1传感器技术基础习题
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传感器基础知识单选题100道及答案解析1. 传感器能感知的输入量的最小变化量称为()A. 分辨率B. 灵敏度C. 精度D. 线性度答案:A解析:分辨率是指传感器能感知的输入量的最小变化量。
2. 下列不属于传感器静态特性指标的是()A. 重复性B. 固有频率C. 线性度D. 迟滞答案:B解析:固有频率属于传感器的动态特性指标。
3. 传感器的输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度称为()A. 线性度B. 灵敏度C. 重复性D. 分辨率答案:A解析:线性度描述的是实际关系曲线偏离拟合直线的程度。
4. 传感器在正、反行程中输出输入曲线不重合的现象称为()A. 线性度B. 重复性C. 迟滞D. 灵敏度误差答案:C解析:迟滞指传感器在正、反行程中输出输入曲线不重合。
5. 衡量传感器在同一工作条件下,输入量按同一方向作全量程连续多次变动时,所得特性曲线间不一致的程度的指标是()A. 线性度B. 迟滞C. 重复性D. 灵敏度答案:C解析:重复性是衡量同一工作条件下,特性曲线不一致的程度。
6. 以下哪种传感器属于物性型传感器()A. 电容式传感器B. 电感式传感器C. 压电式传感器D. 电阻应变式传感器答案:C解析:压电式传感器是利用某些物质的压电效应制成,属于物性型传感器。
7. 属于结构型传感器的是()A. 光电式传感器B. 霍尔式传感器C. 压电式传感器D. 热敏电阻答案:B解析:霍尔式传感器是基于霍尔效应,属于结构型传感器。
8. 传感器的线性范围越宽,则其量程()A. 越小B. 越大C. 不变D. 不确定答案:B解析:线性范围宽,意味着能测量的输入量的范围大,即量程越大。
9. 下列对传感器的动态特性描述正确的是()A. 输入量随时间变化缓慢时的特性B. 输入量为常量时的特性C. 输入量随时间快速变化时的特性D. 以上都不对答案:C解析:动态特性是指输入量随时间快速变化时传感器的特性。
10. 传感器的频率响应特性是指()A. 传感器对不同频率正弦输入信号的响应特性B. 传感器在单位时间内的响应特性C. 传感器在不同温度下的响应特性D. 传感器在不同压力下的响应特性答案:A解析:频率响应特性指传感器对不同频率正弦输入信号的响应特性。
1.传感器有哪些组成部分?在检测过程中各起什么作用?1.答:传感器通常由敏感元件、传感元件及测量转换电路三部分组成。
各部分在检测过程中所起作用是:敏感元件是在传感器中直接感受被测量,并输出与被测量成一定联系的另一物理量的元件,如电阻式传感器中的弹性敏感元件可将力转换为位移。
传感元件是能将敏感元件的输出量转换为适于传输和测量的电参量的元件,如应变片可将应变转换为电阻量。
测量转换电路可将传感元件输出的电参量转换成易于处理的电量信号。
2. 传感器有哪些分类方法?各有哪些传感器?2.答:按工作原理分有参量传感器、发电传感器、数字传感器和特殊传感器;按被测量性质分有机械量传感器、热工量传感器、成分量传感器、状态量传感器、探伤传感器等;按输出量形类分有模拟式、数字式和开关式;按传感器的结构分有直接式传感器、差分式传感器和补偿式传感器。
3. 弹性敏感元件在传感器中起什么作用?3.答:弹性敏感元件在传感器技术中占有很重要的地位,是检测系统的基本元件,它能直接感受被测物理量(如力、位移、速度、压力等)的变化,进而将其转化为本身的应变或位移,然后再由各种不同形式的传感元件将这些量变换成电量。
4. 弹性敏感元件有哪几种基本形式?各有什么用途和特点?4.答:弹性敏感元件形式上基本分成两大类,即将力变换成应变或位移的变换力的弹性敏感元件和将压力变换成应变或位移的变换压力的弹性敏感元件。
变换力的弹性敏感元件通常有等截面轴、环状弹性敏感元件、悬臂梁和扭转轴等。
实心等截面轴在力的作用下其位移很小,因此常用它的应变作为输出量。
它的主要优点是结构简单、加工方便、测量范围宽、可承受极大的载荷、缺点是灵敏度低。
空心圆柱体的灵敏度相对实心轴要高许多,在同样的截面积下,轴的直径可加大数倍,这样可提高轴的抗弯能力,但其过载能力相对弱,载荷较大时会产生较明显的桶形形变,使输出应变复杂而影响精度。
环状敏感元件一般为等截面圆环结构,圆环受力后容易变形,所以它的灵敏度较高,多用于测量较小的力,缺点是圆环加工困难,环的各个部位的应变及应力都不相等。
