【文章內(nèi)容簡介】 輸入電壓）為2μV，輸入阻抗為1KΩ。試求放大器的放大倍數(shù)應為多少。附注：當力F作用于等截面懸臂梁的自由端時，某一位置產(chǎn)生的應變?yōu)椋? 式中，εx──距固定端為x處的應變，上表面取正號，下表面取負號；x──某—位置到固定端的距離；E──梁的材料的彈性模量；L──梁的長度；b──梁的寬度；h──梁的厚度。解：（1）為了得到較小的溫度誤差，應采取溫度補償措施。對于一般的金屬電阻應變片，主要的溫度補償措施是橋路補償法。為了實現(xiàn)橋路補償，應采用偶數(shù)片應變片。為了得到較高的靈敏度，應使盡可能多的橋臂參與工作，故采用四片應變片以構(gòu)成全橋。為了進一步提高靈敏度，粘貼應變片的位置應在受力作用時所產(chǎn)生的應變盡可能大，同時應使得接入相鄰橋臂的應變片所承受的應變的差值盡可能大，最好是所承受的應變符號相反。對于等截面梁，越靠近根部所產(chǎn)生的應變越大，且上、下表面的應變值相反。為此，應將兩片應變片粘貼在上表面靠近根部處，另兩片應變片粘貼在下表面靠近根部處。四片應變片接成差動全橋，這樣就可達到獲得較高的靈敏度和較小的溫度誤差，大大減小非線性誤差的目的。（2）將四片應變片接成差動全橋。由題意，應變片初始電阻值R0＝120Ω，最大工作電流I＝25mA，應變片的允許耗散功率。電橋的電源電壓取電橋的電源電壓為6V。測量電橋還需考慮初始平衡調(diào)整，測量電橋的電路如圖所示。若取R1與R2的偏差△r1＝2Ω，取R3與R4的偏差△r3＝2Ω，則 （3）對于等截面梁，受力作用后各點的應變是不同的，應變片各點所承受的應變也是不同的，應取平均應變值來計算應變片的電阻值變化。鑒于等截面梁受力作用后各點的應變與該點到固定端的距離呈線性關(guān)系，因此可取應變片中點處的應變作為平均應變值。在力F=mg的作用下，應變片中點處的應變?yōu)? 應變片的電阻相對變化量為 將四片應變片接成差動全橋，電橋輸出電壓 傳感器的電壓靈敏度 （4）由于放大器的輸入阻抗ri＝1MΩ遠大于電橋的內(nèi)阻，電橋的輸出端可近似視作開路，電橋的輸出電壓Uo可視作放大器的輸入電壓U1，即U1＝Uo。質(zhì)量為m＝10Kg的物體置于電子秤上時，電橋的輸出電壓Uo＝kum，即 數(shù)字顯示器采用四位半數(shù)字顯示，當質(zhì)量為m＝10Kg的物體置于電子秤上時。數(shù)字顯示器的分辨力為2μV，應輸入的電壓為 放大器與顯示儀表連接的等效電路如圖所示。圖中，U2為放大器的輸出電壓，ro為放大器的輸出阻抗，rm為顯示儀表的輸入阻抗。由等效電路圖有 故有 放大器的放大倍數(shù) 第五章 熱電式傳感器51 用K型熱電偶和顯示儀表配套測溫，顯示儀表的機械零點調(diào)整在t0＝20℃處，若冷端溫度t0＇＝30℃，儀表的指示值 t＇＝860℃，求熱端的實際溫度t。解：熱電偶回路產(chǎn)生的熱電勢為E（t，t0＇），顯示儀表的指針由機械零點t0移動到指示值t＇所需的熱電勢為E（t＇，t0），顯示儀表所接受的熱電勢即為熱電偶回路產(chǎn)生的熱電勢，因此有 E（t，t0＇）＝E（t＇，t0）根據(jù)中間溫度定律，上式可寫為 E（t，0）－E（t0＇，0）＝E（t＇，0）－E（t0，0）故有 E（t，0）＝E（t＇，0）－E（t0，0）＋E（t0＇，0） ＝E（860，0）－E（20，0）＋E（30，0）查分度表，將以上熱電勢值查出，并代入上式 E（t，0）＝－＋＝按E（t，0）查分度表求出熱端的實際溫度t ℃52 用K型熱電偶、顯示儀表和相應的補償導線配套組成測溫系統(tǒng)測量加熱爐的爐溫，熱電偶與補償導線的連接點溫度為20℃，補償導線與顯示儀表的連接點溫度為30℃，顯示儀表的機械零點調(diào)整在0℃的位置，顯示儀表的指示值為980℃。