傳感器與檢測(cè)第二版復(fù)習(xí)題-資料下載頁(yè)
2025-04-16 22:49本頁(yè)面
【正文】 最小值。以及輸入與輸出之間的相位差和滯后時(shí)間。 解：依題意，爐內(nèi)溫度變化規(guī)律可表示為x(t) =520+20sin(wt)℃由周期T=80s，則溫度變化頻率f=1/T，其相應(yīng)的圓頻率 w=2pf=2p/80=p/40； 溫度傳感器（熱電偶）對(duì)爐內(nèi)溫度的響應(yīng)y(t)為y(t)=520+Bsin(wt+j)℃ 熱電偶為一階傳感器，其響應(yīng)的幅頻特性為因此，熱電偶輸出信號(hào)波動(dòng)幅值為B=20A(w)==℃ 由此可得輸出溫度的最大值和最小值分別為y(t)|=520+B=520+=℃y(t)|=520﹣B==℃ 輸出信號(hào)的相位差j為j(ω)= arctan(ω)= arctan(2p/80180。10)= 176。相應(yīng)的時(shí)間滯后為Dt =用壓電式傳感器測(cè)量最低頻率為1Hz的振動(dòng)，要求在lHz時(shí)靈敏度下降不超過(guò)5％。若測(cè)量回路的總電容為500pF，求所用電壓前置放大器的輸入電阻應(yīng)為多大? 解： 由題意知，對(duì)于電荷放大器，動(dòng)態(tài)響應(yīng)幅值誤差為，（取等號(hào)計(jì)算） (ω/ωn)2 =+ (ω/ωn)2ω/ωn =τ=1/ωn =(2π1)=(s)=RC 所以R=τ/C=(5001012) =108W=968MW（16分）如果鎳鉻鎳硅熱電偶冷端溫度由0℃漂移到10℃，且測(cè)量者不知道。測(cè)量的E=，那么： （下表供參考）（1）熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償有哪些方法？（4分）（2）測(cè)量的溫度是多少？（3分）（3）實(shí)際溫度應(yīng)該是多少？（5分）（4）產(chǎn)生的誤差為多少？（4分）鎳鉻鎳硅熱電偶分度表（部分）分度號(hào)：K （參考端溫度為0℃）測(cè)量端溫度℃0102030405060708090熱電動(dòng)勢(shì)/mV+0100解：（1）補(bǔ)償導(dǎo)線法、冷端恒溫法、冷端溫度校正法、自動(dòng)補(bǔ)償法。（2）測(cè)量的溫度為 T(測(cè))=90+()/()*10=(℃)（3）實(shí)際溫度為 E（t,0）=E(t，t0)+E(t0，0)即E（t,0）=E(t，10)+E(10，0) =+ =(mV)T（實(shí)）=90+（,681）/()*10=(℃)（4）產(chǎn)生的誤差為△T==(mV)如圖所示氣隙型電感傳感器，銜鐵截面積S=44mm2，氣隙總長(zhǎng)度δ= ，銜鐵最大位移△δ=177。，激勵(lì)線圈匝數(shù)W=2500匝，導(dǎo)線直徑d=，電阻率ρ=，當(dāng)激勵(lì)電源頻率f=4000Hz時(shí)，忽略漏磁及鐵損，求：(1)線圈電感值；(2)電感的最大變化量；(3)線圈的直流電阻值；(4)線圈的品質(zhì)因數(shù)； 解：（1）線圈電感值（2）銜鐵位移Δδ=+，其電感值 銜鐵位移Δδ=﹣，其電感值 故位移Dd=177。，電感的最大變化量為ΔL=L﹣L+=196﹣131=65(mH) (3)線圈的直流電阻設(shè)為每匝線圈的平均長(zhǎng)度，則 (4)線圈的品質(zhì)因數(shù)五、綜合題已知某廠生產(chǎn)的線性繞線電位器參數(shù)為：導(dǎo)線的電阻率ρ=103Ωm，導(dǎo)線橫截面積S=106m2，繞線節(jié)距t＝1mm，電位器骨架的高h(yuǎn)=50mm，寬b=30mm，試求（1）該電位器的電阻靈敏度KR；（2）若通過(guò)導(dǎo)線的電流為I=3A，求其電壓靈敏度Ku。解 :由線性線繞電位器傳感器電阻靈敏度和電壓靈敏度的定義知， 將已知數(shù)據(jù)代入上式得， （Ω/m） （V/m） 有一只差動(dòng)電感位移傳感器，已知電源電Usr=4V，f=400Hz，傳感器線圈銅電阻與電感量分別為R=40Ω，L= 30mH，用兩只匹配電阻設(shè)計(jì)成四臂等阻抗電橋，如習(xí)題圖3—16所示，試求： (1)匹配電阻R3和R4的值； (2)當(dāng)△Z=10時(shí)，分別接成單臂和差動(dòng)電橋后的輸出電壓值；(3)用相量圖表明輸出電壓與輸入電壓之間的相位差。習(xí)題圖316 解：（1） 線圈感抗XL=wL=2pfL=2p180。400180。30180。103=（W）線圈的阻抗 故其電橋的匹配電阻(見(jiàn)習(xí)題圖316)R3 = R4 =Z=（W） （2）當(dāng)ΔZ=10W時(shí)，電橋的輸出電壓分別為單臂工作：雙臂差動(dòng)工作： （3） 圖35中，設(shè)負(fù)載電阻為無(wú)窮大（開(kāi)路），圖中，試求：(1) 為金屬電阻應(yīng)變片，其余為外接電阻，當(dāng)?shù)脑隽繛闀r(shí)，電橋的輸出電壓(2) , 都是電阻應(yīng)變片，且批號(hào)相同，感應(yīng)應(yīng)變的極性和大小都相同，其余為外接電阻，電橋的輸出電壓(3) , 都是電阻應(yīng)變片，且批號(hào)相同，感應(yīng)應(yīng)變的大小為，但極性相反，其余為外接電阻，電橋的輸出電壓解：(1) 單臂(2) 極性相同(3)半橋有四個(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。已知膜片的半徑R=20mm，厚度h=，材料的泊松比181。=，彈性模量E=1011N/m2?，F(xiàn)將四個(gè)應(yīng)變片組成全橋測(cè)量電路，供橋電壓Ui=6V。求：(1)確定應(yīng)變片在感壓膜片上的位置，并畫(huà)出位置示意圖；(2)畫(huà)出相應(yīng)的全橋測(cè)量電路圖；(3)該壓力傳感器是否具有溫度補(bǔ)償作用?為什么?(4)橋路輸出電壓與被測(cè)壓力之間是否存在線性關(guān)系?習(xí)題圖214 膜片式壓力傳感器解：（1）四個(gè)應(yīng)變片中，RR3粘貼在圓形感壓膜片的中心且沿切向；RR4粘貼在圓形感壓膜片之外沿徑向，并使其粘貼處的應(yīng)變?chǔ)舝與中心切向應(yīng)變?chǔ)舤max相等。如下圖(a)所示。（2）測(cè)量電橋電路如上圖(b)所示。 (a) (b)題解214圖(a)應(yīng)變片粘貼示意圖；(b)測(cè)量電橋電路（3）具有溫度補(bǔ)償作用；（4）輸出電壓與被測(cè)力之間存在線性關(guān)系，因此，由（3）知
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