【正文】 度傳感器的工作原理？ 答：其原理利用壓電晶體的電荷輸出與所受的力成正比，而所受的力在敏感質(zhì)量一定的情況下與加速度值成正比。 電容 C、 C和 C的阻抗分別為： Z0120?1 j?C0， Z1?1j?C1， Z2?1 j?C2。另外要求輸出電壓 U與液位 h之間呈線性關(guān)系， 所以不宜采用調(diào)頻電路和運(yùn)算放大器式電路。變間隙型可測(cè)量位移，變面積型可測(cè)量直線位移、角位移、尺寸，變介電常數(shù)型可測(cè)量液體液位、材料厚度。且隨著 x 的增加，電渦流強(qiáng)度迅速減小。 以上分析可知，若保持 ?， ?， r， f參數(shù)不變，而只改變 x參數(shù)。 i為若 U???I?RUR111 負(fù)半周，此時(shí)， ???I?RUR222 ， I?1 ?I2 則 ??U??U???U0R1R20，即不論 Ui為正半周還是負(fù)半周， U0 輸 出電壓始終為正。 7. 已知一差動(dòng)整流電橋電路如題圖 47 所示。輸入信號(hào) U（差動(dòng)變壓器式傳感器輸出的調(diào)諧波電壓） 2 通過(guò)變壓器 T加入環(huán)形電橋的一個(gè)對(duì)角線上，參考信 1 號(hào) U通過(guò)變壓器 T加到環(huán)形電橋的另一個(gè)對(duì)角線上， S2 為保證相敏檢波電路可靠工作，要求 U的幅值要遠(yuǎn)大 S 于輸入信號(hào) U的幅值，以便有效控制四個(gè)二極管的導(dǎo) 2 通狀態(tài)，且 U和差動(dòng)變壓器式傳感器激勵(lì)電壓 U由同 S1一振蕩器供電。消除或減小零點(diǎn)殘余電壓的主要方法有：①盡可能保證傳感器幾何尺寸，線圈電氣參數(shù)和磁路的相互對(duì)稱。一般差動(dòng)變壓器的功率控制在 1 瓦左右，因此 U取值在 3～8 伏范圍之內(nèi)。其輸出特性為： ???????1???L??L1??L2?2L0?0?????024????????????????????0?? 若忽略上式中的高次項(xiàng)，可得 ?L???2L0?0 為了使輸出特性能得到有效改善，構(gòu)成差動(dòng)的 兩個(gè)變隙式電感傳感器在結(jié)構(gòu)尺寸、材料、電氣參數(shù)等方面均應(yīng)完全一致。 解： 已知： F＝ 10kN，外徑 D?20mm，內(nèi)徑 d? 18mmK＝ ， ??， E??10 ? 4 11 11 Pa。 （ 3） 若要減小非線性誤差，應(yīng)采取何種措施？并分析其 電橋輸出電壓及非線性誤差大小。其輸出電壓為： U0?E??R1 R1 4．?dāng)M在等截面的懸臂梁上粘貼四個(gè)完全相同的電阻應(yīng)變片組成差動(dòng)全橋電路，試問(wèn)： （ 1） 四個(gè)應(yīng)變片應(yīng)怎樣粘貼在懸臂梁上？ （ 2） 畫出相應(yīng)的電橋電路圖。⑵當(dāng)試件與與電阻絲材料的線膨脹系數(shù)不同時(shí)，由于溫度的變化而引起的附加變形，使應(yīng)變片產(chǎn)生附加電阻。由 ?22??n??2??10kHz可得 f?，即工作頻率范圍為 0～ 。 當(dāng) ??0時(shí)， A????1，無(wú)幅值誤差。則該傳感器測(cè)量溫度經(jīng)過(guò) 350s后的動(dòng)態(tài)誤差為： ??(300?25)?(1?)?℃ 26 已知某傳感器屬于一階環(huán)節(jié)，現(xiàn)用于測(cè)量 100Hz 的正弦信號(hào)。 表 21 最小二乘法各項(xiàng)數(shù)據(jù) 1．先求出一些基本數(shù)值 1)求出各個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)正，反行程校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值和遲滯值，列于表 21 中。線性度也稱為非線性誤差，用 rL表示， 即 rL???Lmax?10%0YFS。 