传感器原理及应用习题解析

这篇内容主要涉及的是传感器课程的习题解答，涵盖了传感器原理及工程应用的基础概念，包括测量的定义、误差分析以及数据处理中的粗大误差判断。在学习传感器技术时，理解这些基本概念至关重要。 1. 测量的定义： 测量是一个过程，目的是确定被测量的值，通过将被测量与相同性质的标准量进行比较，来得出被测量相对于标准量的比例或倍数。 2. 误差类型： - 绝对误差：测量值与真值之间的差值。 - 相对误差：绝对误差与被测量真值之比，通常以百分比表示。 - 引用误差：绝对误差与量程之比，同样以百分比表示。 3. 误差计算实例： 在一个压力传感器的例子中，测量140kPa的压力，但显示值为142kPa。通过计算，我们可以得到： - 绝对误差 = 测量值 - 真值 = 142kPa - 140kPa = 2kPa。 - 实际相对误差 = 绝对误差 / 测量值 × 100%。 - 标称相对误差 = 绝对误差 / (测量上限 - 测量下限) × 100%。 - 引用误差 = 绝对误差 / 量程 × 100%。 4. 格拉布斯准则： 这是一种用于识别数据集中是否存在粗大误差的方法。在这个例子中，对节流元件（孔板）的开孔直径进行了多次测量。通过计算残余误差并应用格拉布斯准则，可以判断数据是否受到异常值的影响。如果残余误差超过特定阈值，那么可能存在粗大误差，需要剔除这些数据点以获得更准确的测量结果。 在实际工程应用中，理解和掌握这些基本概念对于正确使用和设计传感器系统至关重要。了解测量误差的类型及其计算方法可以帮助我们评估传感器的精度，而格拉布斯准则等数据处理工具则能帮助我们识别和处理不准确的数据，从而提高测量的可靠性和有效性。在传感器技术领域，深入理解这些基础知识对于解决实际问题和优化系统性能具有决定性的作用。