传感器技术考试试题一、选择题(每题 3 分,共 30 分)1、以下哪种传感器常用于测量温度?()A 电容传感器B 电感传感器C 热电偶传感器D 压电传感器2、电阻应变式传感器的工作原理是基于()A 电阻应变效应B 压电效应C 热电效应D 磁电效应3、能够测量位移的传感器不包括()A 光栅传感器B 霍尔传感器C 电感式传感器D 电容式传感器4、下列哪项不是传感器的静态特性指标()A 线性度B 灵敏度C 频率响应D 重复性5、光电传感器的工作基础是()A 光电效应B 电磁感应C 压电效应D 霍尔效应6、以下哪种传感器适用于测量微小的压力变化?()A 压阻式压力传感器B 电容式压力传感器C 电感式压力传感器D 应变式压力传感器7、超声波传感器是利用()来工作的。
A 超声波的反射B 超声波的折射C 超声波的衍射D 超声波的干涉8、湿度传感器通常基于以下哪种物理量的变化来测量湿度?()A 电阻B 电容C 电感D 电压9、智能传感器与传统传感器的主要区别在于()A 精度更高B 具备信号处理能力C 体积更小D 价格更低10、以下关于传感器的说法,错误的是()A 传感器可以将非电量转换为电量B 传感器的输出信号通常是标准的电信号C 传感器的精度越高越好D 传感器的响应时间越短越好二、填空题(每题 3 分,共 30 分)1、传感器通常由_____、_____和_____三部分组成。
2、按照工作原理,传感器可分为_____、_____、_____等类型。
3、电容式传感器根据改变电容的方式不同,可分为_____、_____和_____三种。
4、热电偶产生的热电势由_____和_____两部分组成。
5、光电传感器按照接收光的方式不同,可分为_____、_____、_____和_____四类。
6、常用的压力传感器有_____、_____、_____和_____等。
7、测量位移的传感器中,_____传感器精度高,_____传感器测量范围大。
For personal use only in study and research; not for commercial use复习资料二:传感器技术基础复习题一、填空题1、传感器通常由敏感元件和转换元件组成。
2、传感器的分类方法有两种,一种是按被测物理量来分,一种是按传感器的工作原理来分。
3、传感器的静态特性主要由线性度、灵敏度、重复性三种性能来描述。
4、传感器的动态特性主要是最大超调量δp和响应时间ts5、温度的测量方法,通常按感温元件是否与被测物接触而分为接触式测量和非接触式测量两大类。
6、传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节。
7、接近开关是一种无需与运动部件进行机械接触就可以进行检测的位置开关。
8、按工作原理来分,用于检测各种金属的接近开关是高频振荡型9、按工作原理来分,用于检测各种导电或不导电的液体或固体的接近开关是电容型10、按工作原理来分,用于检测所有不透光物质的接近开关是光电型11、按工作原理来分,用于检测不透过超声波物质的接近开关是超声波型12、按工作原理来分,用于检测导磁金属的接近开关是霍尔型二、选择题1、电阻应变片传感器是利用金属和半导体材料的( B )而制成的。
A、光电效应B、应变效应C、热敏效应D、电磁效应2、热电偶传感器是利用( C )的原理而制成的A、光电效应B、应变效应C、热电效应D、电磁效应3、传感器是将各种( B )转换成电信号的元件。
A)数字量B)非电量C)直流电量D)交流脉冲量4、下列传感器中属于模拟量传感器的是( B )。
(A)脉冲编码器(B)热电偶、(C)压力开关(D)温度开关5、检测各种非金属制品,应选用( A )型的接近开关。
(A)电容(B)永磁型及磁敏元件(C)高频振荡(D)霍尔6、传感器按信号形式划分有( ABDE ).A、开关量输出B、模拟量输出c、电阻输出D、数字量输出E、脉冲量输出7、在恒压供水系统中,安装在出水管上的压力传感器的作用是检测(C )水压力。
一. 填空题(每空1分,共30分)1.光屯效应一般分为、和,相对应的光屯器件也有以下三种类型:、和 O2.单一应力下的压屯效应有四种类型:、、、;多应力作用下的压电效应称为。
3.______________________________ 磁敏二极管和磁敏三极管都是型的磁敏元件,都有,它的长度较长,其一个侧面,另一面 o 表面处容易使电子一空穴对复合而消失,称为r区。