通常傳感器有敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。 解：其權(quán)為 （ ?1??1??25??100） ?108 x???108m/s 1?1?25?100 p1： p2： p3： p4? 1 ?2 1 2 1 ?2 1 3 ?2 1 2 4 ??1： 1： 25： 100 故加權(quán)算術(shù)平均值為 加權(quán)算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差 ?p =108m/s 1?(?)2?1?(?)2?25?(?)2?100?(? (4?1)(1?1?25?100) 12．用電位差計(jì)測(cè)量電勢(shì)信號(hào) Ex（如圖所示），已知： I1=4mA， I2=2mA，R1=5Ω , R2=10Ω ,Rp=10Ω ,rp =5Ω，電路中電阻 R R rp的定值系統(tǒng)誤差分別為Δ R1= +，Δ R2=+，Δ rp= +。 3??=3 = 所有 14個(gè) vi?值均小于 3??，故已無(wú)需剔除的壞值。 9．什么是測(cè)量不確 定度？有哪幾種評(píng)定方法？ 答：測(cè)量不確定度定義為表征合理賦予被測(cè)量之值的分散性，與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。 若被測(cè)量必須經(jīng)過(guò)求解聯(lián)立方程組求得，如：有若干個(gè)被測(cè)量 y1，y2，?， ym，直接測(cè)得值為 x,x12,?,xn,把被測(cè)量與測(cè)得值之間的函數(shù)關(guān)系列成方程組，即 x1?f1(y1,y2,?,ym)??x2?f2(y1,y2,?,ym)???????????? xn?fn(y1,y2,?,ym)?? （ 16） 方程組中方程的個(gè) 數(shù) n要大于被測(cè)量 y的個(gè)數(shù) m，用最小二乘法求出被測(cè)量的數(shù)值，這種測(cè)量方法稱為組合測(cè)量。 由于系統(tǒng)誤差的復(fù)雜性，所以必須進(jìn)行分析比較，盡可能的找出產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的因素，從而減小和消除系統(tǒng)誤差。 隨機(jī)誤差是由很多不便掌握或暫時(shí)未能掌握的微小因素（測(cè)量裝置方面的因素、環(huán)境方面的因素、人員方面的因素），如電磁場(chǎng)的微變，零件的摩擦、間隙，熱起伏，空氣擾動(dòng)，氣壓及濕度的變化 ，測(cè)量人員感覺(jué)器官的生理變化等，對(duì)測(cè)量值的綜合影響所造成的。 2． 什么是測(cè)量誤差？測(cè)量誤差有幾種表示方法？ 它們通常應(yīng)用在什么場(chǎng)合？ 答：測(cè)量誤差是測(cè)得值與被測(cè)量的真值之差。實(shí)際相對(duì)誤差是絕對(duì)誤差與被測(cè)量的真值之比；標(biāo)稱相對(duì)誤差是絕對(duì)誤差與測(cè)得值之比。 引用誤差是儀表中應(yīng)用的一種相對(duì)誤差，儀表的精度是用引用誤差表示的。誤差的絕對(duì)值和符號(hào)已確定的系統(tǒng)誤差稱為恒值（定值）系統(tǒng)誤差；絕對(duì)值和符號(hào)變化的系統(tǒng)誤差稱為變值系統(tǒng)誤差，變值系統(tǒng)誤差又可分為線性系統(tǒng)誤差、周期性系統(tǒng)誤差和復(fù)雜規(guī)律系統(tǒng)誤差等。通常用來(lái)判斷粗大誤差的準(zhǔn)則有：3?準(zhǔn)則（萊以特準(zhǔn)則）；肖維勒準(zhǔn)則；格拉布斯準(zhǔn)則。 算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差 ?的計(jì)算公式 ???sn 由于隨機(jī)誤差的存在，等精度測(cè)量列中各個(gè)測(cè)得值一般皆不相同，它們圍繞著該測(cè)量列的算術(shù)平均值有 一定的分散，此分散度說(shuō)明了測(cè)量列中單次測(cè)得值的不可靠性，標(biāo)準(zhǔn)差 ?