传感与检测技术大作业

《传感器与检测技术》作业及答案第一次作业1、使用一只0.2级、量程为10V的电压表，测得某一电压为5.0V,试求此测量值可能出现的绝对误差和相对误差的最大值。

2、现对一个量程为100mV，表盘为100等分刻度的毫伏表进行校准，测得数据如下。

仪表刻度值/mV 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 标准仪表示值0.0 9.9 20.2 30.4 39.8 50.2 60.4 70.3 80.0 89.7 100.0/mV绝对误差/mV修正值/mV试将各校准点的绝对误差和修正值填入上表中，并确定该毫伏表的精度等级。

3.已知对某电压的测量值U~N（50V,0.04V）,若要求置信概率达到50%，求相应的置信区间。

4、甲、乙二人分别用不同的方法，对同一电感进行多次测量，结果如下（假设均无粗大误差和系统误差）：甲 1.28 1.31 1.27 1.26 1.19 1.25乙 1.29 1.23 1.22 1.24 1.25 1.20写出测量结果表达式，评价哪个人的测量精密度高。

第一次作业答案1、使用一只0.2级、量程为10V的电压表，测得某一电压为5.0V,试求此测量值可能出现的绝对误差和相对误差的最大值。

答案：2、现对一个量程为100mV，表盘为100等分刻度的毫伏表进行校准，测得数据如下。

仪表刻度值/mV 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100标准仪表示值0.0 9.9 20.2 30.4 39.8 50.2 60.4 70.3 80.0 89.7 100.0/mV绝对误差/mV修正值/mV试将各校准点的绝对误差和修正值填入上表中，并确定该毫伏表的精度等级。

解:仪表刻度值/mV 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100标准仪表示值0.0 9.9 20.2 30.4 39.8 50.2 60.4 70.3 80.0 89.7 100.0/mV绝对误差/mV 0 0.1 -0.2 -0.4 0.2 -0.2 -0.4 -0.3 0 0.3 0 修正值/mV 0 -0.1 0.2 0.4 -0.2 0.2 0.4 0.3 0 -0.3 03.已知对某电压的测量值U～N（50V,0.04V2）,若要求置信概率达到50%，求相应的置信区间。

第一次作业答案1√2√3×4× 5× 6× 7× 8√9√ 10√1、敏感元件、转换元件2、电容式3、被测构件4、线性度5、咼6、输出、输入7、传感器的分辨率、分辨率＆高精度9、电压、电流10、直流电桥和交流电桥三、1. 模拟信号和数字信号，模拟信号的如电阻式传感器、电容式传感器等，数字信号的如光电式编码器2. p41页，常用的分类方法有按选频作用进行分类（低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器）、根据构成滤波器的元器件类型进行分类（CR LC或晶体谐振滤波器)、根据构成滤波器的电路性质进行分类（有源滤波器、无源滤波器）、根据滤波器所处理信号的性质进行分类（模拟滤波器和数字滤波器）3. 电阻应变片的工作原理是基于应变一电阻效应制作的，即导体或半导体材料在外力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化,这种现象称为应变电阻效应。

电阻应变片的工作原理是基于应变效应。

电阻应变片的测量原理为：金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外，还与金属丝的长度，横截面积有关.将金属丝粘贴在构件上，当构件受力变形时,金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化，进而发生电阻变化. dR∕R=Ks＊ε其中,KS为材料的灵敏系数,其物理意义是单位应变的电阻变化率，标志着该类丝材电阻应变片效应显着与否。

ε为测点处应变,为无量纲的量，但习惯上仍给以单位微应变,常用符号μ表示. 由此可知，金属丝在产生应变效应时,应变ε与电阻变化率dR/R成线性关系,这就是利用金属应变片来测量构件应变的理论基础。

4 •课本74页5•课本71页 f示的其”织电”为5灵””2亠*生5 IMM fcf由戎(3 —6)可知:Tg 兰灵生单住軸向拉伸应变后的金厲建电阻價为l .02l Q 16•当金属线材受到单位拉力时，由于整根金属线的每段都受到同样大小的拉力,其应变也是 相同的，故线材总电阻的增加值为各微段电阻增加之和。

