传感器技术第三版课后答案贾伯年

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＝ΔA/YFS＊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w(jw)=K/(1+jωη),确定输出信号失真、测量结果在所要求精度的工作段，即由B/A=K/(1+(ωη)2)1/2,从而确定ω，进而求出f=ω/(2π). 1－6：答：若某传感器的位移特性曲线方程为y1=a0+a1x+a2x+a3x+…….

让另一传感器感受相反方向的位移，其特性曲线方程为y

仅供参考 习题1

1-1衡量传感器静态特性的主要指标有哪些？说说它们的含义。

答：

1、 线性度： 表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线之间的吻合（或偏离）程度的指标。

2、 灵敏度：传感器输出量增量与被测输入量增量之比。

3、 分辨力：传感器在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化量。 4、回差：反映传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程过程中对应于同一输入量，输出量曲线的不重合程度指标。

5、重复性：衡量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全程连续多次变动时，所得特性曲线间一致程度的指标。

6、阈值：是能使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值，即零位附近的分辨力。

7、稳定性：传感器在相当长时间内仍保持其性能的能力。

8、漂移：指在一定时间间隔内，传感器输出量存在着与被测输人量无关的、不需要的变化。

9、静态误差(精度）：指传感器在满量程内任一点输出值相对其理 论值的可能偏离(逼近)程度。它表示采用该传感器进行静态测量时所得数值的不确定度。

1-2 计算传感器线性度的方法有哪几种？差别何在？

答：

1、 理论直线法：以传感器的理论特性线作为拟合直线，与实际测试值无关。 2、 端点直线法：以传感

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＝ΔA/YFS＊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w(jw)=K/(1+jωτ),确定输出信号失真、测量结果在

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所要求精度的工作段，即由B/A=K/(1+(ωτ)),从而确定ω，进而求出f=ω/(2π). 1－6：答：若某传感器的位移特性曲线方程为y1=a0+a1x+a2x2+a3x3+…….

让另一传感器感受相反方向的位移，其特性曲线方程

《传感器原理及工程应用》习题答案

1－10 对某节流元件（孔板）开孔直径d20的尺寸进行了15次测量，测量数据如下（单位：mm）： 120.42 120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 120.30 120.40 120.43 120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40

试用格拉布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差，并写出其测量结果。

解：

对测量数据列表如下： 序号 测量值 d20(mm) 残余误差 vi?(d20i?d20)(mm) 残余误差 vi?(d20i?d20(i?7))(mm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 d20?120.404mm d20(i?7)?120.411mm15120.42 120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 120.30 120.40 120.43 120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40 0.016 0.026 －0.004 0.016 0.026 －0.014 －0.104 －0.004 0.026 0.006 0.02

《传感器原理及工程应用》习题答案

1－10 对某节流元件（孔板）开孔直径d20的尺寸进行了15次测量，测量数据如下（单位：mm）： 120.42 120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 120.30 120.40 120.43 120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40

试用格拉布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差，并写出其测量结果。

解：

对测量数据列表如下： 序号 测量值 d20(mm) 残余误差 vi?(d20i?d20)(mm) 残余误差 vi?(d20i?d20(i?7))(mm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 d20?120.404mm d20(i?7)?120.411mm15120.42 120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 120.30 120.40 120.43 120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40 0.016 0.026 －0.004 0.016 0.026 －0.014 －0.104 －0.004 0.026 0.006 0.02

第二章习题

2.1判断下列抽样方法是否是等概的：

（1）总体编号1~64，在0~99中产生随机数r，若r=0或r>64则舍弃重抽。 （2）总体编号1~64，在0~99中产生随机数r，r处以64的余数作为抽中的数，若余数为0则抽中64.

（3）总体20000~21000，从1~1000中产生随机数r。然后用r+19999作为被抽选的数。

解析：等概抽样属于概率抽样，概率抽样具有一些几个特点：第一，按照一定的概率以随机原则抽取样本。第二，每个单元被抽中的概率是已知的，或者是可以计算的。第三，当用样本对总体目标进行估计时，要考虑到该样本被抽中的概率。 因此（1）中只有1~64是可能被抽中的，故不是等概的。（2）不是等概的【原因】（3）是等概的。 2.2抽样理论和数理统计中关于样本均值y的定义和性质有哪些不同？ 解析：抽样理论和数理统计中关于样本均值的定义和性质的不同 抽样理论 概率统计 定义 1ny??yi ni?1 nCNnCN11.期望Ey??y?i?P?i???y?i?n?Y CNi?1i?1???1n?1n1.期望Ey?E??yi???E?yi? ?ni?1?ni?1??2.方差Vy??y?i??Ey?i?P?i? i?1??n

第二章习题

2.1判断下列抽样方法是否是等概的：

（1）总体编号1~64，在0~99中产生随机数r，若r=0或r>64则舍弃重抽。 （2）总体编号1~64，在0~99中产生随机数r，r处以64的余数作为抽中的数，若余数为0则抽中64.