是表征同一被測(cè)量的 n次測(cè)量的測(cè)得值分散性的參數(shù)，可作為測(cè)量列中單次測(cè)量不可靠性的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。 （ 1）按 3?準(zhǔn)則 從表中數(shù)據(jù)可知，第 7 個(gè)測(cè)得值可疑。 G?==v7 故 d7應(yīng)剔除，再按 n=14 取置信概率 Pa=，查表 14 得 G=。 030L?3C?????3L???? ??b?bx y 方法一： 用平均值法求取經(jīng)驗(yàn)公式的 b0和 b 時(shí)，將 n 對(duì)測(cè) ??b?bx式，并將此測(cè)量方程量數(shù)據(jù)（ xi， yi）分別代入 y 分成兩組，即 0 0?5b?11b0 ?5b?70b 將兩組方程各自相加，得兩個(gè)方程式后，即可解出 b0和 b。 傳感器的靜態(tài)特性可以用一組性能指標(biāo)來(lái)描述，有靈敏度、遲滯、線性度、重復(fù)性和漂移等。 9時(shí)間常數(shù)τ、固有頻率ω n、跟隨角υ 0。 ①理論滿量程輸出 yFS?|(xm?x1)k|?(V) ②重復(fù)性取置信系數(shù) ??3， SvR?max? ??s yFS?100%?% ③線性度 vL??Lmax?100%?%yFS ④遲滯誤差 vH??1?Hmax?100%??%2yFS 25 當(dāng)被測(cè)介質(zhì)溫度為 t1，測(cè)溫傳感器示值溫度為 t2 時(shí)，有下列方程式成立： t1?t2??0dt2d? 當(dāng)被測(cè)介質(zhì)溫度從 25℃突然變化到 300℃，測(cè)溫傳感器的時(shí)間常數(shù)τ0=120s，試確定經(jīng)過(guò) 350s后的動(dòng)態(tài) 誤差。當(dāng)用 f0=800Hz、ξ = 的傳感器來(lái)測(cè)量 f=400Hz 的信號(hào)時(shí)， A(ω )為 A(?)? 1?( ? [1?(1?22?)]?[2?()2]2?0?01?)]?4??()800800 ?400)2??()?0?1?1?(?)??tg??tg?? ?40021?()21?()?0800 2??( 同理，若該傳感器的阻尼比改為ξ =，為 A(?)? ?(?)??430 *2－ 8 已知某二階系統(tǒng)傳感器的固有頻率為 10kHz，阻尼比 ?＝ ，若要求傳感器輸出幅值誤差小于 3％，則傳感器的工作范圍應(yīng)為多少？ 已知 ?解： 二階傳感器的幅頻特性為： A(?)? ????1???????n ? ??? 2 n ?2??10kHz， ?＝ ， ?A???3%。前者在特征 2 31 曲線的諧振峰左側(cè)，后者在特征曲線的諧振峰右側(cè)。 2． 試述應(yīng)變片溫度誤差的概念，產(chǎn)生原因和補(bǔ)償 辦法。 按應(yīng)變所在電橋不同的工 作橋臂，電橋可分為： ⑴單臂電橋， R為電阻應(yīng)變片， R、 R、 R 為電橋 1234 固定電阻。當(dāng) R1的增 ??時(shí)，電橋輸出電壓 U0?? R1， R2 都是應(yīng)變片，且批號(hào)相同，感應(yīng)應(yīng)變的 極性和大小都相同，其余為外接電阻，電橋輸出電壓 U0?? （ 3） 題（ 2）中，如果 R與 R感受應(yīng)變的極性相反， 21 且 ?R1??R2??，電橋輸出電壓 U0?? 答：①如題 35 圖所示 U0?E??????? ②由于 R1， R2 均為應(yīng)變片，且批號(hào) 相同，所受應(yīng)變大小和方向均相同，則 R1?R2?R?R1??R2??R ?R2??R2R4?U0????R??R?R??RR?R??E 12234??1 ?R??RR4??1120?????E????E?0?2R??RR?R?2240??34?? ③根據(jù)題意，設(shè) R1?R??R1 R2?R??R2 ?R2??R2R4U0????R??R?R??RR?R12234?