【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 00,溫度為0176。C時(shí)，其電阻值是（ C ） 填空題，其材料為 鉑 。3. 直流電橋的平衡條件為_____相對(duì)橋臂的電阻乘積相等______。4. 熱敏電阻有正溫度系數(shù)和 負(fù)溫度系數(shù) 兩大類。5. 電阻應(yīng)變傳感器的電阻應(yīng)變片是將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成應(yīng)變片的電阻 變化。,當(dāng)溫度0176。C時(shí)的此銅電阻的電阻值是50W。7．能將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻 變化的一類傳感器稱為熱電阻。 光電效應(yīng)的。判斷題1．固態(tài)壓力傳感器是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)，所以其靈敏度較低。 （ ） 更正：固態(tài)壓力傳感器是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)，所以其靈敏度較高。2．應(yīng)變測(cè)量中，希望有溫度自補(bǔ)償功能，應(yīng)選擇全橋轉(zhuǎn)換電路。 （√ ）3．金屬絲應(yīng)變片傳感器，主要用來(lái)測(cè)量溫度。 （ ）更正：金屬絲應(yīng)變片傳感器，主要用來(lái)測(cè)量應(yīng)變。4．鉑電阻的測(cè)量精度低于銅電阻的測(cè)量精度。 （）更正：鉑電阻的測(cè)量精度高于銅電阻的測(cè)量精度。 。 （√ ）6．電阻應(yīng)變測(cè)量轉(zhuǎn)換電路的全橋形式具有溫度補(bǔ)償功能。 （√ ）簡(jiǎn)答題1．試述壓阻式固態(tài)壓力傳感器的工作原理。答：壓阻式壓力傳感器采用集成電路工藝技術(shù)，在硅片上制造出四個(gè)等值的薄膜電阻并組成電橋電路，當(dāng)不受力作用時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)，無(wú)電壓輸出。當(dāng)受到壓力作用時(shí)，電橋失去平衡而輸出電壓，且輸出的電壓與壓力成比例。2．電阻應(yīng)變片為什么要進(jìn)行溫度補(bǔ)償？補(bǔ)償方法有哪些？答：電阻應(yīng)變片面會(huì)隨著溫度變化，電阻發(fā)生變化，將給測(cè)量帶來(lái)誤差。溫度補(bǔ)償?shù)姆椒梢圆捎秒p臂半橋或全橋?qū)崿F(xiàn)溫度自補(bǔ)償，或者根據(jù)被粘貼材料的線膨脹系數(shù)進(jìn)行自補(bǔ)償加工。？ 答：當(dāng)金屬絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值也發(fā)生變化，這種物理現(xiàn)象就是電阻絲的應(yīng)變效應(yīng)。計(jì)算題1．圖所示 SR1由N個(gè)應(yīng)變片串聯(lián)而成，受拉應(yīng)變，各應(yīng)變片的應(yīng)變絕對(duì)值為x1。SR2由N個(gè)應(yīng)變片串聯(lián)而成，受壓應(yīng)變，各應(yīng)變片的應(yīng)變絕對(duì)值為x2。SR1=SR2=R3=R4,R3,R4是常值電阻。 應(yīng)變靈敏度系數(shù)為K，試求等臂電撟的輸出電壓U0。 若各應(yīng)變片的應(yīng)變的絕對(duì)值為: x1=x2= 應(yīng)變靈敏度系數(shù)K=2 N=3 單個(gè)應(yīng)變片的阻值為120W,電源電壓為5V，計(jì)算等臂電撟的輸出電壓U0。 