傳感器習(xí)題答案(已修改)
2025-06-30 06:44 本頁面
【正文】 . .. . ..第一章 思考題與習(xí)題什么是傳感器的靜態(tài)特性？它有哪些性能指標(biāo)？ 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(biāo)有：線性度、遲滯、重復(fù)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(biāo)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(dāng)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(dāng)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(biāo)準(zhǔn)方程式為： 與一階傳感器的標(biāo)準(zhǔn)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：?。簞t有：第二章 思考題與習(xí)題何為金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)？怎樣利用這種效應(yīng)制成應(yīng)變片？ 答：（1）當(dāng)金屬絲在外力作用下發(fā)生機(jī)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(yīng)變效應(yīng)。（2）應(yīng)變片是利用金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)，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(dāng)于多段金屬絲的串聯(lián)是為增大應(yīng)變片電阻，提高靈敏度，什么是應(yīng)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(yīng)變片的靈敏系數(shù)是指應(yīng)變片安裝于試件表面，在其軸線方向的單向應(yīng)力作用下，應(yīng)變片的阻值相對變化與試件表面上安裝應(yīng)變片區(qū)域的軸向應(yīng)變之比。 （2）實(shí)驗表明，電阻應(yīng)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(yīng)。對于箔式應(yīng)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(yīng)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(yīng)變片測量時，為什么必須采用溫度補(bǔ)償措施？ 答：用應(yīng)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(yīng)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(bǔ)償措施。一應(yīng)變片的電阻 R=120Ω， k=。用作應(yīng)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(shí)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(yīng)變片R1和R2，把這兩應(yīng)變片接入差動電橋（參看圖29a）。若鋼的泊松系數(shù)μ=，應(yīng)變片的靈敏系數(shù)k=2，電橋電源電壓U=2V，當(dāng)試件受軸向拉伸時，測得應(yīng)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=：U
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