现代测试技术作业题解.docx

1、现代测试技术作业题解第二章习题1现校准为量程100mV，表盘刻度为100等份毫伏表，见表。 题1：测量数据被校表示值UX（mV）102030405060708090100标准表示值U0（mV）绝对误差U（mV）试求：计算各校准点的绝对误差，并填入表中； 肯定被校表的准确度品级；解： 最大引用误差为： 所以应该取a=2某四位半数字电压表，量程为2V，工作误差为= （%UX+2个字） 用该表测量时，读数别离为和，试求两种情况下的测量误 差。从计算结果中可取得什么启迪？解：四位半仪表在2V量程下的显示范围是 0，分辨率为。当测量值为时绝对误差和相对误不同离为：当测量值为时绝对误差和相对误不同离为：可

2、以看出，测量结果的测量误差不仅和仪表的准确度有关，而且和量程的选择有关。测量值与量程越近，测量误差越小。3对某直流电压源的输出电压U进行10次 ，读数如表所示。 题3：测量数据次数12345678910U/V求输出电压的算术平均值及其标准差.。在正态散布、置信概率为99%的情况下，输出电压的真值应在什么范围内。解： 测量数据的平均值为：测量数据的标准差为测量数据平均值的标准差为：当为正态散布，P=99%，取置信因子K=，则置信区间为4. 用直流电桥对某电阻进行重复测量，测量读数见表。 题4：测量数据次数12345678910R/ 已知直流电桥的允许误差，试求：.被测电阻的平均值。.被测电阻的A

3、类不肯定度和B类不肯定度。被测电阻的合成不肯定度。在时，被测电阻的扩展不肯定度和测量结果的完整表达式。解： 被测电阻的平均值：被测电阻的标准差：A类不肯定度为B类不肯定度为合成不肯定度的 A类不肯定度和B类不肯定度属于独立误差分量，误差传递系数为1，所以的合成不肯定度为：当k=3时，的扩展不肯定度最后的测量结果5 铜电阻的电阻值与温度之间关系为，在不同温度下，测得铜电阻的电阻值如下表所示。 题5：测量数据 试估量0oC时的铜电阻的电阻值和铜电阻的电阻温度系数，并估量出和的标准差。 实际测量中，可按照测得的电阻由的反函数求出被测温度。已知电阻=，的测量误差为%，求被测温度。 计算被测温度的合成标

4、准不肯定度和置信因子为时的扩展不肯定度 。解：1将上表数据两两一组，分成6组，每一组利用最小二乘法可以取得一个R0和()()()()()()R0 .00058 2由题给关系可得当Rt=时， t= ，合成不肯定度现代测试技术习题二一、一个测压记录系统框图如下： 已知：S1=10-4mvPa-1, S2=10, 分度值K=50mvcm-1,记录仪最大记录幅度Lm=5cm , 最小可分辨幅度L=0.5mm, 求系统可测量最大压力与分辨率。 解：传感系统的灵敏度cm/Pa最大可测量压力：pa 分辨率： =pa二、某测量环节的微分方程为： 试问：4.是几阶测量系统？ 一阶系统5.时间常数=？ 6.写出传

5、递函数； 7.写出频率（响应）特性； 8.若可使参量P缩小10倍，即 ，q增大10倍，即q=10q，那么该系统的时间常数将有何转变？系统的工作频带将有何转变？解： 转折频率：，所以工作频带扩展100倍3、 已知某测量环节的传函数W1(S)、W2(S)。 （1）试求相应的、 或、值。解：W1：K=1， ， ，W2：K=1， ，（2）由W1(S)、W2(S)组成一测量系统。试问：当工作信号频率时将有多大的幅值动态误差 解：这个测量系统是由一个一阶系统和一个二阶系统组成的， =%4、某测量环节的输入信号为一方波，其频率f=6HZ，在示波器上观察到方波幅值有40格，再用示波器观察该测量环节的输出波形（

6、阶跃响应）y(t)及其数值如下：时间t1t2t3t4t5t6t7t8t响应y(t)格 试判断该测量环节是不是为一阶系统? 它的时间常数=? 转折频率 该系统之（通）频带是多少? 若输入被测信号的频率为时, 输出信号的幅值频率误差 =? 若被测信号的频率为10, 输出信号幅值将有多大转变? 写出频率特性表达式及微分方程式。解：一阶系统响应 ： 令 可得 列出Z-t关系如下t1t2t3t4t5t6t7t8tZ绘制Z-t图可以近似看做是一条直线，所以该系统是一阶系统。由题图可知：11 当被测信号的频率为10 该系统频率特性表达式H（）=五、已知一热电偶的时间常数s, 若是用它来测量一台炉子的温度，炉

7、内温度在 540和500之间按近似正弦曲线波动，周期为80s，静态灵敏度k=1，试求该热电偶输出的最大值和最小值，和输入与输出信号之间的相位差和滞后时间。解：题给条件可知： 炉内温度函数 热电偶的频率特性： 热电偶测得的温度为： 时间滞后：第4章作业题解1某热电阻的特性为，测量系统见下图，电流源输出5 mA，标准电阻100 ，A/D转换器的输入电压0 2 V，测温上限200C，试计算：要求分辨率为0.2C时，A/D转换器的位数；放大器的放大倍数；若是改用单恒流源会带来什么问题？ 解：（1）若需分辨力为0.2， 则所以n取10位就可以够知足 21010241000（2）分辨力为因为放大器前端输入

8、电压（双电流源输出电压）与温度t的关系为（3）若是改成单恒流源，则在输入T为0时，仍有输出电压U=I0R0会进入A/D转换器，从而造成A/D转换器中有一部份量程未用，浪费了。二、 下图中的热电偶均为镍铬镍硅热偶 毫伏计示值： mV3.测量电路如图所示，数字电压表的读数为，热电偶与电压表用补偿导线连接，被测温度应为 120 。 4.采用镍铬镍硅热偶组成一个测温系统，利用8位A/D转换器，A/D转换器满量程输入电压位5V。试求：1)A/D转换器的量化值q？2)测温系统分辨率为1，需要放大器的放大倍数是多少?3)测温系统的测温范围有多大？4)当参考端温度为20，热电偶输出为,被测温度是多少？解：(1

9、) q=5000/28= (2) 得 (3) 得 （4）由中间温度定律 E(T,0)=E(T,T1)+E(T1,0) =+ = 查表 T=170附注：镍铬镍硅热电偶特性（冷端温度为0）U t mV t010203040506070809010001002005.一个测温系统如图所示，采用铜热电阻RT为测温传感器，并和单臂电桥组成电路。已知铜热电阻，当温度T=0时，R1=R2=R3=RT=R0=100。（1）推导测温系统的输出（U）输入（T）的表达式；（2）计算当T=0时、10、100时测温系统的输出值U；（3）推导测温系统的灵敏度的表达式为，并计算T=0时、10、100时相应的灵敏度数值S0、S10、S100；（4）测温期间电源电压波动=，求由此引入的最大测温误差=？，测温范围（0100）。