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1模块一认识传感器与检测技术思考题与练习题分析


《传感器与检测技术项目教程》
统一书号:ISBN 978-7-111-48817-0 课程配套网站:www.sensor-measurement.net 或 www.liangsen.net 2015 年 2 月第 1 版

模块一

认识传感器与检测技术
解题分析参考

思考与练习题

r />(填空中的红色文字并不等于就是答案, 只是给出了怎样选择 A、B、C、D 中正确的一个答案的分析方法) 1-1 单项选择题 1)在工程中,“换能器”、“检测器”、“探头”等名词均与___这些都是传感器的传 感头部___同义。 A.信号调理装置 B.显示器 C.执行机构 D.传感器 2)某数字式压力表的量程为 0~999.9Pa,当被测量小于___最后一位数字所代表的数值 以及单位___Pa 时,仪表的输出不变。 A.9 B.1.0 C.0.9 D.0.1 3)重要场合使用的元器件或仪表,购入后需进行高、低温循环老化试验,其目的是为 了___尽快让有问题仪表暴露问题___。 A.提高准确度 B.加速其衰老 C.测试其各项性能指标 D.提早发现故障, 提高可靠性 4)某传感器的故障率为 5.8%/kh,当运行时间达到 1000h 时,发生故障的概率大致为 ___“kh”是 1000 小时的意思___。 A.5.8% B.58% C.100% D.1000% 5)电工实验中,采用平衡电桥测量电阻的阻值,属于___使用平衡式仪表时,要努力使 它的指针指到零点___测量,而用动圈式电压表测量电压,属于___使用偏位式仪表时,仪表 的指针从零位偏向到被测数值的位置___测量。 A.偏位式 B.零位式 C.微差式 D.非接触式 6)在仪表的误差校验中,最常用到的真值是___大部分被测量是没有理论真值、约定真 值的,光是测量绝对真值是不够的,还要看测量的范围大不大___。 A.理论真值 B.约定真值 C.相对真值 D.绝对真值 7)某采购员分别在三家商店购买 100kg 大米、10kg 苹果、1kg 巧克力,发现均缺少约 0.5kg,但该采购员对卖巧克力的商店意见最大,在这个例子中,产生此心理作用的主要因 素是___巧克力的基数太小了,如果两斤差了一斤,换谁都心里不舒服,但是,200 斤的大 米,差这么半斤就算了___。 A.绝对误差 B.示值相对误差 C.引用误差 D.准确度等级 8)同类仪表的准确度等级数值越小,___准确度等级的数值小,满度相对误差就小,格 就很客观哈!___。 A.准确度就越高,价格就越贵 B.准确度就越低,价格就越便宜 C.准确度就 越高,价格就越便宜 D.准确度就越低,价格就越高 9)在选购线性仪表时,必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。这时应尽量使选购

1

的仪表量程为欲测量的___选购的仪表量程应略大于被测量___左右为宜。 A.3 倍 B.10 倍 C.1.5 倍 D.0.75 倍 10)用万用表交流电压挡(频率上限为 5kHz)测量 100kHz、10V 左右的高频电压,发 现示值不到 2V(跟不上高频电压的变化),该误差属于___“跟不上”的意思就是被测量的 变化太快了___。 用该表的直流电压挡测量同一节 5 号干电池电压, 发现每次示值均为 1.76V, 该误差属于___“每次示值均为 1.76V”是“误差固定不变”的意思___。 A.系统误差 B.粗大误差 C.随机误差 D.动态误差 1-2 分析、计算题 1. 上网搜索、 下载 “衡器计量名词术语及定义” 、 “应变式称重传感器的设计与计算” 、 “应变式称重传感器技术动向和发展趋势”、“数字式汽车衡的安装与调试方法”、“SCS 汽车衡”、“皮带秤”等资料,简述其主要内容。 2.观察家用电饭煲的结构,上网搜索有关资料,画出电饭煲测控系统的原理框图。 3.各举出两个日常生活中非电量电测的例子来说明: 1)静态测量;2)动态测量;3)直接测量;4)间接测量;5)接触式测量;6)非接触 式测量;7)在线测量;8)离线测量。 4.有一压力传感器,测量范围为 50~300kPa,输出特性如图 1-12 所示,请用作图法求 取该压力传感器在输入为 70kPa 时的灵敏度 K70,并画出作图过程。

K70 ?

