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第章传感器基本特性3
一、单项选择题衡量传感器静态特性的指标不涉及（）
8.迟滞、反复性、漂移C.精度、时间常数、反复性D..传感器的下列指标所有属于动态特性的是（）6迟滞、灵敏度、阻尼系数A.幅频特性、相频特性B.反复性、漂移C.精度、时间常数、反复性D.由已知输入输出数据，根据最小二乘法，有:11]1_410AA二34_|11030_
141.5-
0.5—
0.
50.
22.
2114.1_
20.1AL=__
59.8_
45.8-
0.5T
20.
10.25-
1.5・・
0.2_|_
59.8•X=4A—IAZ=
1.91-
0.
58.0拟合直线为y=
0.25+
1.9k输入龙1输出y
2.
24.
15.
88.0理论值9:
2.
164.
075.
987.89AL=y—y:
0.
040.
030.
180.11非线性误差为:=±^m^xl00%=±zL y1FSx100%=±
2.25%灵敏度为5〃=g=
1.91dx、解
①端点线性度:9设拟合直线为:根据两个端点和则拟合直线斜率1,
2.205,
10.10,人—-］I5-
11.975x1+/=
2.20b=
0.225••・端点拟合直线为y=l.975x+
0.22512345Xy
2.
204.
005.
987.
9010.10实际y
2.
204.
1756.
158.
12510.10理论△-y-y0-
0.175-
0.17-
0.2250实际理论ALmax=-0225AL
0.225土---------------±x100%=x100%=±
2.23%YL%s10-10
②最小二乘线性度:设拟合直线方程为y=a+a x0x由已知输入输出数据，根据最小二乘法，有:51515=50w0•••方程有解155515551Ai A255-
151.1AA7MA21一A2250-155—
0.
30.
12.
204.
0030.18ArL=
5.
98110.
247.
9010.
101.1-
0.
330.
180.126••・X=AfA-{ArL=-
0.
30.
1110.
241.97拟合直线为y=
0.126+L97x输入X:12345输出y
2.
204.
005.
987.
9010.10理论值y
2.
0964.
0666.
0368.
0069.976AL=y—fl
0.
1040.
0660.
0560.
1060.124AL,=
0.124max1X非线性误差为:土
0.124=±^£^X1OO%=xl00%=±
1.23%L y
10.101FS、解
①迟滞误差:101AH:迟滞误差7/二±-------------/X100%2yFS第一次测量由所给数据可得A=±-^^x100%=±-^-x100%=±
0.08%m2yFs
2964.4第二次测量由所给数据可得，，B•••加=±，也2U X100%=±L±-X100%=±
0.07%H
292965.1第三次测量由所给数据可得，，CAH1\1Q••.y,=±-----------^xlOO%=±——^x!00%=±
0.09%H心
292965.7
②反复性误差由所给数据可得，正行程，反行程••A^max=.Imax，A2max=L3又%s=
965.7•・•反复性误差y=±二业乂100%=±±—x100%=±
0.13%%s
965.7R、不属于传感器静态特性指标的是（）7反复性固有频率灵敏度漂移A.B.C.D.、对于传感器的动态特性，下面哪种说法不对的（）8变面积式的电容传感器可看作零阶系统A.一阶传感器的截止频率是时间常数的倒数B.时间常数越大，一阶传感器的频率响应越好C.提高二阶传感器的固有频率，可减小动态误差和扩大频率响应范围D.、属于传感器动态特性指标的是（）9反复性固有频率灵敏度漂移A.B.C.D.、无论二阶系统的阻尼比如何变化，当它受到的激振力频率等于系统固有频率时，该系统的10位移与激振力之间的相位差必为（）在和之间反复变化的值A.
0....B.
90...C.
180..D.090°
11.传感器的精度表征了给出值与（）相符合的限度估计值被测值相对值理论值A.B.C.D..传感器的静态特性，是指当传感器输入、输出不随（）变化时，其输出-输入的特性12时间被测量环境地理位置A.B.C.D.非线性度是测量装置的输出和输入是否保持（）关系的一种度量
13.相等相似.抱负比例近似比例A.B.C D.回程误差表白的是在（）期间输出-输入特性曲线不重合的限度
14.多次测量.同次测量正反行程不同测量A.B C.D.已知某温度传感器为时间常数秒的一阶系统，当受到突变温度作用后，传感
15.器输出指示温差的三分之一所需的时间为（）秒A.3B.1C,
1.2D.1/3
二、多项选择题阶跃输入时表征传感器动态特性的指标有哪些？（）
1..上升时间响应时间超调量反复性A B.C.D.动态响应可以采用多种方法来描述，以下属于用来描述动态响应的方法是（）
2.精度测试法频率响应函数传递函数脉冲响应函数A.B.C.D.传感器静态特性涉及许多因素，以下属于静态特性因素的有....）
3.迟滞反复性线性度灵敏度A.B.C.D..传感器静态特性指标表征的重要指标有……4灵敏度非线性度回程误差反复性A.B.C.D.一般而言，传感器的线性度并不是很抱负，这就规定使用一定的线性化方法，以下属于线
5.性化方法的有（）端点线性独立线性自然样条插值最小二乘线性A.B.C.D.