ER4U0R3SR2SR1解答：因?yàn)槭荖個(gè)應(yīng)變片串聯(lián) DSR1/SR1=Nx1。 DSR2/SR2=Nx2 又因?yàn)橐粋€(gè)是拉應(yīng)變，一個(gè)是壓應(yīng)變，分別電路圖中的對(duì)應(yīng)位置。 R3,R4 是常值電阻 因此輸出電壓為： U0=E*N*K(x1+x2)/4 U0=E*N*K(x1+x2)/4 =5*3*2*（+）/4 == mv 2．等強(qiáng)度梁測(cè)力系統(tǒng)，R1為電阻應(yīng)變片，其靈敏系數(shù)K＝，未受應(yīng)變時(shí)R1＝120Ω。當(dāng)梁受力F時(shí)，應(yīng)變片承受的平均應(yīng)變?chǔ)牛?，?1)應(yīng)變片電阻相對(duì)變化量ΔR1/R1和電阻變化量ΔR1。(2)將電阻應(yīng)變片R1置于單臂測(cè)量電橋，電橋的電源電壓為3V的直流電壓，求受力后電橋的輸出電壓。解答：電阻的相對(duì)變化量，電阻變化量。（2）受力后，應(yīng)變片收到應(yīng)變阻值發(fā)生變化，電橋輸出電壓為3．如圖所示， R1和R2為同型號(hào)的電阻應(yīng)變片已粘貼在梁的上下表面，其初始電阻均為100Ω，供電電源電動(dòng)勢(shì)E=3V，R3=R4=100Ω，靈敏度系數(shù)K=。兩只應(yīng)變片分別粘貼于等強(qiáng)度梁同一截面的正反兩面。，（1）請(qǐng)畫出用此兩個(gè)應(yīng)變片組成的半橋電路。（2）求此時(shí)電橋輸出端電壓U0。解：此電橋?yàn)榘霕蛐问?，?mV4．如右圖所示動(dòng)圈式儀表表頭的補(bǔ)償電路中，被補(bǔ)償元件的動(dòng)圈電阻RC從20℃上升到70℃，電阻升高20Ω，熱敏電阻Rt在20℃時(shí)阻值為80Ω，在70℃時(shí)阻值為10Ω，求RB。（要求20℃、70℃兩點(diǎn)完全補(bǔ)償） 解：若要在20℃、70℃兩點(diǎn)實(shí)現(xiàn)完全補(bǔ)償，則有5．采用阻值R=120Ω靈敏度系數(shù)K==120Ω的固定電阻組成電橋，供橋電壓為10V。當(dāng)應(yīng)變片應(yīng)變?yōu)?000時(shí)，若要使輸出電壓大于10mV，則可采用何種工作方式（設(shè)輸出阻抗為無(wú)窮大）？ 解：由于不知是何種工作方式，可設(shè)為n，故可得：mV得n要小于2，故應(yīng)采用全橋工作方式。6．下圖為一直流應(yīng)變電橋，E=4V，R1=R2=R3=R4=350Ω，求：① R1為應(yīng)變片，其余R2=R3=R4=350Ω，R1增量為△R1=；② RR2是應(yīng)變片，感受應(yīng)變方向和大小相同，△R1=△R2=，R3=R4=350Ω，計(jì)算輸出電壓UO；③ RR2是應(yīng)變片，感受應(yīng)變方向相反, △R1=△R2=，R3=R4=350Ω，計(jì)算輸出電壓UO。 解：1）對(duì)于單臂電橋，輸出電壓為： 2）RR2感受應(yīng)變極性相同時(shí)，輸出電壓為：3）RR2感受應(yīng)變極性相反，輸出電壓：（1分）7．采用阻值為120Ω靈敏度系數(shù)K=，供橋電壓為4V，并假定負(fù)載電阻無(wú)窮大。，試求單臂和全橋工作時(shí)的輸出電壓，并比較兩種情況下的靈敏度。解：?jiǎn)伪蹠r(shí)應(yīng)變?yōu)?*105時(shí)/V，應(yīng)變?yōu)?*103時(shí)應(yīng)為/V；全橋時(shí)，應(yīng)變?yōu)?