第一章1.1答：隨著我國工業化、資訊化步伐加快，現代化建設中的各行各業高效生產對感測器也檢測技術的依賴逐步加深。比如：先進的感測器技術助力現代化石油鑽井平台建設。
為了能夠可靠地採集鑽井平台鈷機塔架上運動部件的終點位置，使用了感應式感測器。在整個新型鑽井中共使用了60個這樣的感應式感測器，方形的接近開關對鋼質目標的感應距離增大到20mm, 滿足了近海海上勘探工作環境極為惡劣的所有要求。
1.2答：自動檢測系統組成框圖如下：
對於感測器，一般要求是：
①準確性：輸出訊號必須反映其輸入量，即被測量的變化。因此，感測器的輸出與輸入關係必須是嚴格的單值函式關係，最好是線性關係。
②穩定性：感測器的輸入、輸出的單值函式關係最好不隨時間和溫度二變化，受外界其他因素的干擾影響亦很小，重複性要好。
③靈敏度：即被測參量較小的變化就可使感測器獲得較大的輸出訊號。 ④其他：如耐腐蝕性、功耗、輸出訊號形式、體積、售價等。
1.3答：功能：
訊號調理：在檢測系統中的作用是對感測器輸出的微弱訊號進行檢波、轉換、濾波、放大等，以方便檢測系統後續處理或顯示。
訊號處理：訊號處理時自動檢測儀表，檢測系統進行資料處理和各種控制的中樞環節，其作用和人類的大腦相類似。
區別：訊號調理作用是把訊號規格化，濾除干擾，訊號處理則是提取訊號中的資訊，並對這些資訊按照功能要求進行處理。可以說，訊號調理是進行訊號處理的基礎。
組成：訊號調理：訊號放大、訊號濾波、a/d轉換
訊號處理：主要是各種訊號的嵌入式微控制器、專用高速資料處理器（dsp）等
1.4答：分類見表1-1(p8)
1.5答：按照被測參量分類，可以分成測量：電工量、熱工量、機械量、物性和成分量、光學量、狀態量等。
1.6答：1.不斷拓展測量範圍，提高管檢測精度和可靠性
2重視非接觸式檢測技術研究 3檢測系統智慧型化
第二章2.1
答：隨機誤差：檢測儀器或者測量過程中某些未知或無法控制的隨機因素（如儀器某些原件器件效能不穩定、外界溫度、濕度變化，空中電磁波擾動等）綜合作用的結果。
隨機誤差的變化通常難以**，因此也無法通過實驗的方法確定、修正和消除。但是通過足夠多的測量比較可以發現隨機誤差服從某種統計規律。從而進行消除。
系統誤差：產生原因大體有：測量所用的工具本身效能不完善或者安裝、布置、調整不當；在測量過程中的溫度濕度、氣壓、電磁干擾等環境條件發生變化；測量方法不完善、或者測量所依據的理論本身不完善；操作人員視讀方式不當等。
系統誤差產生的原因和變化規律一般可以通過實驗和分析查出，因此系統誤差可以設法確定並消除。 粗大誤差：一般由外界重大干擾或者儀器故障或不正確的操作引起。
存在粗大誤差的測量值一般容易發現，發現後應當立即剔除。
2.2答：工業檢測儀器（系統）常以最大引用誤差作為判斷其準確度等級的尺度，儀表準確度習慣上稱精度，準確度等級習慣稱為精度等級。
人為規定，取最大引用誤差百分數的分子作為檢測儀器（系統）精度等級的標誌，即用最大引用誤差去掉正負號和百分比號後的數字來表
示精度等級。
2.3答：20*0.005=0.1（v）
150*0.001=0.15（v）
由計算結果知，表一不僅有更小的絕對誤差，並且其量程對於測量5v的電壓更合理。所以選擇表一。
2.4答：馬利科夫準則 x =
28.0300 28.0100 27.
9800 27.9400 27.9600 28.
0200 28.0000 27.9300 27.
9500 27.9000
x?27.972
?i=0.0580 0.
0380 0.0080 -0.0320 -0.
0120 0.0480 0.0280 -0.
0420 -0.0220 -0.0720 d=0.
