傳感器原理及工程應(yīng)用第四版(郁有文)課后答案-免費(fèi)閱讀
【正文】 ？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、和的阻抗分別為：?？蓪⒅绷麟娏鞅砀臑橹绷麟妷罕砼c負(fù)載電阻R的并聯(lián)，R上的電壓為，則有：其中，Cx為電容式液位計的電容值，f為方波的頻率，ΔE=E2E1為方波的幅值，Cd為平衡電容傳感器初始電容的調(diào)零電容。？答：采用差動式結(jié)構(gòu)，可以使非線性誤差減小一個數(shù)量級。電渦流的軸向貫穿深度按指數(shù)規(guī)律分布，即電渦流密度在被測體表面最大，隨著深度的增加，按指數(shù)規(guī)律衰減。測量出等效阻抗，就可實(shí)現(xiàn)對位移量的測量。所以該測量電路輸出電壓幅值反映了被測量的大小，而的符號則反映了該被測量的變化方向。橋路的一個對角接有交流電源，另一個對角線為輸出端，試分析該電路的工作原理。當(dāng)0時，與同頻同相。③將傳感器磁回電路工作區(qū)域設(shè)計在鐵芯曲線的線性段。因此可以測量大位移范圍。當(dāng)選定鐵芯，銜鐵材料及尺寸，確定線圈的匝數(shù)及電氣特性，則。應(yīng)變片4感受軸向應(yīng)變：應(yīng)變片8感受周向應(yīng)變：滿量程時，電橋的輸出為：第四章電感式傳感器1. 說明差動變隙電壓傳感器的主要組成，工作原理和基本特性。當(dāng)傳感器的環(huán)境溫度從10℃變化到50℃時，引起附加電阻相對變化量為多少？折合成附加應(yīng)變?yōu)槎嗌伲拷猓涸陬}36的條件下，合金鋼線膨脹系數(shù)為g=11106/℃。5. 圖示為一直流應(yīng)變電橋。若電橋電路的工作電源E為直流電源，則該電橋稱為直流電橋。金屬電阻應(yīng)變片的電阻相對變化量與金屬材料的軸向應(yīng)變成正比，因此，利用電阻應(yīng)變片，可以將被測物體的應(yīng)變轉(zhuǎn)換成與之成正比關(guān)系的電阻相對變化量，這就是金屬電阻應(yīng)變片的工作原理。由于，根據(jù)二階傳感器的特性曲線可知，上面三個解確定了兩個頻段，即0～和～。已知傳感器的固有頻率為800Hz，阻尼比ξ=，問使用該傳感器測試400Hz的正弦力時，其幅值比和相位角φ（ω）各為多少？若該傳感器的阻尼比改為ξ=，問和φ（ω）又將如何變化？答：討論傳感器動態(tài)特性時，常用無量綱幅值比A(ω)。2．按最小二乘法計算各性能指標(biāo)：截距、斜率、方程式、理論值和非線性誤差，由已知數(shù)據(jù)可以求出： ， ， ， ， ，則 、 方程式為依此方程計算出的理論值，系統(tǒng)誤差和非線性誤差都列于表21中。③遲滯是指傳感器在輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到?。ǚ葱谐蹋┳兓陂g其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象。其中，敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測量的部份；轉(zhuǎn)換元件是指傳感器中能將敏感元件感受或響應(yīng)的被測量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測量的電信號部份。 測量電勢Ex的電位差計原理線路圖解：根據(jù)電位差計的測量原理，當(dāng)電位差計的輸出電勢Uab與被測電勢Ex等時，系統(tǒng)平衡，檢流計指零，此時有 當(dāng)rp=5Ω系統(tǒng)平衡時, 被測電勢 由于RRrp（Rp的一部分）存在誤差，所以在檢測的過程中也將隨之產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，根據(jù)題意系統(tǒng)誤差是用絕對誤差表示，因此測量Ex時引起的系統(tǒng)誤差為計算結(jié)果說明，RRrp的系統(tǒng)誤差對被測電勢Ex的綜合影響使得Ex值20mv大于實(shí)際值，故消除系統(tǒng)誤差的影響后，被測電勢應(yīng)為===，電壓U=，標(biāo)準(zhǔn)差分別為=，=，求所耗功率及其標(biāo)準(zhǔn)差。 Zc==故d7應(yīng)剔除，再按n=14查表13得Zc=。 測量不確定度按其評定方法可分為A類評定和B類評定。