三、填空题.灵敏度是传感器在稳态下对的比值
1.系统灵敏度越，就越容易受到外界干扰的影响，系统的稳定性就越
2、是指传感器在输入量不变的情况下，输出量随时间变化的现象
3、要实现不失真测量，检测系统的幅频特性应为，相频特性应为
4.传感器的灵敏度是指5衡量传感器的静态特性的指标包含、、、
6.和（规定至少列出两种）o、一个高精度的传感器必须有良好的和—才干完毕信号无失真7的转换、传感器的动态特性是指传感器测量动态信号时，传感器输出反映被测量的8和变化的能力研究传感器的动态特性有两种方法和、阶跃响应特性是指在输入为时，传感器的输出随的变化特性常用响应9曲线的、、等参数作为评估指标、频率响应特性是指将不同而相等的正弦信号时间输入传感器，其输出10正弦信号的幅值、相位与频率之间的关系频率响应特性常用的评估指标、°ZE-.某位移传感器，当输入量变化时，输出电压变化其灵敏度为115mm300mv,、某传感器为一阶系统，当受阶跃信号作用时，在时，输出为晒；时，输出12t=010t-8为100mV；在t=5s时，输出为50mV,则该传感器的时间常数为.已知某一阶压力传感器的时间常数为若阶跃输入压力从变到则二倍时间常数
130.5s,25MPa5MPa,时的输出压力为、某测力传感器属于二阶系统，其固有频率为阻尼比为临界值的当用它测量141000Hz,50%500Hz的正弦交变力时，其输出与输入幅值比和相位差分别为及
四、简答题什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？如何用公式表征这些性能指标？
1.什么是传感器的动态特性？其分析方法有哪几种？
2..什么是传感器的静特性？重要指标有哪些？有何实际意义？
3、什么是传感器的基本特性传感器的基本特性重要涉及哪两大类？解释其定义并分别列出描述这4两大特性的重要指标（规定每种特性至少列出种常用指标）2
五、计算题用某一阶环节的传感器测量的正弦信号，如规定幅值误差限制在土以内，时间L100Hz5%常数应取多少？假如用该传感器测量的正弦信号，其幅值误差和相位误差各为多50Hz少？、某温度传感器为时间常数的一阶系统，当传感器受突变温度作用后，试求传感器指示出温2T=3S差的三分之一和一半所需的时间.在某二阶传感器的频率特性测试中发现，谐振发生在频率处，并得到最大幅值比为3216Hz
1.4:1,试估算该传感器的阻尼比和固有角频率的大小.设某力传感器可作为二阶振荡系统解决，已知传感器的固有频率为阻尼比二问使4800Hz,
10.14,用该传感器测试的正弦力时，其幅值比川和相角差力3各为多少？若该传感器的阻400Hz A尼比可改为二
0.7,问A⑴和63又将如何变化？、当被测介质温度为，测温传感器示值温度为时，有下列方程式成立当被测介质温度从忽525℃然变化到时，测温传感器时间常数,试拟定通过后的动态误差300C480s、若一阶传感器的时间常数为传感器响应的幅值百分误差在范围内，此时，最高值达
60.01s,10%试求此时输入信号的工作频率范围
0.5,、设一力传感器可以简化成典型的质量一弹簧一阻尼二阶系统，巳知该传感器的固有频率为，若7其阻尼比为，试问用它测量频率为的正弦交变力时，其输出与输入幅值比和相位差各为多少600Hz、通过某检测装置测得的一组输入输出数据如下表所示试用最小二乘法拟合直线,并求其线性度8和灵敏度1234Xy
2.
21.
15.
88.0
①
9、试求下列一组数据的各种线性度:
②端点线性度；
③最小二乘线性度12345Xy
2.