12>?i
所繫系統存**性系統誤差阿貝—赫梅特準則 a=0.0047
?2=0.00166
a=0.0047<?2
n?1=0.0054
系統中不存在週期性系統誤差
2.5①要求|ri?r0|?
2.8的概率，已知標準差?=1.
5 經過標準正態分佈變換，|ri?r0|?2.
8 , |?|?2.
8 , |經過查表可知
??02.8
|?=1.8667≈1.87 ??
??x???x
??12?
t2dt2
在區間概率等p=0.9693*2-1=0.9386 ②
按照95%的置信區間概率查詢標準正太分布表，得到p=0.975(x=1.96)， 由公式|
r0?ri
?|?x?1.96得到區間應該為[r0-1.96?,r0+1.96?]=[505.2960,514.7040]
2.6未剔除前x?183，??24.224 當a=0.05，kg(n,a)?2.18
|?xk|=[23 ,12 ,60 ,9 ,30 ,3 ,20 ,6 ,12 ,5]
kg(n,a)*?(x)=52.81
根據grubbs準則，將243剔除剔除以後，
x?176.3，??14.4 2.7
x?909.8，??4.045
查詢標準正態分佈表得到當置信區間p=0.98，x=2.33 經過變換得到區間為[909.8-9.4, 909.8+9.4]
2.8答：測量誤差總是客觀存在的，但是真值一般是無法準確得到的，因此也就不可能準確的知道測量誤差的準確值，由此引出測量不確定度的概念。
2.9答：a類不確定度的評定時應用統計的方法，一般對同一被測參量進行n次等精度測量得到。 b類不確定度是在測量次數較少，不能用統計方法計算測量結果的不確定度時。
2.10
x?18.18，??
0.42
ua??(x)?
(x)=1/3*0.42=0.14(cm) uc?選取置信率為p=0.95，k=1.65 則u=k*uc=0.28(cm) 該工件結果為
x=18.2?0.3（cm）（p=0.95）
第三章3.1
答：測量範圍：是感測器或檢測儀器按規定的精度對被測變數進行測量的允許範圍。 上下限：測量範圍的最小值和最大值分別稱為測量下限和測量上限。
量程：用來表示測量範圍大小，用測量上限和下限值的代數差表示。
關係：給出感測器或者檢測儀器的測量範圍便值其測量上下限及量程，反之只給出感測器或者檢測儀器的量程，卻無法確定其上下限及測量範圍。
3.2答：靈敏度：是指測量系統在靜態測量時，輸出量的增量與輸入量的增量之比。 分辨力：輸出量發生變化時，輸入量的最小變化量
二者不存在必然聯絡。
3.3答：有理論直線法、端基法和最小二乘法。精度最高的是最小二乘法，，最差的是理論直線法。
3.4答：對於一階系統，決定於時間常數?
，對於二階系統，取決於固有角頻率?n，阻尼比?，放大倍數k.。
對於乙個系統而言，延遲時間ts、上公升時間tr，響應時間ts，峰值時間tp等，是乙個系統動態效能好壞的反映。
3.5 y(s)k? 12x(s)s?2s?12答：h(s)??n?n
k幅度特性表示式為 a(?)?|h(j?)|?
[1?(
a(1000)?k ?22?)]?[2?()]2?n?n
a(500)?k?1.11k，誤差為11% 4
k?1.14k，誤差為14% 481
25a(800)?
3.6答：不失真測量，需要檢測系統的頻率響應形為：
h(?)?a(?)ej?(?)?y(?)?a0e?j?? x(?)
3.7答：條件：沒有加速度、振動、衝擊及室溫環境（20?5 c°），相對濕度不大於85%，大氣壓力為（101?7）kpa。
步驟：略（p54）
3.8略
3.9答：主要因素：略（見p57）
可靠性指標：可靠度、失效率、平均壽命。
第四章4.1
答：金屬電阻絲的應變效應是指金屬材料的電阻相對變化與其線應變?成正比的這種效應。
dr?[(1?2?
)?c(1?2?
