完整word版《传感器与检测技术》习题答案周杏鹏Word文件下载.docx
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1.6
1.不断拓展测量范围，提高管检测精度和可靠性
2重视非接触式检测技术研究
3检测系统智能化
第二章
2.1
随机误差：
检测仪器或者测量过程中某些未知或无法控制的随机因素（如仪器某些原件器件性能不稳定、外界温度、湿度变化，空中电磁波扰动等）综合作用的结果。
随机误差的变化通常难以预测，因此也无法通过实验的方法确定、修正和消除。
但是通过足够多的测量比较可以发现随机误差服从某种统计规律。
从而进行消除。
系统误差：
产生原因大体有：
测量所用的工具本身性能不完善或者安装、布置、调整不当；
在测量过程中的温度湿度、气压、电磁干扰等环境条件发生变化；
测量方法不完善、或者测量所依据的理论本身不完善；
操作人员视读方式不当等。
系统误差产生的原因和变化规律一般可以通过实验和分析查出，因此系统误差可以设法确定并消除。
粗大误差：
一般由外界重大干扰或者仪器故障或不正确的操作引起。
存在粗大误差的测量值一般容易发现，发现后应当立即剔除。
2.2
工业检测仪器（系统）常以最大引用误差作为判断其准确度等级的尺度，仪表准确度习惯上称精度，准确度等级习惯称为精度等级。
人为规定，取最大引用误差百分数的分子作为检测仪器（系统）精度等级的标志，即用最大引用误差去掉正负号和百分比号后的数字来表示精度等级。
2.3
20*0.005=0.1（V）
150*0.001=0.15（V）
由计算结果知，表一不仅有更小的绝对误差，并且其量程对于测量5V的电压更合理。
所以选择表一。
2.4
马利科夫准则
X=
28.030028.010027.980027.940027.960028.020028.000027.930027.950027.9000
=
0.05800.03800.0080-0.0320-0.01200.04800.0280-0.0420-0.0220-0.0720
D=0.12>
所系系统存在线性系统误差
阿贝—赫梅特准则
A=0.0047
=0.00166
A=0.0047<
=0.0054
系统中不存在周期性系统误差
2.5
①要求的概率，已知标准差=1.5
经过标准正态分布变换，,,=1.8667≈1.87
经过查表可知
φ（x）
x
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
x
0.5
0.504
0.508
0.512
0.516
0.5199
0.5239
0.5279
0.5319
0.5359
0.1
0.5398
0.5438
0.5478
0.5517
0.5557
0.5596
0.5636
0.5675
0.5714
0.5753
0.2
0.5793
0.5832
0.5871
0.591
0.5948
0.5987
0.6026
0.6064
0.6103
0.6141
0.3
0.6179
0.6217
0.6255
0.6293
0.6331
0.6368
0.6406
0.6443
0.648
0.6517
0.4
0.6554
0.6591
0.6628
0.6664
0.67
0.6736
0.6772
0.6808
0.6844
0.6879
0.6915
0.695
0.6985
0.7019
0.7054
0.7088
0.7123
0.7157
0.719
0.7224
0.6
0.7257
0.7291
0.7324
0.7357
0.7389
0.7422
0.7454
0.7486
0.7517
0.7549
0.7
0.758
0.7611
0.7642
0.7673
0.7703
0.7734
0.7764
0.7794
0.7823
0.7852
0.8
0.7881
0.791
0.7939
0.7967
0.7995
0.8023
0.8051
0.8078
0.8106
0.8133
0.9
0.8159
0.8186
0.8212
0.8238
0.8264
0.8289
0.8315
0.834
0.8365
0.8389
1
0.8413
0.8438
0.8461
0.8485
0.8508
0.8531
0.8554
0.8577
0.8599
0.8621
0.8643
0.8665
0.8686
0.8708
0.8729
0.8749
0.877
0.879
0.881
0.883
