第3章传感器基本特性一、单项选择题1、衡量传感器静态特性的指标不包括（）。
A.线性度B.灵敏度C.频域响应D.重复性2、下列指标属于衡量传感器动态特性的评价指标的是（）。
A.估计值B.被测值C.相对值D.理论值12、传感器的静态特性，是指当传感器输入、输出不随()变化时，其输出-输入的特性。
A.相等B.相似C.理想比例D.近似比例14、回程误差表明的是在()期间输出-输入特性曲线不重合的程度。
A．迟滞B.重复性C.线性度D.灵敏度4.传感器静态特性指标表征的重要指标有：（）A.灵敏度B.非线性度C.回程误差D.重复性5．一般而言，传感器的线性度并不是很理想，这就要求使用一定的线性化方法，以下属于线性化方法的有:（）A.端点线性B.独立线性C.自然样条插值D.最小二乘线性三、填空题1、灵敏度是传感器在稳态下对的比值。
2、系统灵敏度越，就越容易受到外界干扰的影响，系统的稳定性就越。
4、要实现不失真测量，检测系统的幅频特性应为，相频特性应为。
5、传感器的灵敏度是指。
6、衡量传感器的静态特性的指标包含、、、和。
（要求至少列出两种）7、一个高精度的传感器必须有良好的和____，才能完成信号无失真的转换。
8、传感器的动态特性是指传感器测量动态信号时，传感器输出反映被测量的和变化的能力。
研究传感器的动态特性有两种方法：和。
9、阶跃响应特性是指在输入为时，传感器的输出随的变化特性。
常用响应曲线的、、等参数作为评定指标。
频率响应特性常用的评定指标是、、。
11、某位移传感器，当输入量变化5mm时，输出电压变化300mv，其灵敏度为。
14、某测力传感器属于二阶系统，其固有频率为1000Hz，阻尼比为临界值的50%，当用它测量500Hz的正弦交变力时，其输出与输入幅值比和相位差分别为：及。
四、简答题1、什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？如何用公式表征这些性能指标？2、什么是传感器的动态特性？其分析方法有哪几种？3、什么是传感器的静特性？主要指标有哪些？有何实际意义？4、什么是传感器的基本特性传感器的基本特性主要包括哪两大类？解释其定义并分别列出描述这两大特性的主要指标。
3、在某二阶传感器的频率特性测试中发现，谐振发生在频率216Hz处，并得到最大幅值比为1.4：1，试估算该传感器的阻尼比和固有角频率的大小。
7、设一力传感器可以简化成典型的质量－弹簧－阻尼二阶系统，巳知该传感器的固有频率为01000fHz=，若其阻尼比为0.7ξ=，试问用它测量频率为600Hz的正弦交变力时，其输出与输入幅值比()Aω和相位差()ω各为多少。
8、通过某检测装置测得的一组输入输出数据如下表所示。
试用最小二乘法拟合直线,并求其线性度和灵敏度。
9、试求下列一组数据的各种线性度：①端点线性度；②10、试计算某压力传感器的迟滞误差和重复性误差（一组测试数据如下表示）。
传感器的动态特性可以从时域和频域两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来分析。
3、答：传感器的静特性是当其输入量为常数或变化极慢时，传感器的输入输出特性，其主要指标有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。
传感器的静特性由静特性曲线反映出来，静特性曲线由实际测绘中获得。
通常人们根据传感器的静特性来选择合适的传感器。
4、答：传感器的基本特性是指传感器的输入-输出关系特性。
传感器的基本特性主要包括静态特性和动态特性。
五、计算题1、解：一阶传感器频率响应特性：1H(j)(j)1ωτω=+幅频特性：()arctan()φωωτ=-由题意有：A()15%ω-≤15%-≤又22f200Tπωππ===所以：0<<0.523msτ取0.523msτ=，2f250100ωπππ===幅值误差：A()100%1.32%ω==-所以有：1.32%A()0ω-≤<相位误差：()arctan()9.3φωωτ=-=-所以有：9.3()0φω-≤<2、解：对传感器施加突变信号属于阶跃输入：单位阶跃信号：0t<0x(t){1t0=≥进行拉氏变换：stt01X(s)L[x(t)]x(t)eds∞-===一阶系统传递函数：Y(s)1H(s)X(s)1sτ==+所以：111Y(s)H(s)X(s)1ssss1τττ===-++对上式进行拉氏逆变换：t/y(t)1eτ-=-设温差为R，则此温度传感器的阶跃响应为：t/t/3y(t)R(1e)R(1e)τ--=-=-当Ry(t)3=时，则2t3ln1.22s3=-=；当Ry(t)2=时，则1t3ln2.08s2=-=。
3、解：二阶系统12222nnA(){[1()]4()}ωωωξωω-=-+当nωω=时共振，则max11.4A()21ωξ==，0.36ξ=所以：n2f22161357rad/sωωππ====4、解：二阶系统传递函数：2n22nnY(s)H(s)X(s)s+2s+ωξωω==，2nn1H(j)[1()]2j()ωωωξωω=-+由题意：n800Hz,0.14ωξ==则当400Hzω=时，11122222222222nn400400A(){[1()]4()}{[1()]40.14()}0.7581.15800800ωωωξωω---=-+=-+==n22n4002()20.14()14800()arctanarctanarctan10.57400751()1()800ωξωφωωω=-=-=-=---当0.7ξ=时，11229A()[0.49]1.0520.97516ω--=+==，11.4()142()arctanarctan43.02511514φω=-=-=--5、解：把输入看作从0到275的阶跃输入信号，则0,0)(≤=ttx；0,275)(>=ttx输入信号的拉氏变换为:ssX275)(=又122ttddt=+ττ即)()1(120ststs=+τ11)()()(012+==∴sststsHτSSSXSHsY27511)()()(0+==∴τ进行拉氏反变换后，有)1(275)(120tety--=∴动态误差04.5275275)480(120480=-=-=-ey（℃）6、解：传感器响应的幅值百分误差在10％范围内即相当于幅值比应大于0．7，可用ωτ＝0．5来确定输入信号工作频率范围的上限。
因而得出上限频率为：0.50.5/50/0.015082radsradsfHzHzωτπ=====可知：所求工作频率范围为0～8Hz。