)]??km?r金屬電阻絲的應變靈敏度係數是指公式中電阻
應變數與幾何應變數之間的比例係數km?(1?2?)?c(1?2?)。
同理，由教程公式（4-9）知半導體絲材的應變靈敏度係數為：
ks?(1?2?)??e
4.2答：橫向效應：
將直的金屬絲繞成敏感柵後，雖然長度相同，但應變狀態不同，應變片敏感柵的電阻變化要比直的金屬絲要小；橫向效應使得測試的靈敏係數降低了；為了減小橫向效應的影響可採用短接式或直角式橫柵，採用箔式應變片也可有效地克服橫向效應的影響。
4.3答：電阻應變片溫度誤差是指當應變片的工作溫度變化時應變計的輸出會在正常輸出基礎上發生偏移的效應。
產生原因主要有兩點：（1）溫度變化引起應變片敏感柵電阻變化而產生附加應變。（2）試件材料與敏感材料的線膨脹係數不同，使應變片產生附加應變。
補償方法可採用3中方法：（1）應變片自補償可採用單絲自補償或者雙絲自補償（2）橋路補償法（3）熱敏電阻補償法。
4.4答：直流電橋的基本形式如教程p75圖4-10所示。
按橋臂工作方式的不同可分為：單臂工作電橋、雙臂工作電橋和全臂工作電橋，分別如圖本教材4-12、4-14、4-15所示。
電壓輸出計算公式： u0?u?
單臂工作電橋：n(1?n)2??r1r1?k1??r1r1?k???r1r1 n?
其中r2r?3r1r4。此公式是忽略次要因素的簡化公式。 u0?u2??r1
雙臂工作電橋：r1，此公式為精確公式。 ?r1u0?u?
全臂工作電橋：r1，此公式為精確公式。
4.5 ff
e??dl?
l解：楊氏模量…………（1）
dr?ks?r…………（2）
由公式（1）（2）得：ks10.5?10?4drs12?0.2?10??2??e?5rf= 1000.5?10
4.6解：
由圖（a)所示，當重力f作用樑端部後，梁上表面r1和r3產生正應變電阻變化而下表面r2和r4則產生負應變電阻變化，其應變絕對值相等。
?1??3???2???4???
?r16flbt2e??r
r1u0???r3r3r???r2r2???r4r4ur?k??ru?k?u?k6fl
bt2e
?2?4.7 6?0.5?9.8?100?6?17.8mv2411?3?2?10
解：如圖﹙ａ﹚所示等截面懸樑臂，在外力f作用下，懸樑臂產生變形，梁的上表面受拉應變，而梁的下表面受壓應變。當選用四個完全相同的電阻應變片組成差動全橋電路，則應變片如圖﹙ｂ﹚所示貼上。
（a）等截面懸臂梁
(b)應變片貼上方式
(c)測量電路
電阻應變片所構成的差動全橋電路接線如圖3-4﹙ｃ﹚所示，r1、r4所受應變方向相同，r2、r3所受應變方向相同，但與r1、r4所受應變方向相反。
《感測器與檢測技術》串講
目錄 感測器與檢測技術 串講資料 1 第一篇分章指導 1 第一章概述 1 第二章位移檢測感測器 6 第三章速度 加速度感測器 17 第四章力 扭矩和壓力感測器 23 第五章視覺 觸覺感測器 35 第六章溫度感測器 35 第七章氣敏 濕度 水份感測器 39 第八章感測檢測系統的構成 41 第九章訊號分...
感測器與檢測技術總結
第一章概述 一 感測器的作用是 感測器是各種資訊的感知 採集 轉換 傳輸和處理的功能器件，具有不可替代的重要作用。二 感測器的定義 能夠感受規定的被測量並按照一定規律轉換成可用輸出訊號的器件或裝置。三 感測器的組成 被測量量 敏感元件 轉換元件 基本轉換電路 電量輸出 四 感測器的分類 按被測量物件...
感測器與檢測技術試題
班級 姓名學號成績 一 填空 20分 1 測量系統的靜態特性指標主要有線性度 遲滯 重複性 分辨力 穩定性 溫度穩定性 各種抗干擾穩定性等。2分 2 霍爾元件靈敏度的物理意義是表示在單位磁感應強度相單位控制電流時的霍爾電勢的大小。2分 3 光電感測器的理論基礎是光電效應。通常把光線照射到物體表面後產...