0.8849
0.8869
0.8888
0.8907
0.8925
0.8944
0.8962
0.898
0.8997
0.9015
1.3
0.9032
0.9049
0.9066
0.9082
0.9099
0.9115
0.9131
0.9147
0.9162
0.9177
1.4
0.9192
0.9207
0.9222
0.9236
0.9251
0.9265
0.9278
0.9292
0.9306
0.9319
1.5
0.9332
0.9345
0.9357
0.937
0.9382
0.9394
0.9406
0.9418
0.943
0.9441
1.6
0.9452
0.9463
0.9474
0.9484
0.9495
0.9505
0.9515
0.9525
0.9535
0.9545
1.7
0.9554
0.9564
0.9573
0.9582
0.9591
0.9599
0.9608
0.9616
0.9625
0.9633
1.8
0.9641
0.9648
0.9656
0.9664
0.9671
0.9678
0.9686
0.9693
0.97
0.9706
1.9
0.9713
0.9719
0.9726
0.9732
0.9738
0.9744
0.975
0.9756
0.9762
0.9767
在区间概率等P=0.9693*2-1=0.9386
②
按照95%的置信区间概率查找标准正太分布表，得到P=0.975（X=1.96），
由公式得到区间应该为[-1.96,+1.96]=[505.2960,514.7040]
2.6
未剔除前，
当a=0.05，
=[23,12,60,9,30,3,20,6,12,5]
=52.81
根据Grubbs准则，将243剔除
剔除以后，
，
2.7
查找标准正态分布表得到当置信区间P=0.98，X=2.33
经过变换得到区间为[909.8-9.4,909.8+9.4]
2.8
测量误差总是客观存在的，但是真值一般是无法准确得到的，因此也就不可能准确的知道测量误差的准确值，由此引出测量不确定度的概念。
2.9
A类不确定度的评定时应用统计的方法，一般对同一被测参量进行n次等精度测量得到。
B类不确定度是在测量次数较少，不能用统计方法计算测量结果的不确定度时。
2.10
=1/3*0.42=0.14（cm）
=0.17（cm）
选取置信率为P=0.95，k=1.65
则U=k*=0.28（cm）
该工件结果为
X=18.20.3（cm）（P=0.95）
第三章
3.1
测量范围：
是传感器或检测仪器按规定的精度对被测变量进行测量的允许范围。
上下限：
测量范围的最小值和最大值分别称为测量下限和测量上限。
量程：
用来表示测量范围大小，用测量上限和下限值的代数差表示。
关系：
给出传感器或者检测仪器的测量范围便值其测量上下限及量程，反之只给出传感器或者检测仪器的量程，却无法确定其上下限及测量范围。
3.2
灵敏度：
是指测量系统在静态测量时，输出量的增量与输入量的增量之比。
分辨力：
输出量发生变化时，输入量的最小变化量
二者不存在必然联系。
3.3
有理论直线法、端基法和最小二乘法。
精度最高的是最小二乘法，，最差的是理论直线法。
3.4
对于一阶系统，决定于时间常数，对于二阶系统，取决于固有角频率，阻尼比，放大倍数k.。
对于一个系统而言，延迟时间、上升时间，响应时间，峰值时间等，是一个系统动态性能好坏的反映。
3.5
幅度特性表达式为
，误差为11%
，误差为14%
3.6
不失真测量，需要检测系统的频率响应形为：
3.7
条件：
没有加速度、振动、冲击及室温环境（205C°
），相对湿度不大于85%，大气压力为（1017）kPa。
步骤：
略（P54）
3.8
略
3.9
主要因素：
略（见P57）
可靠性指标：
可靠度、失效率、平均寿命。
第四章
4.1
答：
金属电阻丝的应变效应是指金属材料的电阻相对变化与其线应变成正比的这种效应。
金属电阻丝的应变灵敏度系数是指公式中电阻应变量与几何应变量之间的比例系数。
同理，由教程公式（4-9）知半导体丝材的应变灵敏度系数为：
4.2
横向效应：
将直的金属丝绕成敏感栅后，虽然长度相同，但应变状态不同，应变片敏感栅的电阻变化要比直的金属丝要小；
横向效应使得测试的灵敏系数降低了；
为了减小横向效应的影响可采用短接式或直角式横栅，采用箔式应变片也可有效
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