压力传感器误差分析与格拉布斯检验实例解析

在《传感器原理及工程应用》的学习中，第1章主要探讨了传感与检测技术的理论基础。题目涉及的是两个具体的练习问题，第一个是关于压力传感器的实际应用。使用一个量程为－50～150kPa的压力传感器测量140kPa的压力，测得的示值为142kPa。为了评估测量精度，我们需要计算绝对误差（Δ = x - L = 142kPa - 140kPa = 2kPa）、实际相对误差（定义为绝对误差与真值之比，即 Δ / L），标称相对误差（通常指传感器在特定条件下的最大允许误差与满量程之比），以及引用误差（通常表示传感器的最大允许误差）。这些误差指标反映了传感器在实际工作中的性能。 第二个问题是关于节流元件（孔板）的测量误差分析。对15次测量结果应用格拉布斯准则来识别粗大误差。格拉布斯准则是一种统计方法，通过比较测量数据的残余误差与某个临界值（在本例中，根据置信概率P=0.95查表得到的格拉布斯系数G，对于15次测量，G=2.41）来决定哪些数据可能包含显著偏差。在数据分析中，我们计算了每个测量值的残余误差，发现第7次测量值（120.30mm）远大于其他值，因此被判定为粗大误差并被剔除。随后，剩余14个数据进行平均值和标准偏差的计算，这有助于评估测量数据的一致性和可靠性。 这两个例子展示了传感器原理在工程实践中的具体应用，包括如何评估传感器的精度、处理测量数据中的异常值，以及如何根据统计方法确定测量结果的可信度。理解这些基本概念和技术对于设计和维护各种工业系统，如过程控制、环境监测或设备状态监控等至关重要。