4.在光栅传感器工作时,主光栅沿栅线垂直方向移动—莫尔条纹正好移动—由于莫尔条纹移动距离_________ 主光栅移动距离,故摩尔条纹有放大作用。
5.增量编码器有三条码道。
其中最外圈码道作为码盘的,所产生的脉冲将给计数系统提供一个清零信号;中间一圈码道称为,最内一圈码道称为。
6.磁电感应式传感器基本上由以下三部分组成:、、。
7.光电传感器的5种常见形式:、、、、。
二. 选择题(每题2分,共20分)1.使用电流表时,综合考虑保护仪表和减小误差两个因素,一般要指针偏转至满偏电流的:A. 1/2处B. 2/3处C. 3/4处 D,无所谓2.在交流电压的表征中,K-和Up分别是交流电压的:A.波峰系数,平均值B.波峰系数,有效值C.波形系数,有效值D.波形系数,峰值3.常用的自感式传感器按磁路几何参数变化形式不同,可分为:A.变气隙式、变面积式、螺管式B.变气隙式、变面积式、差动式C.变气隙式、变面积式、单一式D.变面积式、差动式、单一式4.关于霍尔效应中霍尔电势各个量之间的关系,下列正确的是:A. 碌=&B. U H = K壮/ IBC. U H =R H IBdD. R H = —vd nq5.下列哪个不属于按结构分类的直接编码器:A.电刷接触式B.电磁式C.直线式D.光电式6.气敏电阻都附有加热器,其作用不包括:A.烧掉附着在探测部位处的油污、尘埃B.加速气体吸附C.提高元件灵敏度D.保温7.热电偶冷端处理的方法有多种,为保持恒温,下列方法不正确的是:A.置于冰水混合物中B.置于恒温槽中C.置于深埋于地下的铁盒D.置于空气中8.在交流电压的表征中,和U分别是交流电压的:A.波峰系数,平均值B.波峰系数,有效值C.波形系数,有效值D.波形系数,峰值9.热电偶的电极材料须具有以下哪个特点:A.热电性质要随被测介质变化B.电阻温度系数高C.机械强度低D.导电率要高10.按电阻-温度特性,热敏电阻的分类不包括以下哪种:A.负温度系数热敏电阻(NTC)B.正温度系数热敏电阻(PTC)C.临界温度系数热敏电阻(CTC)D.零温度系数热敏电阻(ZTC)三, 简答题(每题5分,共30分)1.模拟直流电流表与模拟直流电压表有何异同?为什么电流表的内阻很小,而电压表的内阻却很大?2.差动电阻传感器电桥与单工作臂电阻传感器电桥相比有哪些优越性?为什么会有这些优越性?3.用应变片测量时,为什么必须采取温度补偿措施?把两个承受相同应变的应变片接入电桥的相对两臂,能补偿温度误差吗?为什么?4.为什么压电式传感器多采用电荷放大器而不采用电压放大器?5.画出通用计数器的基本组成,并说明其工作方式。
传感器技术试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 传感器的主要作用是将______转换为电信号。
A. 物理量B. 化学量C. 生物量D. 信息量答案:A2. 光电传感器主要利用的物理效应是______。
A. 霍尔效应B. 光电效应C. 磁阻效应D. 压电效应答案:B3. 热电偶传感器的工作原理是利用了______。
A. 热电效应B. 光电效应C. 磁电效应D. 压电效应答案:A4. 下列哪种传感器不适合用于测量温度?A. 热电偶B. 热敏电阻C. 光电传感器D. 热敏二极管5. 光纤传感器主要利用的是______。
A. 光纤的传导特性B. 光纤的折射特性C. 光纤的反射特性D. 光纤的散射特性答案:A6. 应变片传感器的工作原理是利用了材料的______。
A. 弹性B. 塑性C. 刚性D. 脆性答案:A7. 磁电式传感器的工作原理是利用了______。
A. 电磁感应B. 磁阻效应C. 霍尔效应D. 压电效应答案:A8. 电容式传感器的工作原理是利用了______。
A. 电感变化B. 电容变化C. 电阻变化D. 电流变化答案:B9. 压电式传感器的工作原理是利用了材料的______。
B. 压电效应C. 磁阻效应D. 热电效应答案:B10. 光电传感器的输出信号通常为______。
A. 模拟信号B. 数字信号C. 频率信号D. 脉冲信号答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 传感器的灵敏度是指传感器输出信号与输入信号的______。
答案:比例2. 传感器的稳定性是指传感器在一定时间内输出信号的______。
