传感器技术习题解答
第一章传感器的一般特性
1－1：答：传感器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称为传感器的静态特性；其主要指标有线性度、灵敏度、精确度、最小检测量和分辨力、迟滞、重复性、零点漂移、温漂。1－2：答：（1）动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性；（2）描述动态特性的指标：对一阶传感器：时间常数对二阶传感器：固有频率、阻尼比。1－3：答：传感器的精度等级是允许的最大绝对误差相对于其测量范围的百分数，即A＝ΔAYFS＊100％1－4；答：（1）：传感器标定曲线与拟合直线的最大偏差与满量程输出值的百分比叫传感器的线性度；（2）拟合直线的常用求法有：端基法和最小二5乘法。1－5：答：由一阶传感器频率传递函数wjwK1jωτ确定输出信号失真、测量结果在212所要求精度的工作段，即由BAK1ωτ从而确定ω，进而求出fω2π1－6：答：若某传感器的位移特性曲线方程为y1a0a1xa2x2a3x3……让另一传感器感受相反方向的位移，其特性曲线方程为y2a0－a1x＋a2x2－a3x3＋……，则Δyy1－y22a1xa3x3a5x5……这种方法称为差动测量法。其特点输出信号中没有偶次项，从而使线性范围增大，减小了非线性误差，灵敏度也提高了一倍，也消除了零点误差。1－7：解：YFS2000200由AΔAYFS＊100％有A＝4200＊100％＝2％。精度特级为25级。1－8：解：根据精度定义表达式：A＝ΔAAyFS100由题意可知：A＝15％，YFS＝100所以ΔA＝AYFS＝15因为14＜15所以合格。1－9：解：Δhmax＝103－98＝5YFS＝250－0＝250故δH＝ΔhmaxYFS100＝2故此在该点的迟滞是2％。1－10：解：因为传感器响应幅值差值在10％以内，且Wτ≤05，W≤05τ，而w2πf所以f052πτ≈8Hz即传感器输入信号的工作频率范围为0∽8Hz1－11解：（1）切线法如图所示，在x0处所做的切线为拟合直线，其方程为：Y＝a0KX，12当x0时，Y＝1，故a0＝1，又因为dYdx＝121xx0＝12＝K故拟合直线为：Y＝1＋x21212最大偏差ΔYmax在x05处，故ΔYmax＝1＋052（1＋05）＝54－（32）＝0025YFS＝（1＋052）1＝025故线性度δL＝ΔYmaxYFS＊100％＝0025025＊100％＝010＊100％＝10％（2）端基法：设Y的始点与终点的连线方程为Y＝a0KX
f因为x0时，Y＝1，x05时，Y＝1225，所以a01k0225050451212而由dyYdxd（1＋x）1045xdx04512（1＋x）＝0有1209（1＋x）＋1＝02（109）＝1xx023412ΔYmax（1＋x）1045xx02341111105300047YFS＝1045051＝0225δr