《传感与检测技术》考试总结
20121030
第一章：概论（P1）
1.1 静态特性(P6)：在稳态信号作用下，传感器输出量与输入量的关系，主要指标（线性度，精度，灵敏度，重复性）。
1.1.1线性度(P6)：研究传感器线性特性时，有三种特殊情况(图)：
①理想特性曲线
②仅有偶次非线性项时，特性曲线没有对称性，可取的线性范围较小，传感器设计应该避免出现这种曲线
③仅有奇次项时，以原点为对称点，可获得较大的线性范围，差动传感器就具有这样的特性
拟合直线(P8)：“线性化”是指用割线或切线近似地代替实际曲线的一段，是能反映校准曲线的变化趋势且使误差的绝对值最小的直线，大多采用端点连线法得到拟合直线
线性度公式(P8)
l
δ指非线性误差，即线性度；
F S
y
∙
指满量程输出量，
max
∇指最大非线性绝对误差，
1.1.2灵敏度(P8)：指传感器在稳态下输出增量对输入量之比值，对于线性传感器系统, 灵敏度就是拟合直线的斜率，是个常数,公式
对于非线性传感器系统，灵敏度不是常数，公式：
1.1.3重复性(P9)：是指传感器在输入量按同一方向做全量程连续多次测试时所得输入输入曲线不重合程度，是反映精密度的一个指标，产生原因
与迟滞性基本相同，重合性越好，误差越小 )3100%F S y σ⨯z δ——重复性误差；σ——标准误差
1.1.4 精 度（精确度）（P10S %”所得m δ的值就是仪表的精密等级，如0.05级，1.2 动态特性(P10)：反映传感器对于（随时间变化的输入量）的响应特性，为了记录波形参数，传感器要有较好的动态响应特性。
1.2.1数学模型（P10）：通常以线性时不变系统来描述传感器的动态特性，就是用常系数微分方程建立传感器输出量y 与输入量x 之间的数学关
系,公式：
线性时不变系统有两个十分重要性质：叠加性和频率保持性，频率保持性指线性系统稳态响应时输出信号的频率与输入信号的频率保持相同
1.2.2时域特性（P11）
1.2.2.1一阶传感器单位阶跃响应(P11):
1.2.2.2时域特性指标(P13)：①时间常数τ——一阶传感器输出量上升到稳态值的0.632倍所需要的时间，τ越小，稳态响应时间越短
②上升时间tr ——传感器输出量由稳态值的
③延迟时间ts ——传感器输出量达到稳态值的50%所需时间
④超调量σ——传感器输出的最大值与稳态值的偏差，公式：
()()
()
y tp y
y
σ-∞
∞=；
y(tp)——输出的最大值； y(∞)——输出的稳态值1.2.3频域特性
1.2.3.1一阶传感器的正弦响应（P14）
1.2.3.2频域特性指标（P15）：①通频带：传感器输出量保持在一定值（幅频特性曲线上相对于幅值衰减3dB）内所对应的频率范围；
②工作频率：传感器输出幅值误差在±5%（或±10%）所对应的频率范围
③相对误差：在工作频带范围内输出量的相位偏差，应小于5°（或10°）
1.3测量误差分析基础
1.3.1.1系统误差（P18）是指服从于某一确定规律（定值或规律性变化值）的测量误差，产生原因有以下4方面，是可预知的：
①测试环境没有达到标准
②测试仪表不够完善
③测试电路的搭建或系统的安装不正确
④测试人员的不良操作或视觉偏差
1.3.1.2系统误差消除方法（P19
①引入修正值：当系统误差为恒值时，修正值是一个定值；
当系统误差为变差时，修正值是一个数表或者曲线或者修正计算式。
②对称法：对于线性系统误差，若选定某一时刻为中心，则对应此点的两个对应时刻的系统误差算术平均值相等，利用这一特点，在实时测量
时，取各对称点两次测量值的算术平均值即可
③替代法：在相同测量条件下，用可调的标准器具替代被测量接入检测系统，调节标准器具至使检测系统的指示值与被测量接入时相同，此时标
准器具的读数就是被测量。
④对照法：通过改换被测量在检测电路中的位置而进行两次测量，将两次结果进行对照并进行处理以获得被测量的实值，也称为换位法
1.3.
2.1随机误差(p19):是具有随机变化特性的测量误差。这种误差是由一些偶尔的未知因素造成的，因而误差具有偶发性和分散性，但在多次测
因而测量精度包括测量的准确度和精密度
1.3.
2.2 随机误差的处理(P21)
1.3.
2.2.1随机误差的正态分布, 随机误差有如下四条特征：
①对称性：绝对值相等的正负误差出现的概率相同
②有界性：绝对值很大的误差几乎不出现，随机误差的绝对值不会超出某个界限
③单峰性：绝对值小的误差出现的次数多，绝对值大的误差出现的次数少。
④抵偿性：随测量次数增加，随机误差的代数和趋于零，也就是正负误差相互抵消
随机误差数学表达式(P22)
从方程中可以看到，服从正态分布的随机变量其概率密度一定由高斯方程描述。
1.3.
2.3算术平均值和方均根误差（P22）：
①算术平均值：
1
n
i
i
x
x
n
=
=
∑
，可以用剩余误差
代替测量值与被测量真值之差
②方均根误差又称标准误差σ
δ无法获得。此时只能用残差Vi代替随机误差来计算方均根误差，称为方均根误差的估计值
ˆσ，即：
ˆσ=
=
③测量次数的确定：只有当测量次数n>30时，才能按照正态分布规律分析随机变量的统计性质，但是一个被测量在无系统误差和粗差的情况下测量30次比较困难，而且由BESSEL公式看到，n>15时，
ˆσ趋于稳定，所以测量次数一般取n=10~20即可
第二章：电阻应变传感器（P27）
量，从而实现非电量的测量
