傳感器原理及工程應(yīng)用第三版答案郁有文、西安電子科技大學(xué)出版

1、12121什么叫傳感器？它由哪幾部分組成？它們的作用及相互關(guān)系如何？什么叫傳感器？它由哪幾部分組成？它們的作用及相互關(guān)系如何？【答】【答】1、傳感器是能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。2、傳感器由：敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、信號(hào)調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路和輔助的電源組成。3、它們的作用是：（1）敏感元件：是指?jìng)鞲衅髦心苤苯痈惺芑蝽憫?yīng)被測(cè)量的部分；（2）轉(zhuǎn)換元件：是指?jìng)鞲衅髦心軐⒚舾性惺芑蝽憫?yīng)的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測(cè)量

2、的電信號(hào)部分；（3）信號(hào)調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路：由于傳感器輸出信號(hào)一般都很微弱，需要有信號(hào)調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路，進(jìn)行放大、運(yùn)算調(diào)制等；（4）輔助的電源：此外信號(hào)調(diào)理轉(zhuǎn)換電路以及傳感器的工作必須有輔助的電源。4、最簡單的傳感器由一個(gè)敏感元件(兼轉(zhuǎn)換元件)組成，它感受被測(cè)量時(shí)直接輸出電量，如熱電偶。有些傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，沒有轉(zhuǎn)換電路，如壓電式加速度傳感器，其中質(zhì)量塊m是敏感元件，壓電片（塊）是轉(zhuǎn)換元件。有些傳感器，轉(zhuǎn)換元件不只一個(gè)，要經(jīng)過若

3、干次轉(zhuǎn)換。2222什么是傳感器的靜態(tài)特性？它有哪些性能指標(biāo)？分別說明這些性能指標(biāo)的含義。什么是傳感器的靜態(tài)特性？它有哪些性能指標(biāo)？分別說明這些性能指標(biāo)的含義。【答】【答】1、傳感器的靜態(tài)特性是指被測(cè)量的值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的輸出與輸入的關(guān)系。也即當(dāng)輸入量為常量，或變化極慢時(shí)，這一關(guān)系就稱為靜態(tài)特性。2、靜態(tài)特性性能指標(biāo)包括：線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性和漂移等。3、性能指標(biāo)：（1）靈敏度：輸出量增量Δy與引起輸出量增量Δy的相應(yīng)輸入量增量Δ

4、x之比。用S表示靈敏度，即（2）線性度：傳感器的線性度是指在全量程范圍內(nèi)實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的最大偏差值ΔLmax與滿量程輸出值YFS之比。線性度也稱為非線性誤差，用γL表示，即（3）遲滯：傳感器在輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到小（反行程）變化期間其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象稱為遲滯。用γH表示，遲滯誤差又稱為回差或變差。即：（4）重復(fù)性：重復(fù)性是指?jìng)鞲衅髟谳斎肓堪赐环较蜃魅砍踢B續(xù)多次變化時(shí)，所得特性曲線不一致的程度

5、。重復(fù)性誤差屬于隨機(jī)誤差，常用標(biāo)準(zhǔn)差σ計(jì)算，也可用正反行程中最大重復(fù)差值ΔRmax計(jì)算，即%100max????FSLYL?%100max???FSHYH?%100)3~2(???FSRY??xyS???3?跟隨角Φ0.707:當(dāng)ω=ω0.707時(shí)，對(duì)應(yīng)于相頻特性上的相角，即為跟隨角。2424某壓力傳感器測(cè)試數(shù)據(jù)如表某壓力傳感器測(cè)試數(shù)據(jù)如表2121所示，計(jì)算非線性誤差（線性度）所示，計(jì)算非線性誤差（線性度）、遲滯、重復(fù)性誤差和總精度。、

6、遲滯、重復(fù)性誤差和總精度。表2121壓力傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)壓力傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)輸出電壓mV第一循環(huán)第二循環(huán)第三循環(huán)輸入壓力MPa正行程反行程正行程反行程正行程反行程02.732.712.712.682.682.690.020.560.660.610.680.640.690.043.964.063.994.094.034.110.067.407.497.437.537.457.520.0810.8810.9510.8910.9310.9410.

7、990.1014.4214.4214.4714.4714.4614.46【解】【解】1、端點(diǎn)平移法、端點(diǎn)平移法線性度線性度（1）端點(diǎn)直線擬合）端點(diǎn)直線擬合求出各個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)正、反程6個(gè)輸出電壓的算術(shù)平均值。由兩個(gè)端點(diǎn)的數(shù)據(jù)，可知端點(diǎn)直線的截距為截距為b=2.70mVb=2.70mV，斜率為，斜率為：PamVxyk105.17101.070.245.146?????????按照端點(diǎn)直線y=171.5x2.7（y=kxb），求各個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)輸出電壓