（3）总体20000~21000，从1~1000中产生随机数r。然后用r+19999作为被抽选的数。

解析：等概抽样属于概率抽样，概率抽样具有一些几个特点：第一，按照一定的概率以随机原则抽取样本。第二，每个单元被抽中的概率是已知的，或者是可以计算的。第三，当用样本对总体目标进行估计时，要考虑到该样本被抽中的概率。 因此（1）中只有1~64是可能被抽中的，故不是等概的。（2）不是等概的【原因】（3）是等概的。 2.2抽样理论和数理统计中关于样本均值y的定义和性质有哪些不同？ 解析：抽样理论和数理统计中关于样本均值的定义和性质的不同 抽样理论 概率统计 定义 1ny??yi ni?1 nCNnCN11.期望Ey??y?i?P?i???y?i?n?Y CNi?1i?1???1n?1n1.期望Ey?E??yi???E?yi? ?ni?1?ni?1??2.方差Vy??y?i??Ey?i?P?i? i?1??n

简答题

1、说明动物细胞培养反应器中流体剪切力的主要来源？ P210

主要来源为：机械剪切力、气体搅拌剪切力

2、说明固定化酶反应的Φ模数的物理意义，它与那些变量与参数有关？ P103

Φ = 表面浓度下的反应速率 / 内扩散速率

= 最大反应速率的特征值 / 最大内扩散速率的特征值 一级反应：Φ1=VPSPkV1 Φ1 = Φ1 (VP，SP，kV1，De) DeΦ与内扩散速率、反应速率、内扩散阻力、对反应速率的限制程度、有效因子η等有关，而内扩散的有效因子又和颗粒粒度、颗粒活性、孔隙率、孔径、反应温度等有关

3、哪些传递过程特性与流体流动的微观效应有关？ P223，P298 7-30，PPT P1图

4、从反应器内物料混合的角度说明反应器放大过程中传递过程特性的变化？ P235

有流体流变特性、流体剪切作用、传质特性、氧的传递、质量传递

5、说明生物反应器中对流体剪切力的估计参数有哪些？ P210

通过混合，可使反应器中物料组成与温度、pH分布更趋于均匀，可强化反应体系的传质与传热，使细胞或颗粒保持悬浮状态

(1) 宏观混合：机械搅拌反应物流发生设备尺寸环流，物料在设备尺度上得到混合，对连续流动反应器即为返混

(2) 微观混

第10章 综合练习题

[填空练习题]

10-1 （1）传感器静态特性指标主要有--------------、------------、、----------------、-------------等.而其动态特性指标主要有----------------和----------------两部分.

(2) 传感器的精度A含义是------------------------------------------------,根据精度等级概念,若测得某传感器A=0.48%,则该传感器应定为----------------级精度.

*100% (3) 传感器线度 A含义是--------------------------------------,拟合刻度直线方法有最小二乘法三种。

(4) 某电容式位移传感器,当被测位移变化量△X=50 m,相应输出电容变化量△C=25PF,其maxLF S 平均灵敏度为 ------------- ;用切线法求得线性度为1%.若现采用差动式电容结构,其灵敏度应为-------------,用切线法求得线性度应为-------------..

(5) 传感器的最小检测量是指------------------------

《绪论》

0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。

答：我国的法定计量单位是以国际单位制(SI)为基础并选用少数其他单位制的计量单位来组成的。 1．基本单位

根据国际单位制(SI)，七个基本量的单位分别是：长度——米(Metre)、质量——千克(Kilogram)、时间——秒(Second)、温度——开尔文(Kelvn)、电流——安培(Ampere)、发光强度——坎德拉(Candela)、物质的量——摩尔(Mol>。

它们的单位代号分别为：米(m))、千克(kg)、秒(s)、开(K)、安(A)、坎(cd)、摩(mol)。 国际单位制(SI)的基本单位的定义为：

米(m)是光在真空中，在1／299792458s的时间间隔内所经路程的长度。 千克(kg)是质量单位，等于国际千克原器的质量。

秒(s)是铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁对应的辐射9192631770个周期的持续时间。

安培(A)是电流单位。在真空中，两根相距1m的无限长、截面积可以忽略的平行圆直导线内通过等量恒定

-7

电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为2×10N，则每根导线中的电流为1A。 开尔文(K)是热力学温度单位，等