答案:不变性3. 传感器的线性度是指传感器输出信号与输入信号的______。
答案:线性关系4. 传感器的响应时间是指传感器从输入信号变化到输出信号达到稳定值所需的______。
答案:时间5. 传感器的测量范围是指传感器能够准确测量的输入信号的______。
答案:最大和最小值6. 传感器的分辨率是指传感器能够检测到的最小信号变化量,即输出信号的最小______。
传感器试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 传感器的输出信号与输入量之间的关系称为()。
A. 灵敏度B. 线性度C. 响应度D. 分辨率答案:C2. 下列哪项不是传感器的基本特性?()A. 稳定性B. 灵敏度C. 分辨率D. 可编程性答案:D3. 用于测量温度的传感器是()。
A. 压力传感器B. 温度传感器C. 湿度传感器D. 流量传感器答案:B4. 传感器的量程是指()。
A. 传感器可以测量的最大值B. 传感器可以测量的最小值C. 传感器可以测量的最大值和最小值D. 传感器可以测量的任意值答案:C5. 传感器的精度是指()。
A. 传感器的输出与实际值之间的差异B. 传感器的输出与理想值之间的差异C. 传感器的输出与理论值之间的差异D. 传感器的输出与期望值之间的差异答案:B6. 传感器的响应时间是指()。
A. 传感器从启动到稳定输出所需的时间B. 传感器从稳定输出到停止所需的时间C. 传感器从输入变化到输出变化所需的时间D. 传感器从输入变化到输出稳定所需的时间答案:D7. 传感器的灵敏度是指()。
A. 传感器输出变化与输入变化的比值B. 传感器输出变化与时间的比值C. 传感器输入变化与输出变化的比值D. 传感器输入变化与时间的比值答案:A8. 传感器的分辨率是指()。
A. 传感器能够检测到的最小变化量B. 传感器能够检测到的最大变化量C. 传感器输出的最小变化量D. 传感器输出的最大变化量答案:A9. 传感器的稳定性是指()。
A. 传感器输出的一致性B. 传感器输出的可预测性C. 传感器输出的可靠性D. 传感器输出的稳定性答案:A10. 传感器的线性度是指()。
A. 传感器输出与输入之间的线性关系B. 传感器输出与时间的线性关系C. 传感器输入与输出之间的线性关系D. 传感器输入与时间的线性关系答案:A二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 传感器的主要功能包括()。
A. 信号转换B. 信号放大C. 信号处理D. 信号传输答案:ABD2. 下列哪些因素会影响传感器的性能?()A. 温度B. 湿度C. 压力D. 光照答案:ABCD3. 传感器的分类方式包括()。
课题一 传感器与检测技术的基础理论1-1 有一数字温度计,它的测量范围为-50~+150C ︒,精度为0.5级。
求当示值分别为-20C ︒、+100C ︒时的绝对误差及示值相对误差。
1-2 欲测240V 电压,要求测量示值相对误差不大于0.6%±,问选用量程为250V电压表,其精度为哪级?若选用量程为300V 和500V 电压表,其精度又为哪级?1-3 已知待测电压约为80V 左右。
现有两只电压表,一只为0.5级,测量范围为0~300V ,另一只为1.0级,测量范围为0~100V 。
问选用哪一只电压表测量较好?为什么?1-4 用一台三位数字电子温度计测量温度,数字面板上显示如图1-1所示的数值,求该仪表的分辨力、被测温度值、示值相对误差、满意相对误差。
(提示:该三位数字表的量程上限为199.9C ︒)1-5 有一台测量压力的仪表,测量范围为60~10a P ,压力p 与仪表输出电压之间的关系为2012o p p U a a a =++式中,2550122,10(10),0.5(10)a a mV mV mV a a a P P ===-,求:1)该仪表的输出特性方程。
2)画出输出特性曲线示意图(x 轴、y 轴均要标出单位)。
3)该仪表的灵敏度表达式。
4)画出灵敏度曲线图。
5)该仪表的线性度。
1-6 检测系统由哪几部分组成?说明各部分的作用。
1-7 非电量的电测法有哪些优点?1-8 测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时,应当采用何种测量方法?如何进行?1-9 某线性位移测量仪,当被测位移由4.5mm 变到5.0mm时,位移测量仪的输图1-1 数字式电子温度计面板示意图出电压由3.5V 减至2.5V ,求该仪器的灵敏度。
