该温度计的时间常数 ＝a1/a0=4/2=2s
静态灵敏度k=b0/a0=2×10－3/2=10-3 m/℃
2、某测量系统的动态微分方程为。
式中 y为输出电压（v）；x为输入压力（pa）。
求：该系统的时间常数和静态灵敏度k？
解：该测量系统为一阶微分方程，其基本形式为：
则该系统的时间常数 ＝a1/a0=30/3=10s
静态灵敏度k＝b0/a0=1.5×10－5/3=5×10-6 v/pa
第五章电阻应变式传感器。
1.如果将100欧姆的电阻应变片粘贴在弹性试件上，若试件受力的横截面积s＝0.5×10－4m2，弹性模量e＝2×1011n/m2，若有f＝50kn的拉力引起应变电阻的变化为1欧姆，求该应变片的灵敏系数k？
解：应变片的电阻相对变化量为：
2.一台用等强度梁作为弹性元件的电子秤，在梁的上下各贴两片相同的电阻应变片（其灵敏系数均为k=2），如图a所示。已知l＝100mm，b＝11mm，t＝3mm，e＝2×104n/mm2，应变的计算公式。
现将四个应变片接入图b的直流桥路中，电桥电源电压u＝6v。当力f＝0.5kg时，求电桥输出电压u0＝？
解：如图a，当重力f作用梁短部后，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，其应变的绝对值应相等，即：
电阻相对变化量。
现将四个电阻应变片按照图b所示接入等臂全桥电路，其输出电桥电路电压为。
3、如图所示，轴工件用前后顶尖支承纵向磨削外园表面，在加工过程中，径向力py和切向力pz大小基本不变，但着力点位置沿轴向移动，现在前后顶尖上粘贴电阻应变片测量工件所受的pz。求：(1)在图中标明应变片的位置及pz的测量直流电桥。
2)着力点移动对测量结果有无影响？为什么？
3)若顶尖左边的电阻变化(δr/r)左=1/5,右边电阻的变化（δr/r）右=3/5，外加直流电压u＝10v，求输出电压ey？
1)应变片(r1、r2、r3、r4)粘贴位置如图a所示；测量电桥如图b所示。
2)根据以上位置布片和电桥接法，着力点位置的变化不会影响pz的大小，因为在顶尖上的分力pz1、
pz2，pz=pz1+pz2，由pz1、pz2引起的电阻变化值之和保持不变，故pz的测量不受着力点的移动而改变。
ey=u/2[(△r/r)左+（△r/r）右]=10/2[1/5+3/5]=4v
第六章电容式传感器。
1、有一变极距型电容传感器，两极板的重合面积为8cm2，两极板间的距离为1mm，已知空气的相对介电常数为1.00，真空的相对介电常数ε=8.85×10-12f/m，试计算该传感器的位移灵敏度。
解：对于变极距性电容传感器的灵敏度。
2、一电容测微仪，其传感器的圆形极板半径r=4mm，工作初始间隙δ =0.3mm，问：
1）工作时，如果传感器与工作的间隙变化量δδ 1m时，电容变化量是多少？
2）如果测量电路的灵敏度s1=100mv/pf，读数仪表的灵敏度s2=5格/mv，在δδ 1m时，读数仪表的指示值变化多少格？
解：（1）2）s1×s2×δc=100×5×0.005＝2.5格。
3、有一变极距型平板电容传感器，当d0＝1mm时，若要求系统的相对非线性误差为0.1％，求允许的极板间距最大变化量？
解：当变极距型平板电容传感器的时，系统的相对非线性误差。
第七章电感传感器习题答案。
1． 为什么电感式传感器一般都采用差动形式？
解：差动式结构，除了可以改善非线性，提高灵敏度外，对电源电压、频率的波动及温度变化等外界影响也有补偿作用。
2. 变压器式交流电桥的平衡条件是什么？
解：要满足电桥平衡条件，即传感器的铁芯处于中间位置时，有：z1＝z2，此时，3. 电涡流传感器的分类？还能测量哪些非电量？
解：电涡流传感器分为高频反射式和低频透射式，前者多用于测量位移，后者多用于测量厚度。
第八章热电式传感器。
1. 形成热电势的两个必要条件？
