【正文】 有時(shí)候覺得自己像個(gè)神經(jīng)病。根據(jù)中間溫度定律，E(t，0)= E(t，25)+ E(25，0)=20+= mV反查K型熱電偶分度表，得t=℃若改用E型熱電偶來測次設(shè)備溫度，同樣，根據(jù)中間溫度定律，測得熱電勢為EE(，25)= EK(，0) EK(25，0)==187。 ωH =則fH = =32=(kHz)5—10 某壓電式壓力傳感器的靈敏度為80pC/Pa，如果它的電容量為1nF。 解：由題意知，壓電晶體受力為F=pS=1010620106=200(N) （1）0176。試求當(dāng)動(dòng)極板向右位移△x=10mm時(shí)，電橋輸出端電壓Usc? 習(xí)題圖46 解：由習(xí)題圖46可求傳感器初始電容 =1012（F）= 當(dāng)動(dòng)極板向右移Δx=10mm時(shí)，單個(gè)電容變化量為（或 ）則 C1 = C0+ΔC，C2 = C0?C，由雙T二極管網(wǎng)絡(luò)知其輸出電壓 USC = 2 k Ui fΔC 4—7 一只電容位移傳感器如習(xí)題圖47所示，由四塊置于空氣中的平行平板組成。m，電容變化量為多少? (2)如果測量電路的靈敏度足Ku=100mV/pF，則在△d=177。cm，線圈匝數(shù)W1=W2=3000匝，鐵芯相對(duì)磁導(dǎo)率181。如下圖(a)所示。 解：應(yīng)變片電阻的相對(duì)變化為 柱形彈性試件的應(yīng)變?yōu)? 應(yīng)變片的靈敏系數(shù)為2—10 以阻值R=120Ω，靈敏系數(shù)K=，供橋電壓為3V，并假定負(fù)載電阻為無窮大，當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?181。求重復(fù)性誤差：壓 力(MPa)輸 出 值 (mV)正行程反行程123不重復(fù)誤差123不重復(fù)誤差0 mV，則重復(fù)性誤差為 168。 （1） 式中, y——輸出電壓，V；T——輸入溫度，℃。1—7 已知一熱電偶的時(shí)間常數(shù)t=10s，如果用它來測量一臺(tái)爐子的溫度，爐內(nèi)溫度在540℃至500℃之間接近正弦曲線波動(dòng)，周期為80s，靜態(tài)靈敏度K=1。1—11一只二階力傳感器系統(tǒng)，已知其固有頻率f0=800Hz，阻尼比z=，現(xiàn)用它作工作頻率f=400Hz的正弦變化的外力測試時(shí)，其幅值比A(w)和相位角j(w)各為多少；若該傳感器的阻尼比z=，其A(w)和j(w)又將如何變化?解: 所以，當(dāng)ξ= 當(dāng)ξ=1—12 用一只時(shí)間常數(shù)t=、2s和3s的正弦信號(hào)，問幅值相對(duì)誤差為多少?解：由一階傳感器的動(dòng)態(tài)誤差公式t= 1—13 已知某二階傳感器系統(tǒng)的固有頻率f0=10kHz，阻尼比z=，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。若鋼的泊松比181。當(dāng)負(fù)載電阻RL=10kΩ時(shí)，求傳感器的最大負(fù)載誤差。5mm時(shí)，單個(gè)線圈電感的變化 (3)要使電橋輸出最大，須使電橋?yàn)榈缺垭姌?，則相鄰橋臂阻抗比值a=1；且將電感線圈L和平衡電阻R放置在橋路輸出的兩側(cè)，則q =177。m之間的電容變化量ΔC′，則應(yīng)為ΔC′=2|ΔC|=2= (2) 當(dāng)Δd=177。習(xí)題圖47解：參見習(xí)題圖47知CAC是CAB與CBC串聯(lián)，CAD是CAB與CBD串聯(lián)。 解：壓電式加速度的上限截止頻率由傳感器本身的頻率特性決定，根據(jù)題意（取等號(hào)計(jì)算）則1+(ω/ωn)4﹣2(ω/ωn)2 +4(ω/ωn)2= (ω/ωn)4 ﹣(ω/ωn)2 +=0 解出(ω/ωn)2 =(ω/ωn)2 =（舍去）所以ω/ωn = （舍去）w=則fH = =30=(kHz) 壓電式加速度傳感器下限截止頻率取決于前置放大器特性，對(duì)電壓放大器，其幅頻特性由題意得 （取等號(hào)計(jì)算） (wt)2 =+ (wt)2(wt)2 = 222。