【正文】 ？題圖44差動(dòng)變壓器式傳感器等效電路答：差動(dòng)變壓器式傳感器在忽略鐵損、導(dǎo)磁體磁阻和線圈分布電容的理想條件下，其等效電路如題圖4—4所示。④采用外電路補(bǔ)償。截止，導(dǎo)通，則可得題圖4—6﹙ｂ﹚所示等效電路。解：題圖4—7為差動(dòng)整流電橋電路，為差動(dòng)電壓傳感器，為平衡電阻，為交流電源，、構(gòu)成一型濾波電路，輸出電壓為。8. 已知變氣隙電感傳感器的鐵芯截面積cm2，磁路長度cm，相對(duì)磁導(dǎo)率，氣隙cm，mm，真空磁導(dǎo)率H/m，線圈匝數(shù)，求單端式傳感器的靈敏度。10． 電渦流的形成范圍包括哪些內(nèi)容？它們的主要特點(diǎn)是什么？答：電渦流的形成范圍包括電渦流的徑向形成范圍、電渦流強(qiáng)度與距離的關(guān)系和電渦流的軸向貫穿深度。11． 電渦流傳感器常用測(cè)量電路有幾種？其測(cè)量原理如何？各有什么特點(diǎn)？答：電渦流傳感器常用的測(cè)量電路有：調(diào)頻式測(cè)量電路和調(diào)幅式測(cè)量電路二種。5－3 圖5—7為電容式液位計(jì)測(cè)量原理圖。當(dāng)h=0時(shí)調(diào)節(jié)，則輸出電壓與液位h之間呈線性關(guān)系。則。在一定條件下，壓電晶體受力后產(chǎn)生的電荷量與所感受到的加速度值成正比。在石英晶體中，通常把沿電軸x方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為“縱向壓電效應(yīng)”， 而把沿機(jī)械軸y方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為“橫向壓電效應(yīng)”。當(dāng)Up為負(fù)半周時(shí)，DD4導(dǎo)通，等效電路如圖（b）所示。V環(huán)形二極管電容測(cè)量電路原理圖R C V 可以采用環(huán)形二極管充放電法，具體電路如圖所示。電容式傳感器具有以下特點(diǎn)：功率小，阻抗高，由于電容式傳感器中帶電極板之間的靜電引力很小，因此，在信號(hào)檢測(cè)過程中，只需要施加較小的作用力，就可以獲得較大的電容變化量及高阻抗的輸出；動(dòng)態(tài)特性良好，具有較高的固有頻率和良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性；本身的發(fā)熱對(duì)傳感器的影響實(shí)際上可以不加考慮；可獲取比較大的相對(duì)變化量；能在比較惡劣的環(huán)境條件下工作；可進(jìn)行非接觸測(cè)量；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造；輸出阻抗較高，負(fù)載能力較差；寄生電容影響較大；輸出為非線性。當(dāng)利用電渦流式傳感器測(cè)量位移時(shí)，只有在=～。則就僅僅是關(guān)于單值函數(shù)。③ 當(dāng)被測(cè)輸入量不等于零，且時(shí)，采用相同的分析方法同理可得：0，即不論為正半周還是負(fù)半周，輸出電壓始終為負(fù)。電路由差動(dòng)電感傳感器、及平衡電阻、（）組成。保證二者同頻同相（或反相）。②傳感器設(shè)置良好的磁屏蔽，必要時(shí)再設(shè)置靜電屏蔽。為保證傳感器有較好的線性度，其測(cè)量范圍為線圈骨架長度的到。2. 變隙試電感傳感器的輸入特性與哪些因素有關(guān)？怎樣改善其非線性？怎樣提高其靈敏度？答：變隙試電壓傳感器的輸出特性為：其輸出特性與初始電壓量，氣隙厚度，氣隙變化量有關(guān)。圓筒的橫截面積為彈性元件貼片位置及全橋電路如圖所示。此時(shí)，如果試件材質(zhì)為合金鋼，線膨脹系數(shù)℃，電阻應(yīng)變片敏感柵材質(zhì)為康銅，其電阻溫度系數(shù)℃，線膨漲系數(shù)℃。題圖34（a）等截面懸臂梁 （b）應(yīng)變片粘貼方式 （c）測(cè)量電路②電阻應(yīng)變片所構(gòu)成的差動(dòng)全橋電路接線如圖34﹙ｃ﹚所示，、所受應(yīng)變方向相同，、所受應(yīng)變方向相同，但與、所受應(yīng)變方向相反。3． 什么是直流電橋？若按橋臂工作方式不同，可分為哪幾種？各自的輸出電壓如何計(jì)算？題圖33 直流電橋答：如題圖33所示電路為電橋電路。其表達(dá)式為，式中K為材料的應(yīng)變靈敏系數(shù)，當(dāng)應(yīng)變材料為金屬或合金時(shí)，在彈性極限內(nèi)K為常數(shù)。解方程，得；解方程，得。相位差為： 27 有一個(gè)二階系統(tǒng)的力傳感器。