两种导体的材料不同；接点处的温度不同。
2、说明热电偶测温的原理及热电偶的基本定律。
解：热电偶是一种将温度变化转换为电量变化的装置，它利用传感元件的电磁参数随温度变化的特征来达到测量的目的。通常将被测温度转换为敏感元件的电阻、磁导或电势等的变化，通过适当的测量电路，就可由电压电流这些电参数的变化来表达所测温度的变化。
热电偶的基本定律包括以下三种定律：
1）均质导体定律：两种均质金属组成的热电偶，其热电势大小只与热电极材料和两端温度有关，与热电极的几何尺寸及热电极长度上的温度分布无关。
2）中间导体定律：在热电偶测温回路内接入第三种导体， 只要其两端温度相同， 则对回路的总热电势没有影响。
如果导体c热电极作为参考电极，并已知标准电极与任意导体配对时的热电势，那么在相同接点温度（t,t0）下，任意两导体a、b组成的热电偶，其电势可由下式求得。
3）中间温度定律：在热电偶回路中，两接点温度为t，t0时的热电势，等于该热电偶在接点t、ta和ta、t0时的热电势之和，即。
3、已知在其特定条件下材料a与铂配对的热电势，材料b与铂配对的热电势，试求出此条件下材料a与材料b配对后的热电势。
解：根据热电偶基本定律中的中间导体定律可知，当接点温度为t，t0时，用导体a，b组成的热电偶的热电动势等于ac热电偶和cb热电偶的热电动势的代数和，即：
4、用分度号为cu50的热电阻测温，测得其阻值为64.98欧姆，若电阻温度系数。
a＝4.28×10－3/℃，求此时的被测温度？
解： 5、将一支灵敏度k＝0.08mv/℃的热电偶与电压表相连，电压表接线端处的温度为50 ℃，此时电压表上读数为60mv，求热电偶热端的温度？
解：由题意知e(t,50)=60mv，根据中间温度定律e(t,0)＝e(t,50)+e(50,0)＝60＋50×0.08＝64mv，则热电偶热端的温度t=64/0.08=800℃
第九章压电式传感器。
1．简述正、逆压电效应。
解：机械能转变成电能的现象称为正压电效应；
在电介质极化方向施加电场，电介质就在一定方向上产生机械变形，外电场撤离，机械变形也随之消失，称为逆压电效应，或电致伸缩效应。
2、压电式传感器的前置放大器两个作用？
1）把压电式传感器的微弱信号放大；
2）把传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出。
3、能否用压电传感器测量静态压力？为什么？
解：不可以。
当作用于压电元件的力为静态力时，前置放大器的输入电压等于零，因为电荷会通过前置放大器的输入电阻（理想情况下，前置放大器的输入阻抗才为无限大）和传感器本身的漏电阻漏掉，所以压电传感器不能用于静态力测量。
4、用石英晶体加速度计测量机器的振动，已知加速度计的灵敏度k1＝2.5pc/g（g＝9.8m/s2，为重力加速度），电荷放大器的灵敏度为k2＝80mv/pc，当机器达到最大加速度时，相应的输出电压幅值为4v，求机器的振动加速度a＝？
传感器作业答案
第二章测量误差与数据处理。1 测量数据中包含哪三种误差？它们各自的含义是什么？系统误差 对同一被测量进行多次重复测量时 等精度测量 绝对值和符号保持不变，或 在条件改变时，按一定规律变化的误差称为系统误差。随机误差 对同一被测量进行多次重复测量时 等精度测量 绝对值和符号不可预知的随 机变化，但就误...
传感器作业答案
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传感器作业答案
第二章测量误差与数据处理。1 测量数据中包含哪三种误差？它们各自的含义是什么？系统误差 对同一被测量进行多次重复测量时 等精度测量 绝对值和符号保持不变，或 在条件改变时，按一定规律变化的误差称为系统误差。随机误差 对同一被测量进行多次重复测量时 等精度测量 绝对值和符号不可预知的随 机变化，但就误...