求傳感器輸出電荷Q和電極間電壓Ua的值。E/(R+1)所以R=E/ Ui1=4000/61=(Ω)7—28 有一臺(tái)數(shù)字電壓表，其分辨力為100mV/1個(gè)字，現(xiàn)與Cul00熱電阻配套應(yīng)用，測量范圍為0～100℃，試設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)度變換電路，使數(shù)字表直接顯示溫度數(shù)值。你必須努力，當(dāng)有一天驀然回首時(shí)，你的回憶里才會(huì)多一些色彩斑斕，少一些蒼白無力。根據(jù)前面分析，有顯然通過適當(dāng)選取E或R便可得到I=。試確定溫度計(jì)達(dá)到穩(wěn)定讀數(shù)()所需時(shí)間。 解：（1）石英壓電晶片的電容 = 1012 (F) ≈ 由于Ra =1014Ω，并聯(lián)電容R并=100MΩ=108Ω 則總電阻R=Ra // R并 = 1014 //108 ≈108Ω總電容C=Ca //C并 =+20=(pF)又因F=(1000t)N=Fm sin(ωt)N，kq =2 pC/N則電荷Q=d11 F= kq FQm = d11 Fm = kq Fm =2 pC/N= pC所以 =103 (V)= 峰—峰值：Uimim =2Uim =2= （2）應(yīng)變?chǔ)舖 =Fm /SE =(10010691010 )=109 =Δdm /dΔdm =dem = 1109 (mm)=109 mm厚度最大變化量（即厚度變化的峰—峰值 ）Δd =2Δdm =2109 =109 (mm) =1012 m5—7 用石英晶體加速度計(jì)及電荷放大器測量機(jī)器的振動(dòng)，已知：加速度計(jì)靈敏度為5pC/g，電荷放大器靈敏度為50mV/pC，當(dāng)機(jī)器達(dá)到最大加速度值時(shí)相應(yīng)的輸出電壓幅值為2V，試求該機(jī)器的振動(dòng)加速度。414 習(xí)題圖414(a)所示差動(dòng)式同心圓筒柱形電容傳感器，其可動(dòng)內(nèi)電極圓筒外經(jīng)d=，固定電極外圓筒內(nèi)經(jīng)D=10mm，初始平衡時(shí)，上、下電容器電極覆蓋長度L1=L2=L0=2mm，電極間為空氣介質(zhì)。差動(dòng)電容器參數(shù)：r=12mm；d1=d2=d0=；空氣介質(zhì)，即ε=ε0=1012F/m。m)； (2)當(dāng)電容傳感器的動(dòng)極板位移△δ=10181。30180。103）=(m)l0=10mm時(shí)l0=20mm時(shí) 由此可見，應(yīng)選用基長l0=10mm的應(yīng)變片.2—14 有四個(gè)性能完全相同的應(yīng)變片(K=)，將其貼在習(xí)題圖2—14所示的壓力傳感器圓板形感壓膜片上。(1)求△R與△R/R；(2)若電源電壓Ui=3V，求其惠斯通測量電橋的非平衡輸出電壓U0。試求其固有振蕩頻率wn和阻尼比z。.. . . ..《傳感器與傳感器技術(shù)》計(jì)算題答案第1章 傳感器的一般特性1—5 某傳感器給定精度為2%F相應(yīng)的時(shí)間滯后為Dt =1—8 一壓電式加速度傳感器的動(dòng)態(tài)特性可以用如下的微分方程來描述，即式中，y——輸出電荷量，pC；x——輸入加速度，m/s2。m/m的傳感元件。電橋的輸出電壓Uo為多大? (a) (b)習(xí)題圖212 懸臂粱式力傳感器解：等強(qiáng)度梁受力F時(shí)的應(yīng)變?yōu)楫?dāng)上下各貼兩片應(yīng)變片，并接入四臂差動(dòng)電橋中時(shí)，其輸出電壓：則其電壓靈敏度為 =103 (V/N)=(mV/N) 當(dāng)稱重 F===，輸出電壓為U0 =Ku F==(mV)2—13 現(xiàn)有基長為10mm與20mm的兩種絲式應(yīng)變片，欲測鋼構(gòu)件頻率為10kHz的動(dòng)態(tài)應(yīng)力，％，試問應(yīng)選用哪一種?為什么