唐文彥傳感器習題答案(已修改)
2025-01-27 02:18 本頁面
【正文】 第一章 思考題與習題什么是傳感器的靜態(tài)特性？它有哪些性能指標？答：輸入量為常量或變化很慢情況下，輸出與輸入兩者之間的關(guān)系稱為傳感器的靜態(tài)特性。它的性能指標有：線性度、遲滯、重復性、靈敏度與靈敏度誤差、分辨率與閾值、穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、抗干擾穩(wěn)定性和靜態(tài)誤差（靜態(tài)測量不確定性或精度）。傳感器動特性取決于什么因素？答：傳感器動特性取決于傳感器的組成環(huán)節(jié)和輸入量，對于不同的組成環(huán)節(jié)（接觸環(huán)節(jié)、模擬環(huán)節(jié)、數(shù)字環(huán)節(jié)等）和不同形式的輸入量（正弦、階躍、脈沖等）其動特性和性能指標不同。某傳感器給定相對誤差為2%FS，滿度值輸出為50mV，求可能出現(xiàn)的最大誤差δ（以mV計）。當傳感器使用在滿刻度的1/2和1/8時計算可能產(chǎn)生的百分誤差。并由此說明使用傳感器選擇適當量程的重要性。已知：, ；求：δm=？解：∵ ；∴ 若: 則: 若: 則: 由此說明,在測量時一般被測量接近量程(一般為量程的2/3以上),測得的值誤差小一些。有一個傳感器，其微分方程為，其中y為輸出電壓（mV），x為輸入溫度（0C），試求該傳感器的時間常數(shù)τ和靜態(tài)靈敏度k。已知：；求：τ=？，k=?解：將化為標準方程式為：與一階傳感器的標準方程： 比較有：已知某二階系統(tǒng)傳感器的自振頻率f0=20kHz,阻尼比ξ=，若要求傳感器的輸出幅值誤差小于3%，試確定該傳感器的工作頻率范圍。已知：f0=20kHz, ξ=。求：時的工作頻率范圍。解：二階傳感器頻率特性(p141—30式)∵ ∴ 式中：則有：由（1）式：由（2）式：即：取：則有：第二章 思考題與習題何為金屬的電阻應變效應？怎樣利用這種效應制成應變片？答：（1）當金屬絲在外力作用下發(fā)生機械變形時，其電阻值將發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為金屬的電阻應變效應。（2）應變片是利用金屬的電阻應變效應，將金屬絲繞成柵形，稱為敏感柵。并將其粘貼在絕緣基片上制成。把金屬絲繞成柵形相當于多段金屬絲的串聯(lián)是為增大應變片電阻，提高靈敏度，什么是應變片的靈敏系數(shù)？它與電阻絲的靈敏系數(shù)有何不同？為什么？答：（1）應變片的靈敏系數(shù)是指應變片安裝于試件表面，在其軸線方向的單向應力作用下，應變片的阻值相對變化與試件表面上安裝應變片區(qū)域的軸向應變之比。（2）實驗表明，電阻應變片的靈敏系數(shù)恒小于電阻絲的靈敏系數(shù)其原因除了粘貼層傳遞變形失真外，還存在有恒向效應。對于箔式應變片，為什么增加兩端各電阻條的截面積便能減小橫向靈敏度？答：對于箔式應變片，增加兩端圓弧部分尺寸較柵絲尺寸大得多（圓弧部分截面積大），其電阻值較小，因而電阻變化量也較小。所以其橫向靈敏度便減小。用應變片測量時，為什么必須采用溫度補償措施？答：用應變片測量時，由于環(huán)境溫度變化所引起的電阻變化與試件應變所造成的電阻變化幾乎有相同的數(shù)量級，從而產(chǎn)生很大的測量誤差，所以必須采用溫度補償措施。一應變片的電阻 R=120Ω， k=。用作應變?yōu)?00μm/m的傳感元件。 ①求△R和△R/R；②若電源電壓U=3V，求初始平衡時惠斯登電橋的輸出電壓U0。已知：R=120Ω， k=，ε=800μm/m； 求：①△R=？，△R/R=？②U=3V時，U0=？解①：∵ ∴ 解②：初始時電橋平衡（等臂電橋）∵ ∴ 在材料為鋼的實心圓柱形試件上，沿軸線和圓周方向各貼一片電阻為120Ω的金屬應變片R1和R2，把這兩應變片接入差動電橋（參看圖29a）。若鋼的泊松系數(shù)μ=，應變片的靈敏系數(shù)k=2，電橋電源電壓U=2V，當試件受軸向拉伸時，測得應變片R1的電阻變化值△R =,試求電橋的輸出電壓U0。圖29a 差動電橋已知：R1= R2=120Ω，μ=，k=2，U=2V，△R1 =，△R1 / R1=求：U0=？解：∵ ∴ 又∵ ∴ 設：
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