度传感器采集来的信息，经计算得出数据来控制步进 电机转动，从而达到系统的基本要求。在系统设计中， 力求硬件线路简单，充分发挥软件编程方便灵活的特 点，来满足系统设计要求。因为时间有限，该系统还 有许多值得改进的地方：比如对此系统来讲，PID算法 并不是最优算法；硬件电路的设计还需优化，以减小 系统的阻力等等。因此，系统还有待改进。
控制电机转动
（三）、误差分析
1）电机抖动：电机性能不能达到要求，程序控制方面 存在一定问题。
2）单摆周期：空气，线的阻力和单摆和支架间的摩擦 力使周期变长，另外单摆摆动的角度超过6°，这也使 得单摆周期与实际存在一定程度的误差，从而影响了对 电机控制时机的把握。
（四）、总结
本系统以STC12C5A60S2单片机作为核心部分，根据角
（2）在上述过程完成后，调整平板，使激光笔照射到中心线上（可人工 协助）。启动后放开让摆杆自由摆动；摆动过程中尽量使激光笔光斑始终 瞄准照射在靶纸的中心线上，根据光斑偏离中心线的距离计算成绩。
（3）其他。
三、任务分析
(一)、系统的组成 经过仔细分析和论证，决定了系统各模块的最终方案如下： 1、控制器模块：STC１２C５A６０S２单片机； 2、电机模块：步进电机； 3、电机驱动模块：L298芯片； 4、显示模块：1602液晶显示； 5、平板倾斜角度计算模块：PID算法。
2） 、数字 PID 控制器的差分方程
T T n u (n) K P e(n) e(i ) D e(n) e(n 1) u 0 TI i 0 T u P ( n) u I ( n) u D ( n) u 0
式中
u P (n) K P e(n)
介绍结束 谢谢
（3）用手推动摆杆至一个角度θ （θ 在45º～60º间），调整平板角度，在 平板中心稳定叠放8 枚1 元硬币，见图2；启动后放开摆杆让其自由摆动。 在摆杆摆动过程中，要求控制平板状态使硬币在摆杆的5 个摆动周期中不从 平板上滑落，并保持叠放状态。根据平板上非保持叠放状态及滑落的硬币数 计算成绩。

可编辑修改精选全文完整版最新国家开放大学电大《传感器与测试技术（本）》形考任务作业1试题及答案:传感器与测试技术最新国家开放大学电大《传感器与测试技术（本）》形考任务作业1试题及答案形考作业1一、判断题（共20小题，每小题5分，共100分）题目11．测试技术在自动控制系统中也是一个十分重要的环节。

选择一项：对错题目22．金属应变片的灵敏系数比应变电阻材料本身的灵敏系数小。

选择一项：对错题目3 3．热敏电阻传感器的应用范围很广，但是不能应用于宇宙飞船、医学、工业及家用电器等方面用作测温使用。

选择一项：对错题目4 4．电容式传感器的结构简单，分辨率高，但是工作可靠性差。

选择一项：对错题目5 5．电容式传感器可进行非接触测量，并能在高温、辐射、强烈振动等恶劣条下工作。

选择一项：对错题目6 6．电容式传感器不能用于力、压力、压差、振动、位移、加速度、液位的测量。

选择一项：对错题目7 7．电感传感器的基本原理不是电磁感应原理。

选择一项：对错题目8 8．电感式传感器可以将被测非电量转换成线圈自感系数L或互感系数M的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出。

选择一项：对错题目9 9．互感传感器本身是变压器，有一次绕组圈和二次绕组。

选择一项：对错题目1010．差动变压器结构形式较多，有变隙式、变面积式和螺线管式等，但其工作原理基本一样。

选择一项：对错题目1111．传感器通常由敏感器、转换器和基本转换电路三部分组成。

选择一项：对错题目1212．电容式传感器是将被测量的变化转换成电容量变化的一种传感器。

选择一项：对错题目1313．电阻应变片的绝缘电阻是指已粘贴的应变片的引线与被测试之间的电阻值。

选择一项：对错题目1414．线性度是指传感器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。

选择一项：对错题目1515．测量误差越小，传感器的精度越高。

选择一项：对错题目1616．传感器的灵敏度k等于传感器输出增量与被测量增量之比。