《传感器及其应用》第一章习题答案

第一章思考题与习题1、什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？答：输入量为常量或变化很慢情况下，输出与输入两者之间的关系称为传感器的静态特性。它的性能指标有：线性度、迟滞、重复性、灵敏度与灵敏度误差、分辨率与阈值、稳定性、温度稳定性、抗干扰稳定性和静态误差（静态测量不确定性或精度）。2、传感器动特性取决于什么因素？答：传感器动特性取决于传感器的组成环节和输入量，对于不同的组成环节（接触环节、模拟环节、数字环节等）和不同形式的输入量（正弦、阶跃、脉冲等）其动特性和性能指标不同。3、某传感器给定相对误差为2%FS，满度值输出为50mV，求可能出现的最大误差δ（以mV计）。当传感器使用在满刻度的1/2和1/8时计算可能产生的百分误差。并由此说明使用传感器选择适当量程的重要性。已知：FS%2,mVyFS50；求：δm=？解：∵%100FSmy；∴mVyFSm1%100若:FSFSyy211则:%4%100251%1001FSmy若:FSFSyy812则:%16%10025.61%1002FSmy由此说明,在测量时一般被测量接近量程(一般为量程的2/3以上),测得的值误差小一些。4、有一个传感器，其微分方程为xydtdy15.03/30，其中y为输出电压（mV），x为输入温度（0C），试求该传感器的时间常数τ和静态灵敏度k。已知：xydtdy15.03/30；求：τ=？，k=?解：将xydtdy15.03/30化为标准方程式为：xydtdy05.0/10与一阶传感器的标准方程：kxydtdy比较有：)/(05.0)(100CmVks5、已知某二阶系统传感器的自振频率f0=20kHz,阻尼比ξ=0.1，若要求传感器的输出幅值误差小于3%，试确定该传感器的工作频率范围。已知：f0=20kHz,ξ=0.1。求：%3时的工作频率范围。解：二阶传感器频率特性(p14-1—30式)∵2222)2()1()(kk∴%3)2()1(11)(2222kkk式中：1.0816.1252000skHzf则有：)2(011.198.0)1(95.098.0023.1)98.0(903.0)98.0(063,196.11943.096.11063.1)2()1(943.0)2()1(97.0/1)2()1(03.1/1)2()1(03.0)2()1(1103.0)2()1(11%3)2()1(11%3%3)2()1(1122222222224422442222222222222222222222222222222222由（1）式：kHzkHz7.1737.2195.098.095.098.0212222由（2）式：kHz3.1760011.198.0011.198.0212222即：kHzkHzkHz3.1767.1737.210取：kHz7.210则有：kHzkHzf44.32/7.210