【正文】 故可判斷 d7= 含有粗大誤差，應(yīng)予剔除。 ?(b0?12b)??(b0?13b)????(b0?14b)??(b0?15b)???(b0?16b)?? ?(b0?18b)??(b0?20b)????(b0?22b)??(b0?24b)???(b0?26b)?? ?5b0?70b???5b0?110b? b0???b?? 故所求的經(jīng)驗(yàn)公式為 ??? y 方法二： 應(yīng)用最小二乘法求取經(jīng)驗(yàn)公式的 b0 和 b 時(shí)，應(yīng)使各測量數(shù)據(jù)點(diǎn)與回歸直線的偏差平方和為最小，見教材圖 110。 70等。 求：傳感器的工作頻率范圍。 答：由于測量現(xiàn)場環(huán)境溫度偏離應(yīng)變片標(biāo)定溫度而 給測量帶來的附加誤差，稱為應(yīng)變片溫度誤差。當(dāng)試件受力 F時(shí)， 應(yīng)變片承受平均應(yīng)變?chǔ)?=800μ m/m，求： （ 1） 應(yīng)變片電阻變化量Δ R1 和電阻相對(duì)變化量Δ R1/ R1。工作時(shí)，銜鐵與被測件相連，當(dāng)被測體上下移動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)銜鐵也以相同的位移上下移動(dòng)，使兩個(gè)磁回路中磁阻發(fā)生大小相等方向相反的變化。 2a2a2b2b 5. 差動(dòng)變壓器式傳感器的零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的原因是什么？怎樣減小和消除它的影響？ 答：差動(dòng)電壓器在零位移時(shí)的輸出電壓稱為零點(diǎn)殘余電壓。（ n1為 變壓器 T的變比）。 電渦流式傳感器的測試系統(tǒng)由電渦流式傳感器和被測金屬兩部分組成。 調(diào)幅式測 量電路如題圖 4— 11﹙ｂ﹚所示，石英晶體振蕩器起恒流源作用，給諧振回路提供了一個(gè)激勵(lì)頻率 ?f?穩(wěn)定的 0 激勵(lì)電流 i，由傳感器線圈 L、電容器 C構(gòu)成一個(gè) LC振 0 蕩電路，其輸出電壓 U0?i0?f?z?，當(dāng)金屬導(dǎo)體遠(yuǎn)離電渦流傳感器或去掉時(shí)， LC并聯(lián)諧振回路的諧振頻率即為石英振蕩頻率 f，回路呈現(xiàn)的阻抗最大，諧振回路上的輸 0 出電壓也最大；當(dāng)金屬導(dǎo)體靠近傳感器線圈時(shí)，線圈的等效電感 L 發(fā)生變化，導(dǎo)致回路失諧而偏離了激勵(lì)頻率，從而使輸出電壓降低， L的數(shù)值隨距離 x的變化而變化，因此，輸出電壓也隨 x 而變化。 解： 題 5— 8 圖 Up t UpU（ a） Up為正半周時(shí) （ b） Up為負(fù)半周時(shí) 當(dāng) Up為正半周時(shí)， D D3 導(dǎo)通，等效電路如圖（ a）所示。 第七章 磁電式傳感器 ？霍爾電勢與哪些因素有關(guān)？ 答：金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場中，當(dāng)有電流通過時(shí)，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。當(dāng) h=0 環(huán)形二極管電容測量電路原理圖 時(shí)調(diào)節(jié) Cd?C0? 2??HD1nd ，則輸出電 壓 U與液位 h之間呈 線性關(guān)系。 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。 所以該測量電路輸出電壓幅值反映了被測量的大 ?小，而 U的符號(hào)則反映了該被測量的變化方向。當(dāng) ?x0 時(shí)， U與 U同頻同相。因此可以測量大位移范 圍。 R R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(shí)， a) (b) 1 (c) RR5 (d) ?R1??R2??R3??R4?K?xR?K F10kNR???120?????10mm??10Pa ?R5??R6??R7??R8?K?yR????R1??????? 電橋的輸出為： ???R1??R1???R3??R3??R6??R6???R8??R8? U0?Ui??? ?R1??R1?R3??R3?R5??R5?R7??R7R6??R6?R8??R8?R2??R2?R4??R4? ???? ?10V?????10mV ???????? 第四章電感式傳感器 1. 說明差動(dòng)變隙電壓傳感器的主要組成，工作原理和基本特性。 題圖 34（ a）等截面懸臂梁 （ b）應(yīng)變片粘貼方式 （ c）測量電路 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， R、 R所受應(yīng)變方向相同， R、 R、所受 1423 應(yīng)變方向相同，但與 R、 R所受應(yīng)變方向相反。 答：在外力作用下，導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料產(chǎn)生機(jī)械變形，從而引起材料電阻值發(fā)生相應(yīng)變化的現(xiàn)象，稱 dR?K??為應(yīng)變效應(yīng)。 ? ?(??) ∴ ?? 22A(?)