傳感器課后答案(已修改)
2025-06-19 14:58 本頁面
【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)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。傳感器由：敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、信號調(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：是指傳感器中能直接感受或響應被測量的部分；（2）轉(zhuǎn)換元件：是指傳感器中能將敏感元件感受或響應的被測量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測量的電信號部分；（3）信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路：由于傳感器輸出信號一般都很微弱，需要有信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路，進行放大、運算調(diào)制等；（4）輔助的電源：此外信號調(diào)理轉(zhuǎn)換電路以及傳感器的工作必須有輔助的電源。最簡單的傳感器由一個敏感元件(兼轉(zhuǎn)換元件)組成，它感受被測量時直接輸出電量，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，要經(jīng)過若干次轉(zhuǎn)換。2 試述溫度誤差的概念、產(chǎn)生的原因和補償?shù)霓k法?！敬稹坑捎跍y量現(xiàn)場環(huán)境溫度的改變而給測量帶來的附加誤差， 稱為應變片的溫度誤差。產(chǎn)生的原因有兩個：一是敏感柵的電阻絲阻值隨溫度變化帶來的附加誤差；二是當試件與電阻絲材料的線膨脹系數(shù)不同時，由于環(huán)境溫度的變化，電阻絲會產(chǎn)生附加變形，從而產(chǎn)生附加電阻變化。電阻應變片的溫度補償方法通常有：線路補償和應變片自補償 。34 擬在等截面的懸臂梁上粘貼四個完全相同的電阻應變片，并組成差動全橋測量電路，試問：（1）四個電阻應變片怎樣貼在懸臂梁上？（2）畫出相應的電橋電路。【答】在懸臂梁力傳感器中，一般將應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，上面兩個應變片受壓時，下面兩個應變片受拉，并將四個應變片組成全橋差動電橋。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全橋測量電路圖32 差動全橋測量電路36 題34 圖為等強度梁測力系統(tǒng)，R1 為電阻應變片，應變片靈敏度系數(shù)K=，未受應變時，R1=120Ω。當試件受力F 時，應變片承受平均應變ε=800μm/m，試求：（1）應變片電阻變化量ΔR1 和電阻相對變化量ΔR1/R1。10（2）將電阻應變片R1 置于單臂測量電橋，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，常采用差動電橋。差動電橋無非線性誤差，且半差動電橋電壓靈敏度KU=E/2，是單臂工作時的2 倍，全差動電橋電壓靈敏度KU=E，是單臂工作時的4 倍。同時還具有溫度補償作用。4
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