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现代检测技术基础试题 2010年11月 一、阐述仪器线性度的概念，说明有哪些直线拟合方法。阐述回程差、灵敏度和分辨力的概念。 答:仪器线性度指检测系统输入输出曲线与理想直线的偏离程度，亦称非线性误差。直线拟合方法有最小二乘法、端点连线法、最佳直线法。回程误差指检测系统在正行程和反行程的输入输出曲线不重合的程度，亦称空程误差、滞后。分辨力指能够检测出的被测量的最小变化量，表征测量系统的分辨能力。灵敏度指测量系统在稳态下输出量的增量与输入量的增量之比，即。 二、仪表的精确度等级是怎样规定的？写出计算公式。某测温仪表的测温范围为0---600℃，准确度等级为2.5级；另一测温仪表的测温范围为0---1200℃，准确度等级为1.5级。现欲测量温度为500℃的设备温度，问选哪种测温仪表会更好？计算说明为什么？ 答: 在工业实际中,为了表示测量结果的可靠程度, 引入了精确度(精度)等级规定, 用A表示，A值是指仪器在规定条件下, 其允许的最大绝对误差值△A与满量程输出YF.S之比的百分数, 即: ,因而选第一种仪表。 三、（1）假设你开发一台称重仪，在实验室完成了传感器、放大电路和单片机系统的设计制作，但是没有条件施加标准砝码或标准力对传感器和你的系统进行实际标定，你只有一块可用来测量电压和电流的表(或万用表), 在这种条件下你应该首先对仪器的那些指标进行测定?从误差的角度出发,你对你使用的表有何要求? （2）设传感器误差为0.1%；测量放大电路误差为0.03%；系统采用的A/D转换器为10位，试分析仪器最后能达到的最好精度等级是多少？ （P5-7） 答: A．可以对该称重仪的重复性、回程误差和零点漂移进行测定； ①零点漂移：输入为零时，输出偏离零值的变化。产生这种现象的原因是晶体三极管的参数受温度的影响、电源电压的波动以及运算放大器前后级的电位配合问题等。在多数放大器中，前级的零点漂移影响最大，级数越多和放大倍数越大，零点漂移越严重。解决措施是采用差动电路。 本称重仪零点漂移的标定只用万用表就可完成。称重仪上不加任何重量，用万用表测量其输出值。如果输出值为零，说明该称重仪没有零点漂移现象，输出值越大，零点漂移现象越严重。 ②重复性：在同一工作条件下，同一方向连续多次对同一输入值进行测量所得到的多个输出值之间互相不一致的程度。重复性是检测系统最基本的技术指标，是其他各项指标的前提和保证。对于称重仪来说，如果同一测量值，在不同时刻放上去测得的结果不一样或相差很大，显然不合要求。 对重复性的标定中，其输入值不需要是标准数值，只要多次重复测量的输入值相同即可。本称重仪重复性的标定，可用普通砝码（如果没有砝码，可用大小、重量合适的任何物体所代替）和万用表来完成。找一个大小合适的砝码，重复多次放上再取下，由万用表读出每次的输出数值，在95%概率水平内测量结果的最大差值即可用来判定该称重仪的重复性。注意，测量过程中要注意称重仪的量程，所加砝码不能超出量程范围。 ③回程误差：检测系统在正行程和反行程的输入输出曲线不重合的程度，亦称空程误差、滞后。仪表检测所得到的实际上升曲线和实际下降曲线出现不重合的情况，从而使仪表的特性曲线形成环状，称为“滞环”。 上升曲线和下降曲线之间最大的差值，称为回差(也称为变差、来回变差)。 产生原因是仪表内部的某些元件具有储能效应，例如弹性变形、磁滞现象等。对于称重仪，如果要测量出一定重量的物体，当物体重量超出要求值时，需要往回减少物体，这时由于回程误差的存在，就会引起很大的误差，显然不合乎要求。 回程误差的标定，其输入值不需要是标准数值，找一组砝码，标好记号，依次放在称重仪上，然后逆顺序依次取下，记录每次放上砝码后万用表的读数以及取下砝码后万用表的读数，绘出输入-输出曲线，上升和下降曲线不重合的程度即为回程误差，称其最大差值为回差。 ④再现性：仪表实际上升曲线和实际下降曲线之间离散程度的表示，常取两种曲线之间离散程度最大点的值来表示。称重仪如果存在再现性，同样重量的物体就可能会因为放取的方式或时间不一样而测得不同的结果。 再现性的标定，其输入值不需要是标准数值，找一组砝码，标好记号，依次放在称重仪上，然后逆顺序依次取下，记录每次放上砝码后万用表的读数以及取下砝码后万用表的读数，绘出输入-输出曲线，按照这种方法，测得多组测量曲线。用上升曲线和下降曲线间的最大偏差判定该称重仪的再现性。 B．从误差角度看，对使用的仪表有以下几点要求： ①线性度：检测系统输入输出曲线与理想直线的偏离程度亦称非线性误差。 表达式为： 。 其中为输出值与理想直线的最大偏差值；为理论满量程输出值 ②分辨力：能够检测出的被测量的最小变化量，表征测量系统的分辨能力。（不一定在输入零点附近）。希望所用仪表分辨率越小越好。 注意：1、分辨力 --