*105時(shí)/V，應(yīng)變?yōu)?*103時(shí)應(yīng)為/V。從上面的計(jì)算可知：?jiǎn)伪蹠r(shí)靈敏度低，全橋時(shí)高，為單臂的四倍。8．用兩個(gè)鉑電阻Rt1，Rt2 及兩個(gè)常值電阻R1=R3=100W 組成的電橋電路測(cè)某設(shè)備中水的溫度如圖所示。其中 R1=R3=100W，而采用兩個(gè)Rt1=Rt2=Rt 該兩個(gè)銅電阻的電阻與溫度的關(guān)系為：Rt=Ro(1+aΔt) 給定溫度為0176。C時(shí)：Rt=Ro=100W， a= /176。C 當(dāng)電源電壓為 10V，差動(dòng)放大器的放大倍數(shù)為20倍，并設(shè)該差動(dòng)放大器輸入阻抗為無(wú)窮大。求溫度為100176。C時(shí)，放大器的輸出電壓。ER3Rt1Rt2R1差動(dòng)放大器數(shù)字電壓表解：溫度為100度時(shí) Rt=Ro(1+aΔt)= 50（1+*100）=70DU=5*[70/(50+70)50/(50+70)]= 放大器的輸出電壓為： V第3章 電感式傳感器第1節(jié) 自感傳感器 電感傳感器的基本工作原理變隙式傳感器、變面積式電感傳感器、螺線管式電感傳感器。自感傳感器的輸出特性第2節(jié) 差動(dòng)變壓器傳感器 一、差動(dòng)變壓器式傳感器的工作原理 主要特性：（1）靈敏度與線性度（2） 零點(diǎn)殘余電壓 差動(dòng)變壓器的測(cè)量電路:二極管相敏檢波電路，利用相敏整流的交流電橋電路。使輸出信號(hào)既能反映位移大小又能反映位移的方向。第3節(jié) 電感式傳感器的應(yīng)用一次儀表與4~20mA二線制輸出方式習(xí)題參考（帶答案）選擇題1. 下列哪一項(xiàng)不是差動(dòng)變壓器產(chǎn)生“零點(diǎn)殘余電壓”的原因（ B）A．二次線圈的不對(duì)稱 B．采用相敏整流 C．BH曲線的彎曲 D．勵(lì)磁電壓有諧波2. 希望測(cè)量線性范圍為177。2mm，應(yīng)該選擇差動(dòng)變壓器的線圈骨架長(zhǎng)度為（D ）A. 20mm B. 30mm C. 10 mm D. 40 mm3. 采用某螺線管式自感傳感器測(cè)量線性范圍為177。1mm，傳感器的線圈骨架長(zhǎng)度應(yīng)為（C ）A. 10mm B. 40mm C. 20 mm D. 30 mm，選擇具有的標(biāo)準(zhǔn)變送器輸出為（ B ）A. 1～2V B. 4～20mA C. 0～4V D. 0～50mA5. 差動(dòng)變壓器采用相敏檢波電路最重要的目的是為了（ C）A．提高靈敏度　　 B．提高分辨力　　C．使檢波后的直流電壓能反映檢波前交流信號(hào)的相位和幅值 D．增加線性度6. 下列哪一項(xiàng)不是差動(dòng)變壓器產(chǎn)生“零點(diǎn)殘余電壓”的原因( B)A．二次線圈的不對(duì)稱 B．采用相敏整流 C．BH曲線的彎曲 D．勵(lì)磁電壓有諧波7. 要測(cè)量微小的氣體壓力之差，最好選用（D ）變換壓力的敏感元件。 A．懸臂梁 B．平膜片 C．彈簧管 D．膜盒填空題1. 當(dāng)差動(dòng)變壓器的銜鐵處于中間位置時(shí)，理想條件下其輸出電壓為零。但實(shí)際上，當(dāng)使用橋式電路時(shí)，在零點(diǎn)仍有一個(gè)微小的電壓值存在，稱為零點(diǎn)殘余電壓。，也可以是電流。為了不受干擾，且便于遠(yuǎn)距離傳輸在一次儀表中多采用 電流 輸出型。3. 