该文档为《传感器原理与工程应用》第四版教材配套的学习资料，包含书中的主要课后习题及其详细解答，由作者郁有文编写。适合学生及工程师参考使用。
根据提供的文档信息，我们可以深入探讨传感器及其相关的测量理论和技术。以下是关键知识点的详细解析：
### 1. 测量误差的概念及其表示方法
#### 绝对误差
- 定义：绝对误差是指测量值与被测真值之间的差。
- 应用场景：在初步评估精度时较为常用。
#### 相对误差
- 实际相对误差：通过将绝对误差除以被测的真值得出。
- 标称相对误差：通过将绝对误差除以测量值得出。
- 应用场景：用于更精确地评估精度，尤其是在需要考虑测量值大小的情况下更为适用。
#### 引用误差
- 定义：引用误差是一种相对误差表示方法，它将绝对误差与仪表的满量程相比。
- 应用场景：广泛应用于仪器仪表领域，衡量仪表的整体精度。
### 2. 计算实例
假设使用测量范围为 -50～+150kPa 的压力传感器测量140kPa的压力，传感器显示值为142kPa，则：
- **绝对误差** = 142 - 140 = 2 kPa
- **实际相对误差** ≈ (frac{2}{140} times 100% approx 1.43%)
- **标称相对误差** ≈ (frac{2}{142} times 100% approx 1.41%)
- **引用误差** = (frac{2}{200} times 100%) = 1%
### 3. 随机误差
- 定义：在相同条件下多次测量同一量值时，绝对值和符号以不可预测方式变化的误差。
- 来源：包括但不限于电磁场微变、零件摩擦、温度湿度的变化等因素。
- 减小方法：通过增加测量次数可以减小随机误差的影响。
### 4. 系统误差
- 定义：在相同条件下多次测量同一量值时，绝对值和符号保持不变或按一定规律变化的误差。
- 分类：
- 恒值系统误差
- 变值系统误差（线性、周期性和复杂规律）
- 检验方法：实验对比法、剩余误差观察法等。
- 减小方法：从源头消除，使用修正方法，在测量系统中采用补偿措施及实时反馈修正。
### 5. 粗大误差
- 定义：超出在规定条件下预期的误差，通常明显歪曲测量结果。
- 判断方法：3准则（莱以特准则）、肖维勒准则、格拉布斯准则等。
### 6. 测量方法
- 直接测量：直接读取测量值，无需计算。
- 间接测量：通过数学关系从其他量推算目标量的值。
- 组合测量：求解多个方程组得到未知量的值。
### 7. 标准差
- 定义：反映一组数据分散程度的统计量。
- 计算公式：
[
s = sqrt{frac{1}{n - 1} sum_{i=1}^{n}(x_i-overline{x})^2}
]
其中，(overline{x})为样本均值。
- 含义：标准差越大表明数据波动性大；反之，数据波动性小。
通过对这些知识点的深入理解，可以帮助我们更好地掌握传感器及其测量技术的基本原理。这对于从事相关领域的工程师和技术人员来说至关重要，并有助于提高测量精度和处理能力。
5星
