傳感器課后答案(已修改)
2025-06-19 14:58 本頁(yè)面
【正文】 21 什么叫傳感器？它由哪幾部分組成？它們的作用及相互關(guān)系如何？【答】傳感器是能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。傳感器由：敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、信號(hào)調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路和輔助的電源組成。它們的作用是：（1）敏感元件：是指?jìng)鞲衅髦心苤苯痈惺芑蝽憫?yīng)被測(cè)量的部分；（2）轉(zhuǎn)換元件：是指?jìng)鞲衅髦心軐⒚舾性惺芑蝽憫?yīng)的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測(cè)量的電信號(hào)部分；（3）信號(hào)調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路：由于傳感器輸出信號(hào)一般都很微弱，需要有信號(hào)調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路，進(jìn)行放大、運(yùn)算調(diào)制等；（4）輔助的電源：此外信號(hào)調(diào)理轉(zhuǎn)換電路以及傳感器的工作必須有輔助的電源。最簡(jiǎn)單的傳感器由一個(gè)敏感元件(兼轉(zhuǎn)換元件)組成，它感受被測(cè)量時(shí)直接輸出電量，如熱電偶。有些傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，沒(méi)有轉(zhuǎn)換電路，如壓電式加速度傳感器，其中質(zhì)量塊m 是敏感元件，壓電片（塊）是轉(zhuǎn)換元件。有些傳感器，轉(zhuǎn)換元件不只一個(gè)，要經(jīng)過(guò)若干次轉(zhuǎn)換。2 試述溫度誤差的概念、產(chǎn)生的原因和補(bǔ)償?shù)霓k法?！敬稹坑捎跍y(cè)量現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度的改變而給測(cè)量帶來(lái)的附加誤差， 稱為應(yīng)變片的溫度誤差。產(chǎn)生的原因有兩個(gè)：一是敏感柵的電阻絲阻值隨溫度變化帶來(lái)的附加誤差；二是當(dāng)試件與電阻絲材料的線膨脹系數(shù)不同時(shí)，由于環(huán)境溫度的變化，電阻絲會(huì)產(chǎn)生附加變形，從而產(chǎn)生附加電阻變化。電阻應(yīng)變片的溫度補(bǔ)償方法通常有：線路補(bǔ)償和應(yīng)變片自補(bǔ)償 。34 擬在等截面的懸臂梁上粘貼四個(gè)完全相同的電阻應(yīng)變片，并組成差動(dòng)全橋測(cè)量電路，試問(wèn)：（1）四個(gè)電阻應(yīng)變片怎樣貼在懸臂梁上？（2）畫(huà)出相應(yīng)的電橋電路?！敬稹吭趹冶哿毫鞲衅髦?，一般將應(yīng)變片貼在距固定端較近的表面，且順梁的方向上下各貼兩片，上面兩個(gè)應(yīng)變片受壓時(shí)，下面兩個(gè)應(yīng)變片受拉，并將四個(gè)應(yīng)變片組成全橋差動(dòng)電橋。這樣既可提高輸出電壓靈敏度，又可減小非線性誤差。圖31 等截面積懸臂梁差動(dòng)全橋測(cè)量電路圖32 差動(dòng)全橋測(cè)量電路36 題34 圖為等強(qiáng)度梁測(cè)力系統(tǒng)，R1 為電阻應(yīng)變片，應(yīng)變片靈敏度系數(shù)K=，未受應(yīng)變時(shí)，R1=120Ω。當(dāng)試件受力F 時(shí)，應(yīng)變片承受平均應(yīng)變?chǔ)?800μm/m，試求：（1）應(yīng)變片電阻變化量ΔR1 和電阻相對(duì)變化量ΔR1/R1。10（2）將電阻應(yīng)變片R1 置于單臂測(cè)量電橋，電橋電源電壓為直流3V，求電橋輸出電壓及電橋非線性誤差。（3）若要減小非線性誤差，應(yīng)采取何種措施？分析其電橋輸出電壓及非線性誤差大小。減小非線性誤差采取的措施為了減小和克服非線性誤差，常采用差動(dòng)電橋。差動(dòng)電橋無(wú)非線性誤差，且半差動(dòng)電橋電壓靈敏度KU=E/2，是單臂工作時(shí)的2 倍，全差動(dòng)電橋電壓靈敏度KU=E，是單臂工作時(shí)的4 倍。同時(shí)還具有溫度補(bǔ)償作用。4
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