1-10 某测温系统由以下四个环节组成,各自的灵敏度如下:铂电阻温度传感器: C οΩ35.0 电桥: ΩV 01.0放大器: 100(放大倍数) 笔式记录仪: V cm 1.0 求:(1)测温系统的总灵敏度;(2)纪录仪笔尖位移4cm 时。
传感器检测技术基础知识单选题100道及答案1. 传感器能感知的输入变化量越小,表示传感器的()A. 线性度越好B. 迟滞越小C. 重复性越好D. 分辨力越高答案:D2. 属于传感器动态特性指标的是()A. 重复性B. 线性度C. 灵敏度D. 固有频率答案:D3. 下列传感器中,属于物性型传感器的是()A. 应变式传感器B. 电容式传感器C. 压电式传感器D. 电感式传感器答案:C4. 测量范围大的电容式位移传感器的类型为()A. 变极板面积型B. 变极距型C. 变介质型D. 容栅型答案:D5. 利用涡流效应测量位移的传感器属于()A. 电感式传感器B. 电容式传感器C. 压电式传感器D. 光电式传感器答案:A6. 热电偶的热电动势包括()A. 接触电动势和温差电动势B. 感应电动势和温差电动势C. 接触电动势和感应电动势D. 感应电动势和汤姆逊电动势答案:A7. 热电阻测量温度时,经常采用的三线制接法的主要作用是()A. 减小非线性误差B. 提高测量精度C. 减小引线电阻的影响D. 提高灵敏度答案:C8. 下列不属于光电式传感器的是()A. 光电管B. 光电池C. 光敏电阻D. 压敏电阻答案:D9. 能够测量微小位移的传感器是()A. 电涡流传感器B. 压电传感器C. 光栅传感器D. 霍尔传感器答案:C10. 磁电式传感器是把被测物理量转换为()的一种传感器。
A. 电阻变化量B. 电荷量C. 电感变化量D. 感应电动势答案:D11. 半导体应变片的工作原理是基于()A. 压阻效应B. 应变效应C. 热阻效应D. 光电效应答案:A12. 以下哪种传感器适合测量高速旋转物体的转速()A. 电容式传感器B. 磁电式传感器C. 压电式传感器D. 热电偶答案:B13. 测量温度不可选用的传感器是()A. 热电阻B. 热电偶C. 电感式传感器D. 热敏电阻答案:C14. 光敏二极管在电路中一般处于()工作状态。
第1章 传感器技术基础
1.1衡量传感器的静态特性主要有那些?说明它们的含义。
答:衡量传感器的静态特性主要有:线性度、回差、重复性、灵敏度、分辨力、阈值、稳定性、漂移、静态误差等。
线性度是表征传感器输出-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。
回差是反映传感器在正反行程过程中输出-输入取下的不重合程度的指标。
重复性是衡量传感器在同一工作条件下,输入量按同一方向作全量程连续多次变动时,所得特性曲线间一致程度的指标。
灵敏度是传感器输出量增量与被测输入量增量之比。
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。
稳定性是指传感器在相当长时间内保持其性能的能力。
漂移是指在一定时间间隔内,传感器输出量存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。
精度是指传感器在满量程内任一点的输入值相对其理论值的可能偏离程度。
1.2某测温系统由以下四个环节组成,各自的灵敏度如下: 铂电阻温度传感器:0.45Ω/℃;电桥: 0.02V/Ω 放大器: 100(放大倍数) ;笔式记录仪: 0.2cm/V
求:(1)测温系统的总灵敏度;(2)记录仪笔尖位移4cm 时,所对应的温度变化值。
解:(1)测温系统的总灵敏度为0.450.021000.20.18/K cm C =⨯⨯⨯=︒
(2)L
K t
∆=
∆ 记录仪笔尖位移4L cm ∆=时,所对应的温度变化值为:
4
22.220.18
L t C K ∆∆=
==︒
1.3有一只压力传感器的校准数据如下表:
(1)端点法平移直线法线性度; (2)最小二乘法线性度; (3)重复性; (
4)回差; (5)总精度。
解:(1)求端点法平移直线法线性度
如下表所示,求出各个校准点正反行程6个输出电压的算术平均值(最后一个校准点只有3个输出电压的平均值)。
由两个端点的数据,可求出端点直线截距为b =0.0031V ,斜率为
50.99950.0031
0.3985610/2.50