?1? ②在上面的時(shí)間常數(shù)及 50Hz 的正弦信號(hào)輸入代入幅頻特性方程可知振幅誤差： A(?)?1 ?(??)2?1?(50?)2? 振幅誤差為 =%。即傳感器在全量程范圍內(nèi)最大的遲滯差值Δ Hmax與滿量程輸出值 Y之比稱為遲滯誤 FS ?HmaxrH??100%YrFS 差，用 L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(shí)，所得特性曲線不一致的程度。 測量電勢 Ex的電位差計(jì)原理線路圖 解：根據(jù)電位差計(jì)的測量原理，當(dāng)電位差計(jì)的輸出電勢 Uab與被測電勢 Ex等時(shí)，系統(tǒng)平衡，檢流計(jì)指零，此時(shí)有 I（ ?I2R2?Ex 1R1?rp） 當(dāng) rp=5Ω系統(tǒng)平衡時(shí) , 被測電勢 Ex?I（ ?I2R2?4?（ 5?5） ?2?10?20mv 1R1?rp） 由于 R R rp（ 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(duì)誤差表示，因此測量 Ex時(shí)引起的系統(tǒng)誤差 為 ?Ex??Ex?E?E?E?E?R1?x?rp?x?I1?x?R2?x?I2?R1?rp?I1?R2?I2 ?I1?R1?I1?rp?R1?I1?rp?I1?I2?R2?R2?I2 ?4??4??2?? ?計(jì)算結(jié)果說明， R R rp的系統(tǒng)誤差對(duì)被測電勢 Ex的綜合影響使得 Ex值 20mv 大于實(shí)際值 Ex，故消除 系統(tǒng)誤差的影響后，被測電勢應(yīng)為 Ex?== I=，電壓 U=，標(biāo)準(zhǔn)差分別為 ?=， ?=，求所耗功率及其標(biāo)準(zhǔn)差。 測量不確定度按其評(píng)定方法可分為 A類評(píng)定和 B 類評(píng)定。 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。 在實(shí)際測量中，有時(shí)要用到修正值，而修正值是與絕對(duì)誤差大小相等符號(hào)相反的值。在計(jì)算相對(duì)誤差時(shí)也必須知道絕對(duì)誤差的大小才 能計(jì)算。此誤差值較大，明顯歪曲測量結(jié)果。 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。 IU 解 . 功率 P0=UI= = 標(biāo)準(zhǔn)差 2??2?I2?I2?U?.62???? 14．交流電路的電抗數(shù)值方程為 x??L?1 ?c， 當(dāng)角頻率 ?1=5Hz，測得電抗 x1 為 ； ?2= Hz，測得電抗 x2 為 ； ?3= Hz，測得電抗 x3 為 ， 試用最小二乘法求 L、 C的值。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)差值即 : ?R?? (2~3)? ?100%YFS ?Rm a 計(jì)算， 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。 相位差為： ?(?)??arctg(??)??? 27 有一個(gè)二階系統(tǒng)的力傳感器。其表達(dá)式為 R，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)。 14 5. 圖示為一直流應(yīng)變電橋。 答：差動(dòng)變隙電壓傳感器結(jié)構(gòu)如下圖所 示。 4. 差動(dòng)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？ 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。 V， V截止， V， V 導(dǎo)通，則 2SD1D4D2D3 可得題圖 4— 6﹙ｂ﹚所示等效電路。 0 8. 已知變氣隙電感傳感器的鐵芯截面積 S?，磁路長度 L?20cm，相對(duì)磁導(dǎo)率 ?1?5000，氣隙 ?0?， ?7????，真空磁導(dǎo)率 ?0?4??10H/m，線圈匝數(shù) 。 11． 電渦流傳感器常用測量電路有幾種？其測量原理 如何？各有什么特點(diǎn)？ 答：電渦流傳感器常用的測量電路有：調(diào)頻式測量電路和調(diào)幅式測量電路二種。 5－ 5 題 5— 5 圖為電容式傳感器的雙 T電橋測量電路，已知 R 1 ?R2?R?40k?， RL?20k?， e?10V V， f?1MHz， RC0?10pF， C1?10pF， ? C1?1pF 已知參數(shù)的 U值?；魻栯妱?dòng)勢的大小正比于激勵(lì)電流 I 與磁感應(yīng)強(qiáng)度 B，且當(dāng) I 或 B 的方向改變時(shí)，霍爾電動(dòng)勢的方向也隨著改變，但當(dāng) I 和 B 的方向同時(shí)改變時(shí)霍爾電動(dòng)勢極性不變。要求： AB ①分析檢波電路測量原理； ②求橋路輸出信號(hào) e AB ?f?C1,C2?的表達(dá)式； ③畫出橋路中 U、 U、 e在 C A B AB 1 ?C C1?C C1?C2 三種 p 情況下的波形圖（提示：畫出 U正負(fù)半周的等效電 。通常將 封裝在傳感器內(nèi)，此時(shí)電纜分布電容并聯(lián)在大電容上，因而對(duì)振蕩頻率 f的影響 大大減小。 9． 何謂渦流效應(yīng)？怎樣利用渦流效