204.
005.
987.
9010.
10、试计算某压力传感器的迟滞误差和反复性误差一组测试数据如下表达10输出电压mV程123输入压力X105Pa
2.
0190.
9191.
1191.
34.
0382.
8383.
2383.
56.
0575.
8576.
1576.6正行程
8.
769.
4769.
8770.
410.
0963.
9964.
6965.
210.
0964.
4965.
1965.
78.
0770.
6771.
0771.
46.
0577.
3577.
4578.4反行程
4.
0384.
1384.
2384.
72.
0191.
6191.
6192.0第章传感器基本特性3
一、单项选择题、、、、
1.C2,A
3.A
4.B
5.C
6.B7B8C9B10B
11.B
12.A
13.C、
14.C15C
二、多项选择题
1.ABC
2.BCD
3.ABCD
4.ABCD
5.ABD
三、填空题.输出量变化；输入量变化.高；差.漂移.常数；线性1234在稳态信号下输出量变化对输入量变化的比值
5..线性度；灵敏度；迟滞；反复性；漂移、静态特性；动态特性
67、大小；波形；时域的阶跃响应法；频率响应法
8、阶跃函数；时间；上升时间；响应时间；超调量
9、频率；幅值；通频带；时间常数；固有频率
1071.60mv/mm
12.
8.5s
13.
7.7MPa
14.；-
33.69°
四、简答题答传感器的静态特性是它在稳态信号作用下的输入-输出关系静态特性所描述的传感器的输
1.入、输出关系式中不具有时间变量传感器的静态特性的性能指标重要有
①线性度非线性误差
②灵敏度
③迟滞
④反复性
⑤漂移传感器在输入量不变的情况下，输出量随时间变化的现象、答传感器的动态特性是指传感器对动态激励（输入）的响应（输出）特性，即其2输出对随时间变化的输入量的响应特性传感器的动态特性可以从时域和频域两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来分析.答传感器的静特性是当其输入量为常数或变化极慢时，传感器的输入输出特性，其重要指标3有线性度、迟滞、反复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等传感器的静特性由静特性曲线反映出来，静特性曲线由实际测绘中获得通常人们根据传感器的静特性来选择合适的传感器答传感器的基本特性是指传感器的输入-输出关系特性
4.传感器的基本特性重要涉及静态特性和动态特性其中，静态特性是指传感器在稳态信号作用下的输入-输出关系，描述指标有线性度（非线性误差）、灵敏度、迟滞、反复性和漂移;动态特性是指传感器对动态激励（输入）的响应（输出）特性，即其输出对随时间变化的输入量的响应特性，重要描述指标有时间常数、延迟时间、上升时间、峰值时间、响应时间、超调量、幅频特性和相频特性
五、计算题.解一阶传感器频率响应特性1幅频特性由题意有，即2〃又=——=2»f=200〃T所以0r
0.523ms幅值误差所以有相位误差所以有.解对传感器施加突变信号属于阶跃输入2单位阶跃信号进行拉氏变换一阶系统传递函数111T所以Ys=HsXs=-------------------=---------------1+TS SS TS+1对上式进行拉氏逆变换设温差为则此温度传感器的阶跃响应为R,yt=Rl-e-t/r=Rl-e-t/3当时，则；当时，则.解二阶系统3当时共振，则，所以a=a=2/rf=2x216=1357rad/sn,解二阶系统传递函数，4由题意则当时,0co o-~400o o0400o—
0.75”=
1.15『+铲一一一A⑼={[1——242}2={[1-2]2+4X
0.142X2}2公
④8008002x
0.14x%2吟=-arctan---------------=一0arctan------J]—14=-arctan—=-
10.571-—2%875J*800当时,14；14二一=一0⑼arctan------arctan—=-
43.025i115i—4,解把输入看作从到的阶跃输入信号，则50275275输入信号的拉氏变换为:Xs=——sxQ=00；xr=275,r0即（QS+l），2s=，1（S）275・•・y（s）=（s）x（s）=・•.Hs=进行拉氏反变换后，有480/.动态误差△=画y480-275=-275J=
5.04℃,解传感器响应的幅值百分误差在范围内即相称于幅值比应大于可用610%
0.7,=
0.5来拟定输入信号工作频率范围的上限因而得出上限频率为一
0.
50.5co-——=------rad/s=50raa/sT
0.01f=^-Hz=SHz In可知所求工作频率范围为0〜8Hz、解:
7、解设拟合直线方程为8=-
52.7°。
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