后來發(fā)現(xiàn)，由于工作疏忽，把補償導線的極性接反了。問加熱爐的實際爐溫是多少？由于補償導線接反而引起的附加誤差是多少？解：由于補償導線的極性接反了，熱電偶回路產(chǎn)生的熱電勢為E（t，20）－E（20，30）。顯示儀表的指針由機械零點移動到指示值所需的熱電勢為E（980，0），顯示儀表所接受的熱電勢即為熱電偶回路產(chǎn)生的熱電勢，因此有 E（t，20）－E（20，30）＝E（980，0）根據(jù)中間溫度定律，上式可寫為 E（t，0）－E（20，0）－E（20，0）＋E（30，0）＝E（980，0）故有 E（t，0）＝E（980，0）＋2 E（20，0）－E（30，0）查分度表，將以上熱電勢值查出，并代入上式 E（t，0）＝＋2－＝按E（t，0）查分度表求出熱端的實際溫度t ℃若補償導線的極性沒有接反，熱電偶回路產(chǎn)生的熱電勢為E（t′，30），因此有E（t′，30）＝E（980，0） 根據(jù)中間溫度定律，上式可寫為E（t′，0）－E（30，0）＝E（980，0）故有 E（t′，0）＝E（980，0）＋E（30，0）查分度表，將以上熱電勢值查出，并代入上式E（t′，0）＝＋＝按E（t，0）查分度表求出熱端的溫度t′ ℃由于補償導線接反而引起的附加誤差 ℃53 某測溫系統(tǒng)由K型熱電偶、補償導線、冷端溫度補償器和顯示儀表配套組成。已知冷端溫度補償器的平衡溫度為20℃，顯示儀表的機械零點調(diào)整在0℃處?，F(xiàn)用該測溫系統(tǒng)測量某加熱爐的爐溫，顯示儀表指示的溫度為758℃，當時冷端溫度補償器所處的溫度為35℃。后來發(fā)現(xiàn)錯用了分度號為s的冷端溫度補償器。問加熱爐的實際溫度是多少？解：熱電偶產(chǎn)生的熱電勢為EK（t，35），冷端溫度補償器產(chǎn)生的電勢為ES（35，20），整個熱電偶回路產(chǎn)生的電勢為EK（t，35）＋ES（35，20）。顯示儀表的指針由機械零點移動到指示值所需的熱電勢為EK（758，0），顯示儀表所接受的熱電勢即為熱電偶回路產(chǎn)生的熱電勢，因此有 EK（t，35）＋ES（35，20）＝EK（758，0）根據(jù)中間溫度定律，上式可寫為 EK（t，0）－EK（35，0）＋ES（35，0）－ES（20，0）＝EK（758，0）故有 EK（t，0）＝EK（758，0）＋EK（35，0）－ES（35，0）＋ES（20，0）查分度表，將以上熱電勢值查出，并代入上式 EK（t，0）＝＋－＋＝按EK（t，0）查分度表求出熱端的實際溫度t ℃54 某熱電阻溫度計的顯示儀表是按起始電阻值為R0＝100Ω，電阻溫度系數(shù)α＝103／℃的銅熱電阻來分度的。但實際所用的銅熱電阻的起始電阻值為R＝ Ω，電阻溫度系數(shù)α＝103／℃。當儀表的指示值為80℃時，實際的被測溫度是多少？解：設(shè)實際的被測溫度為t℃。當儀表的指示值為80℃時，對應的熱電阻電阻值為Rt＝R0（1＋80α）。而熱電阻電阻值與實際的被測溫度t的關(guān)系為Rt＝R0實（1＋α實t），因此有 R0（1＋80α）＝R0實（1＋α實t） t＝〔R0（1＋80α）／R0實－1〕／α實 ＝〔100（1＋80103）／－1〕／103 ＝℃55 某負電阻溫度系數(shù)熱敏電阻的R0＝5080Ω、B＝2700K，若它的測溫范圍為－20～50℃，試計算其相應的電阻值變化范圍。解：負電阻溫度系數(shù)熱敏電阻的電阻值與溫度的關(guān)系式為