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最新《传感器原理及工程应用》第四版郁有文课

发布日期:2020-07-22 03:12

  第一章传感与检测技术的理论基础 答:某量值的测得值和真值之差称为绝对误差。相对误差有实际相对误差和标称相对误差两种表 示方法。实际相对误差是绝对误差与被测量的真值之 比;标称相对误差是绝对误差与测得值之比。 引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法,也用 相对误差表示,它是相对于仪表满量程的一种误差。 引用误差是绝对误差(在仪表中指的是某一刻度点的 示值误差)与仪表的量程之比。 什么是测量误差?测量误差有几种表示方法?它们通常应用在什么场合? 答:测量误差是测得值与被测量的真值之差。 测量误差可用绝对误差和相对误差表示 ,引用误差 也是相对误差的一种表示方法。 在实际测量中,有时要用到修正值,而修正值是与 绝对误差大小相等符号相反的值。在计算相对误差时 也必须知道绝对误差的大小才能计算。 采用绝对误差难以评定测量精度的高低,而采用相 对误差比较客观地反映测量精度。 引用误差是仪表中应用的一种相对误差,仪表的精 度是用引用误差表示的。 用测量范围为-50~+150kPa 的压力传感器测量 140kPa压力时,传感器测得示值为 142kPa,求该示 值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引 用误差。 解:绝对误差 kPa实际相对误差 100140 140 142 标称相对误差 100142 140 142 引用误差 10050 150 140 142 什么是随机误差?随机误差产生的原因是什么?如何减小随机误差对测量结果的影响? 答:在同一测量条件下,多次测量同一被测量时,其 绝对值和符号以不可预定方式变化着的误差称为随机 误差。 随机误差是由很多不便掌握或暂时未能掌握的微 小因素(测量装置方面的因素、环境方面的因素、人 员方面的因素),如电磁场的微变,零件的摩擦、间隙, 热起伏,空气扰动,气压及湿度的变化,测量人员感 觉器官的生理变化等,对测量值的综合影响所造成的。 对于测量列中的某一个测得值来说,随机误差的出 现具有随机性,即误差的大小和符号是不能预知的, 但当测量次数增大,随机误差又具有统计的规律性, 测量次数越多,这种规律性表现得越明显。所以一般 可以通过增加测量次数估计随机误差可能出现的大 小,从而减少随机误差对测量结果的影响。 什么是系统误差?系统误差可分哪几类?系统误差有哪些检验方法?如何减小和消除系统误差? 答:在同一测量条件下,多次测量同一量值时,绝对 值和符号保持不变,或在条件改变时,按一定规律变 化的误差称为系统误差。 系统误差可分为恒值(定值)系统误差和变值系统 误差。误差的绝对值和符号已确定的系统误差称为恒 值(定值)系统误差;绝对值和符号变化的系统误差 称为变值系统误差,变值系统误差又可分为线性系统 误差、周期性系统误差和复杂规律系统误差等。 在测量过程中形成系统误差的因素是复杂的,通常 人们难于查明所有的系统误差,发现系统误差必须根 据具体测量过程和测量仪器进行全面的仔细的分析, 这是一件困难而又复杂的工作,目前还没有能够适用 于发现各种系统误差的普遍方法,只是介绍一些发现 系统误差的一般方法。如实验对比法、残余误差观察 法,还有准则检查法如马利科夫判据和阿贝检验法等。 由于系统误差的复杂性,所以必须进行分析比较, 尽可能的找出产生系统误差的因素,ag亚洲集团,从而减小和消除 系统误差。 在测量系统中采用补偿措施; 4.可用实时反馈修正的办法,来消除复杂 的变化系统误差。 什么是粗大误差?如何判断测量数据中存在粗大误差? 答:超出在规定条件下预期的误差称为粗大误差, 粗大误差又称疏忽误差。此误差值较大,明显歪曲测 量结果。 在判别某个测得值是否含有粗大误差时,要特别 慎重,应作充分的分析和研究,并根据判别准则予以 确定。通常用来判断粗大误差的准则有: 准则(莱以特准则);肖维勒准则;格拉布斯准则。 什么是直接测量、间接测量和组合测量?答:在使用仪表或传感器进行测量时,测得值直接与 标准量进行比较,不需要经过任何运算,直接得到被 测量,这种测量方法称为直接测量。 在使用仪表或传感器进行测量时,首先对与测量有 确定函数关系的几个量进行直接测量,将直接测得值 代入函数关系式,经过计算得到所需要的结果,这种 测量称为间接测量。 若被测量必须经过求解联立方程组求得,如:有若 干个被测量 (1-6)方程组中方程的个数 最小二乘法求出被测量的数值,这种测量方法称为组合测量。 标准差有几种表示形式?如何计算?分别说明它们的含义。 答:标准偏差简称标准差,有标准差 、标准差的估 为测得值与被测量的真值之差。标准差的估计值 为残余误差,是测得值与算术平均值之差,该式又称为贝塞尔公式。 算术平均值的标准差 由于随机误差的存在,等精度测量列中各个测得值一般皆不相同,它们围绕着该测量列的算术平均值有 一定的分散,此分散度说明了测量列中单次测得值的 不可靠性,标准差 是表征同一被测量的 次测量的测得值分散性的参数,可作为测量列中单次测量不可 靠性的评定标准。 而被测量的真值为未知,故不能求得标准差 有限次测量情况下,可用残余误差代替真误差,从而得到标准差的估计值 ,也是作为测量列中单次测量不可靠性的评定标准。 若在相同条件下对被测量进行 组的“多次重复测量”,每一组测量都有一个算术平均值, 由于随机误差 的存在,各组所得的算术平均值也不相同,它们围绕 着被测量的真值有一定分散,此分散说明了算术平均 值的不可靠性,算术平均值的标准差 则是表征同一被测量的各个独立测量列算术平均值分散性的参数, 可作为算术平均值不可靠性的评定标准。 9.什么是测量不确定度?有哪几种评定方法? 答:测量不确定度定义为表征合理赋予被测量之值的 分散性,与测量结果相联系的参数。测量不确定度意 味着对测量结果的可靠性和有效性的怀疑程度或不能 肯定的程度。 测量不确定度按其评定方法可分为 类评定。10.某节流元件(孔板)开孔直径 d20 尺寸进行 15 测量,测量数据如下(单位:mm): 120.42 120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 120.30 120.40 120.43 120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40 试检查其中有无粗大误差?并写出其测量结果。 解:按测量顺序,将所得结果列表。 顺序测得值 Di /mm 按15个数据计 14个数据 计算 15 120.42120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 0.016 0.026 -0.004 0.016 0.026 -0.014 2.56 6.76 0.16 2.56 6.76 1.96 0.009 0.019 -0.011 0.009 0.019 -0.021 0.81 3.61 1.21 0.81 3.61 4.41 1011 12 13 14 15 120.30 120.40 120.43 120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40 -0.0040.026 0.006 0.026 0.016 -0.014 -0.014 -0.004 108.16 0.16 6.76 0.36 6.76 2.56 1.96 1.96 0.16 -0.0110.019 -0.001 0.019 0.009 -0.021 -0.021 -0.011 1.213.61 0.01 3.61 0.81 4.41 4.41 1.21 411 12014 404 12015 14 1501496 14003374 准则从表中数据可知,第 个测得值可疑。104 14个数据计算(见表中右方) =30.016=0.048所有 14 以n=15查肖维勒准则中的Zc 值(见教材表 1-3), c=2.13。Zc =2.13 0.033=0.07