傳感器與測試基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料-資料下載頁
2025-04-16 13:46本頁面
【正文】 中，冷端溫度會隨著環(huán)境溫度變化而變化，這將給測量帶來誤差，因此需要冷端溫度補償。 常用的方法有：冷端恒溫法、計算修正法、儀表機械零點調(diào)整法冷和電橋補償法五、分析題（只考1題，一共12分）1. 下圖是汽車進(jìn)氣管道中使用的熱絲式氣體流速（流量）儀的電橋結(jié)構(gòu)示意圖。在通有干凈且干燥氣體，截面積為A的管道中部，安裝有一根加熱到200℃左右的細(xì)鉑絲R1。另一根相同長度的細(xì)鉑絲R2安裝在與管道相通、但不受氣體流速影響的小室中，請分析其工作原理。若氣體帶有水汽，結(jié)果會如何？參考答案：1）當(dāng)氣體流速v=0時，R1的溫度與R2的溫度相等，電橋處于平衡狀態(tài)。當(dāng)氣體介質(zhì)自身的溫度發(fā)生波動時，R1與R2同時感受到此波動，電橋仍處于平衡狀態(tài)，所以設(shè)置R2是為了起到溫度補償作用。2）當(dāng)氣體介質(zhì)流動時，將帶走R1的熱量，使R1溫度變低，電橋不平衡，毫伏表的示值與氣體流速的大小成一定的函數(shù)關(guān)系。圖中的RP1稱為調(diào)零電位器，RP2稱為限幅電位器。欲使毫伏表的讀數(shù)增大，應(yīng)將RP2向左調(diào)。3）如果被測氣體含有水汽，則測量得到的流量值將偏小，這是因為氣化帶走熱量。2. 如圖，生產(chǎn)布料的車間用圖示裝置來檢測和控制布料卷取過程中的松緊和張力的程度，請分析其檢測控制工作原理。參考答案： ①當(dāng)卷取輥轉(zhuǎn)動太快時，布料的張力將增大，導(dǎo)致張力輥向上位移，使差動變壓器的銜鐵不再處于中間位置。N21與N1之間的互感量M1增加，N22與N1的互感量M2減小。因此，U21增大，U22減小，經(jīng)相敏檢波之后的U0為負(fù)值，去控制伺服電機，使它的轉(zhuǎn)速變慢，從而使張力恒定。 ②當(dāng)卷取輥轉(zhuǎn)動太慢時，布料的張力將減少，導(dǎo)致張力輥向下位移，使差動變壓器的銜鐵不再處于中間位置。N22與N1之間的互感量M1增加，N21與N1的互感量M2減小。因此，U22增大，U21減小，經(jīng)相敏檢波之后的U0為正值，去控制伺服電機，使它的轉(zhuǎn)速變快，從而使張力恒定。3. 振動式粘度計的原理示意圖如圖所示。導(dǎo)磁的懸臂梁6與鐵心3組成激振器。壓電片4粘貼于懸臂梁上，振動板7固定在懸臂梁的下端，并插入到被測粘度的粘性液體中。①分析該粘度計的工作原理。 ② 外界溫度變化測量結(jié)果將如何變化？參考答案：1） 當(dāng)勵磁線圈接到10Hz左右的交流激勵源Ui上時，電磁鐵心產(chǎn)生20Hz（兩倍的激勵頻率）的交變電壓，并對懸臂梁產(chǎn)生交變吸力。由于它的上端被固定，所以它將帶動振動板7在粘性液體里來回振動。 2）液體的粘性越高，對振動板的阻力就越大，振動板的振幅就越小，所以它的加速度就越小。因此質(zhì)量塊5對壓電片4所施加的慣性力就越小，壓電片的輸出電荷量Q或電壓U0就越小，壓電片的輸出反映了液體的粘度。 3）該粘度計的缺點是與溫度有關(guān)。溫度升高，大多數(shù)液體的粘度變小，所以將帶來測量誤差。六. 設(shè)計題（只考1題，一共10分）：1. 設(shè)計測量導(dǎo)線中通過的電流量大小，寫出采用的傳感器，并簡述其測量原理。 答：我所采用的是霍爾式電流計，其結(jié)構(gòu)簡圖如下所示：霍爾鉗形電流表的工作原理圖，如上圖所示。他的結(jié)構(gòu)是：鉗形電流表的探頭是用環(huán)形鐵芯做的集束器，霍爾器件放在空隙中間。霍爾鉗形電流表的工作原理是：首先，由安培定律可知，在載流導(dǎo)體周圍會產(chǎn)生一正比于該電流的磁場。 其次，霍爾元件在磁場中就會產(chǎn)生霍爾電勢，它的大小是：UH=KHIB。而鉗形電流表中的霍爾靈敏度KH以及控制電流I都為定值，所以霍爾元件輸出的霍爾電勢與磁場成正比，因此通過對磁場的測量便可間接測得電流的大小。這就是霍爾鉗形電流表的工作原理。2. 請設(shè)計一個測轉(zhuǎn)速方案，傳感器任意。描述采用的傳感器測轉(zhuǎn)速原理和方法，并繪制簡易示意圖對照說明。（測速設(shè)計方案，有以下四種傳感器供你參考，考試的時候不會有圖片提示）透射式光電轉(zhuǎn)速計反射式光電轉(zhuǎn)速計霍爾轉(zhuǎn)速計電渦流轉(zhuǎn)速傳感器答：我設(shè)計的測轉(zhuǎn)速方案，采用的是電渦流轉(zhuǎn)速傳感器。原理簡圖如下圖所示。（考試的時候，畫的好看一點，另外圖上的電渦流探頭、箭頭符號、文字別忘了畫）它的測速原理和方法為：如果旋轉(zhuǎn)體開了槽，或者具有齒形狀，就可以在被測旋轉(zhuǎn)體的側(cè)面，安裝一個電渦流傳感器，當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，傳感器周期地改變著與旋轉(zhuǎn)體表面之間的距離。傳感器表面產(chǎn)生的電渦流和電渦流輸出的電壓也周期性地變化，用頻率計測量出輸出電壓變化的重復(fù)頻率，就可以檢測出旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速，如果已知轉(zhuǎn)軸圓周上有z個齒，頻率計的讀數(shù)為f（單位為Hz），則轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速n（單位為r/min）的計算公式為n=60f/z。17
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