答：標(biāo)準(zhǔn)偏差簡稱標(biāo)準(zhǔn)差，有標(biāo)準(zhǔn)差、標(biāo)準(zhǔn)差的估計值及算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差。6． 什么是粗大誤差？如何判斷測量數(shù)據(jù)中存在粗大誤差？答：超出在規(guī)定條件下預(yù)期的誤差稱為粗大誤差，粗大誤差又稱疏忽誤差。所以一般可以通過增加測量次數(shù)估計隨機(jī)誤差可能出現(xiàn)的大小，從而減少隨機(jī)誤差對測量結(jié)果的影響。在實(shí)際測量中，有時要用到修正值，而修正值是與絕對誤差大小相等符號相反的值。第一章 傳感與檢測技術(shù)的理論基礎(chǔ)1． 什么是測量值的絕對誤差、相對誤差、引用誤差？答：某量值的測得值和真值之差稱為絕對誤差。在計算相對誤差時也必須知道絕對誤差的大小才能計算。5． 什么是系統(tǒng)誤差？系統(tǒng)誤差可分哪幾類？系統(tǒng)誤差有哪些檢驗(yàn)方法？如何減小和消除系統(tǒng)誤差？答：在同一測量條件下，多次測量同一量值時，絕對值和符號保持不變，或在條件改變時，按一定規(guī)律變化的誤差稱為系統(tǒng)誤差。此誤差值較大，明顯歪曲測量結(jié)果。標(biāo)準(zhǔn)差的計算公式 ()式中為測得值與被測量的真值之差。10．某節(jié)流元件（孔板）開孔直徑d20尺寸進(jìn)行15次測量，測量數(shù)據(jù)如下（單位：mm）：120．42 120．43 120．40 120．42 120．43 120．39 120．30 120．40 120．43 120．41 120．43 120．42 120．39 120．39 120．40試檢查其中有無粗大誤差？并寫出其測量結(jié)果。 Zc==所有值均小于Zc，故已無壞值。解. 功率 P0=UI== 標(biāo)準(zhǔn)差 14．交流電路的電抗數(shù)值方程為，當(dāng)角頻率1=5Hz，； 2= Hz，； 3= Hz，試用最小二乘法求L、C的值。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(jìn)行放大、運(yùn)算調(diào)制等，此外信號調(diào)理轉(zhuǎn)換電路以及傳感器的工作必須要有輔助的電源，因此信號調(diào)理轉(zhuǎn)換電路以及所需的電源都應(yīng)作為傳感器組成的一部份。即傳感器在全量程范圍內(nèi)最大的遲滯差值ΔHmax與滿量程輸出值之比稱為遲滯誤差，用表示，即： ④重復(fù)性是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變化時，所得特性曲線不一致的程度。①理論滿量程輸出 ②重復(fù)性取置信系數(shù)，③線性度④遲滯誤差25 當(dāng)被測介質(zhì)溫度為t1，測溫傳感器示值溫度為t2時，有下列方程式成立： 當(dāng)被測介質(zhì)溫度從25℃突然變化到300℃，測溫傳感器的時間常數(shù)τ0=120s，試確定經(jīng)過350s后的動態(tài)誤差。當(dāng)用f0=800Hz、ξ==400Hz的信號時，A(ω)為同理，若該傳感器的阻尼比改為ξ=，為*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。前者在特征曲線的諧振峰左側(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為電橋固定電阻。圖中E=4V，====，試求：（1） 為金屬應(yīng)變片，其余為外接電阻。則應(yīng)變片敏感柵材質(zhì)為康銅。題圖41差動變隙電壓傳感器答：差動變隙電壓傳感器結(jié)構(gòu)如下圖所示。從傳感器的輸出特性可以看出，與成非線性關(guān)系，為改善其非線性，通常采用差動變隙式電感傳感器，如題圖4—1所示，輸出特性表達(dá)式為；將上式與單線圈變隙式傳感器相比，若忽略非線性項(xiàng)，其靈敏度提高一倍，若保留一項(xiàng)非線性項(xiàng)，則單線圈式，而差動式由于1，因此，差動式的線性度得到明顯改善。4. 差動變壓器式傳感器的等效電路包括哪些元件和參數(shù)？各自的含義是什么
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