計(jì)算結(jié)果列于表21中。壓力/MPa輸出值/mV第一循環(huán)第二循環(huán)第三循環(huán)正行程反行程正行程反行程正行程反行程00,06答：表21最小二乘法各項(xiàng)數(shù)據(jù)壓力（105Pa）x平均值（V）遲滯值ΔH（V）正反行程平均值（V）子樣方差平方根最小二乘直線y=+正行程反行程正行程SjI反行程SjD理論值y(V)非線性誤 差ΔL(V)0線性度也稱為非線性誤差，用表示，即 。通常傳感器有敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。設(shè)檢流計(jì)G、上支路電流I1和下支路電流I2的誤差忽略不計(jì)；求消除系統(tǒng)誤差后的Ex的大小。（2）按肖維勒準(zhǔn)則 以n=15查肖維勒準(zhǔn)則中的Zc值（見教材表13），得Zc=。測(cè)量不確定度意味著對(duì)測(cè)量結(jié)果的可靠性和有效性的懷疑程度或不能肯定的程度。8． 標(biāo)準(zhǔn)差有幾種表示形式？如何計(jì)算？分別說明它們的含義。1. 從產(chǎn)生誤差根源上消除系統(tǒng)誤差；；3. 在測(cè)量系統(tǒng)中采用補(bǔ)償措施；，來消除復(fù)雜的變化系統(tǒng)誤差。對(duì)于測(cè)量列中的某一個(gè)測(cè)得值來說，隨機(jī)誤差的出現(xiàn)具有隨機(jī)性，即誤差的大小和符號(hào)是不能預(yù)知的，但當(dāng)測(cè)量次數(shù)增大，隨機(jī)誤差又具有統(tǒng)計(jì)的規(guī)律性，測(cè)量次數(shù)越多，這種規(guī)律性表現(xiàn)得越明顯。測(cè)量誤差可用絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差表示,引用誤差也是相對(duì)誤差的一種表示方法。相對(duì)誤差有實(shí)際相對(duì)誤差和標(biāo)稱相對(duì)誤差兩種表示方法。采用絕對(duì)誤差難以評(píng)定測(cè)量精度的高低，而采用相對(duì)誤差比較客觀地反映測(cè)量精度。系統(tǒng)誤差可分為恒值（定值）系統(tǒng)誤差和變值系統(tǒng)誤差。在判別某個(gè)測(cè)得值是否含有粗大誤差時(shí)，要特別慎重，應(yīng)作充分的分析和研究，并根據(jù)判別準(zhǔn)則予以確定。標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)值的計(jì)算公式 式中為殘余誤差，是測(cè)得值與算術(shù)平均值之差，該式又稱為貝塞爾公式。解：按測(cè)量順序，將所得結(jié)果列表。（3）按格拉布斯準(zhǔn)則以n=15取置信概率Pa=，查格拉布斯準(zhǔn)則中的G值（見傳感器原理及工程應(yīng)用教材表14），得G=。 解：令誤差方程：正規(guī)方程：解得 L= 由此 L= = C=15．用光機(jī)檢查鎂合金鑄件內(nèi)部缺陷時(shí)，為了獲得最佳的靈敏度，透視電壓應(yīng)隨透視件的厚度而改變，經(jīng)實(shí)驗(yàn)獲得下列一組數(shù)據(jù)（如下表所示），試求透視電壓隨著厚度變化的經(jīng)驗(yàn)公式。22 什么是傳感器的靜態(tài)特性？它有哪些性能指標(biāo)？分別說明這些性能指標(biāo)的含義。重復(fù)性誤差屬于隨機(jī)誤差，常用均方根誤差計(jì)算，也可用正反行程中最大重復(fù)差值計(jì)算，即:23 什么是傳感器的動(dòng)態(tài)特性？有哪幾種分析方法？它們各有哪些性能指標(biāo)？答：傳感器的動(dòng)態(tài)特性是指輸入量隨時(shí)間變化時(shí)傳感器的響應(yīng)特性。答：由題可知該測(cè)溫傳感器為典型的一階系統(tǒng)，則傳感器的輸出與時(shí)間滿足如下關(guān)系：。求：傳感器的工作頻率范圍。對(duì)于后者，盡管在該頻段內(nèi)也有幅值誤差不大于3％，但是該頻段的相頻特性很差而通常不被采用。答：由于測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度偏離應(yīng)變片標(biāo)定溫度而給測(cè)量帶來的附加誤差，稱為應(yīng)變片溫度誤差。其輸出壓為⑵差動(dòng)半橋電路，R、R為兩個(gè)所受應(yīng)變方向相反的應(yīng)變片，R、R為電橋固定電阻。當(dāng)?shù)脑隽繛闀r(shí)，電橋輸出電壓 （2） ，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