y k V Pa x -∆-=
==⨯∆- ti 出电压的平均值与理论值的差值△y i ,在上表中同时给出。
端点平移直线法是将端点直线平移,让平移后的最大正误差与最大负误差的绝对值相等,即让截距改变为
0.00030
0.00310.002952
b V -+'=+
= 端点平移直线方程即为y kx b '=+,按照该方程重新求实际输出电压平均值与理论值之间的误差,结果如上表所示。
端点平移直线法线性度为
max max ....0.00019
100%100%0.02%0.39856 2.5
L F S F S y y e y kx ∆∆=
⨯=⨯==⨯
(2)求最小二乘法线性度
求出各个校准点正反行程输出电压的算术平均值,将其作为y i ,见下表。
7.5i x =∑, 3.0069i y =∑, 5.5022i i x y =∑,2
13.75i x =∑
522
2
6 5.50227.5 3.0069
0.3985310/()613.757.5
i i i i i i n x y x y k V Pa n x x --⨯-⨯=
=
=⨯-⨯-∑∑∑∑∑ 22
2
2
13.75 3.00697.5 5.5022
0.002986()
613.757.5i
i i
i i
i
i
x y x x y b V n x x -⨯-⨯=
=
=-⨯-∑∑∑∑∑∑
按照y=kx+b 求出各个校准点输出电压的理论值y ti ,并求出实际输出电压的平均值与理论值的差值△y i ,在上表中同时给出。
最小二乘法线性度为
max max ....0.0002
100%100%0.02%0.39853 2.5
L F S F S y y e y kx ∆∆=
⨯=⨯==⨯
(3)求重复性
对于每个校准点,按照贝塞尔公式求得3个正行程数据的标准偏差和3个反行程数据的标准偏差(最后一个校准点是根据3次测量结果按照贝塞尔公式求),如下表所示。
max 计算满量程输出,可得重复性为
max
..
20.0008
100%100%0.16%0.39853 2.5
R F S e y ασ⨯=
⨯=
⨯=⨯
(4)求回差
求出各校准点正行程和反行程输出电压的平均值,见下表。
max 据计算满量程输出,可得回差为
max ..0.0012
100%100%0.12%0.39853 2.5
H F S H e y ∆=
⨯=⨯=⨯
(5)求总精度
0.0020.2%s e ====
1.4有一只温度传感器,其微分方程为
30
30.15+=dy
y x dt
式中,y 为输出电压,mV ;x 为输入温度,℃。
试求该传感器的时间常数和静态灵敏度。
解:将温度传感器微分方程两边同除以3,得
10
0.05dy
y x dt
+=
与一阶传感器的微分方程dy
y kx dt
τ
+=相比较,可知该传感器的时间常数10s τ=,静态灵敏度0.05/k mV C =︒。
1.5设一力传感器可作为二阶系统来处理。
已知传感器的固有频率为1000Hz ,阻尼比ξ=0.4,问在使用该传感器测量频率为600Hz 正弦变化的外力时会产生多大的振幅相对误差和相位误差?
解:二阶传感器的幅频特性和相频特性分别为
()A ω=
,()
2
2/()arctan
1/n n ξωωϕωωω=--
式中,2n n f ωπ=为固有角频率,2f ωπ=为被测信号角频率。
代入数据,求得()0.947A ω=,()52.7ϕω=-︒
所以,振幅相对误差为()1 5.3%A ω-=-(负值说明实际振幅小于理想振幅),相位误差为52.7-︒(负值说明输出信号的相位落后于输入信号)。
1.6设有两只力传感器均可作为二阶系统处理,固有频率分别为25KHz 和35KHz ,阻尼比均为0.3,今欲测量频率为10KHz 正弦变化的外力,应选用哪一只?并计算所产生的振幅相对误差和相位误差。
解:根据二阶传感器的幅频特性
()A ω=
代入数据,求得用固有频率为25KHz 的传感器测量10KHz 正弦变化的外力时,
1()A ω=1.14;用固有频率为35KHz 的传感器测量10KH z 正弦变化的外力时,2()A ω=1.07。
振幅相对误差:
11()114%A δω=-=,22()17%A δω=-=
所以,应该选用固有频率为35KHz 的传感器。
此时的相位误差为
()
2
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