差動(dòng)變壓器是把被測(cè)位移轉(zhuǎn)換為傳感器線圈的互感量 的變化量。4. 電感傳感器的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路，利用相敏整流的交流電橋電路。使輸出信號(hào)既能反映位移大小又能反映位移的 方向 。 的變化的裝置。6. 差動(dòng)變壓器式位移傳感器是將被測(cè)位移量的變化轉(zhuǎn)換成線圈互感量的變化，兩個(gè)次級(jí)線圈要求____反向串聯(lián)（或差動(dòng)）_______串接。7. 變氣隙式自感傳感器是利用___自感量_____隨氣隙而改變的原理制成的。8. 差動(dòng)自感傳感器的靈敏度比非差動(dòng)式自感傳感器的靈敏度高（高/低）。判斷題1．差動(dòng)變壓器可用于測(cè)量位移。（√ ） 2．自感式傳感器是利用互感量隨氣隙而改變的原理制成的。 （ ）更正：自感式傳感器是利用自感量隨氣隙而改變的原理制成的。3．差動(dòng)變壓器是把被測(cè)位移轉(zhuǎn)換成自感量的變化。 （ ）更正：差動(dòng)變壓器是把被測(cè)位移轉(zhuǎn)換成互感量的變化。4．自感傳感器將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成繞組互感量的變化。 （ ）更正：自感傳感器將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成繞組自感量的變化。 5．差動(dòng)變壓器的兩組完全對(duì)稱的二次繞組正向串聯(lián)組成差動(dòng)輸出形式。 （）更正：差動(dòng)變壓器的兩組完全對(duì)稱的二次繞組反向串聯(lián)組成差動(dòng)輸出形式。簡(jiǎn)答題1．差動(dòng)電感產(chǎn)生零點(diǎn)殘余電壓的原因是什么？ 答：差動(dòng)電感兩個(gè)繞組的圈數(shù)，直流電阻等電氣參數(shù)，幾何尺寸或磁路參數(shù)不完全對(duì)稱。存在寄生參數(shù) 。電源電壓中含有高次諧波。勵(lì)磁電流太大使磁路的磁化曲線存在非線性。2．什么是差動(dòng)變壓器的零點(diǎn)殘余電壓？答：當(dāng)差動(dòng)變壓器的二次線圈處于中間位置時(shí)，無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)鐵心的位置，均無(wú)法使測(cè)量轉(zhuǎn)換電路輸出為零，總有一個(gè)很小的輸出電壓存在，在中央位置時(shí)輸出的很小的電壓就是差動(dòng)變壓器的零點(diǎn)殘余電壓。 3．試述差動(dòng)變壓器測(cè)量位移的原理。答：鐵芯處于中間位置時(shí)，M1 = M2 = M，U0 = 0② 鐵芯上升時(shí)，M1= M +ΔM，M2= M ΔM與U1同極性，U0的大小與鐵心位移大小有關(guān)。③ 鐵芯下降時(shí)，M1 = M ΔM，M2 = M +ΔM與U2同極性，U0的大小與鐵心位移大小有關(guān)。4．自感傳感器哪三種基本類型？自感傳感器采用相敏檢波電路最主要的目的是什么？答：自感傳感器有變氣隙式，變截面式，螺管式三種基本類型。自感傳感器采用相敏檢波電路最主要的目的是使輸出電壓可以反映位移的大小和方向。第4章 電渦流傳感器第1節(jié) 電渦流傳感器工作原理 渦流效應(yīng)二、等效阻抗分析 ：當(dāng)被測(cè)導(dǎo)體的某些參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，可引起渦流式傳感器線圈的阻抗Z、電感L和品質(zhì)因數(shù)Q變化，測(cè)量Z、L或Q就可求