ΔI 输出电流(也就是三角形的垂线边) = Δp 正的最大值-负的最大值(也就是三角形的底边)

5.有一温度表,测量范围为-50~250℃,准确度等级为 0.2 级,求: 1)该温度表可能出现的最大绝对误差 Δm。 2)当示值分别为-50℃、10℃、200℃时,可能产生的最大示值相对误差 γ-50、γ10、γ200。 解 1) Δm = ?

S ? ( Amax -Amin ) 100

2) ? -50 ?

? Δm ? 100% ,以此类推 -50℃x

6.欲测量 240V 左右的电压,要求测量示值相对误差的绝对值不大于 0.6%,求: 1)允许的最大绝对误差不应超过多少伏? 2)若选用量程为 500V 电压表,其准确度应选模拟仪表中常用的哪一个等级? 解 1)Δm=0.6%×240V?? 2)γm=Δm/Am??,取的准确度级别(见表 1-3)应略优于计数值
2

(数值越小,准确度越高) 7.某一仪表公司生产 500V 电压表,绝大部分产品的满度相对误差能够控制在 0.15%~0.28%之间,由于产品的技术指标应优于产品说明书所规定准确度等级,请查表 1-3, 确定出厂指标应定为哪一级? 解:查表 1-3,确定出厂指标应劣于 0.28%(数值大于 0.28%), 取查表 1-3 中的标准的等级。 8.指出下列情况哪些属于粗大误差?哪些属于系统误差?哪些属于随机误差? 1)看错电压表的量程倍数 看错电压表的量程倍数的误差是很大滴! 2)打雷时出现的输出电压跳变。 打雷时出现的输出电压跳变引起的误差是很大滴! 3)天平未调水平; 天平未调水平时,每次的读数都是固定那么几个毫克。 4)游标卡尺零点不准。 游标卡尺零点不准时,每次的读数都是固定那么几个微米。 5)电子秤内部温度逐渐增大产生的输出温漂。 温漂的误差是按一定规律变化! 6)弹簧秤的弹簧逐渐失去弹性。 弹簧秤的弹簧逐渐失去弹性引起的误差是按一定规律变化! 7)电桥检流计的零点漂移。 电桥检流计的零点漂移引起的误差是按一定规律变化! 8)欧姆表表棒的接触电阻。 欧姆表表棒的接触电阻每次都不一样的! 9)电网电压的微小跳变给测温仪表带来的误差。 电网电压的微小跳变引起的误差每次都不一样的! 9.射击弹着点示意图如图 1-22 所示,请分别说明图 a、b、c 各包含什么误差。

图 1-22

射击弹着点示意图

解 a——误差基本固定;b——误差忽大忽小;c——偶然出现的。 10.用核辐射式测厚仪对钢板的厚度进行 6 次等精度测量,所得数据如下表,请指出哪 几个数值明显为粗大误差?在剔除明显的粗大误差后,用式(1-9)所示的算术平均值公式 计算钢板的大致厚度 d 为多少毫米?
i 1 2 3 4 5 di/mm 8.00 8.03 7.98 6.99 9.03

3

6

7.99

解 若快速、连续测得多个测量值后,首先剔除粗大误差。测量领域有很复杂的计算和剔除 粗大误差的方法。本高职模块不采用计算法,而是采用体操、跳水等比赛的裁判方法:去掉 若干个最高值,去掉若干个最低值,然后取平均,从而得到较为精确的测量结果。 n d ???????? + + + =??mm 解 d ? 1 ? Ai ? d1 ? d 2 ? d 3? … ? n = n i ?1 n 4

4


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