傳感器原理及工程應(yīng)用第四版(郁有文)課后答案-文庫(kù)吧資料
2025-06-24 06:27本頁(yè)面
【正文】 電阻相對(duì)變化量ΔR1/ R1。圖中E=4V，====，試求：（1） 為金屬應(yīng)變片，其余為外接電阻。題圖34（a）等截面懸臂梁 （b）應(yīng)變片粘貼方式 （c）測(cè)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，、所受應(yīng)變方向相同，、所受應(yīng)變方向相同，但與、所受應(yīng)變方向相反。應(yīng)變片答：①如題圖34﹙ａ﹚所示等截面懸梁臂，在外力作用下，懸梁臂產(chǎn)生變形，梁的上表面受到拉應(yīng)變，而梁的下表面受壓應(yīng)變。其輸出電壓為：⑶差動(dòng)全橋電路，RRRR4均為電阻應(yīng)變片，且相鄰兩橋臂應(yīng)變片所受應(yīng)變方向相反。按應(yīng)變所在電橋不同的工作橋臂，電橋可分為：⑴單臂電橋，R為電阻應(yīng)變片，R、R、R為電橋固定電阻。3． 什么是直流電橋？若按橋臂工作方式不同，可分為哪幾種？各自的輸出電壓如何計(jì)算？題圖33 直流電橋答：如題圖33所示電路為電橋電路。電阻應(yīng)變片的溫度補(bǔ)償方法有線路補(bǔ)償法和應(yīng)變片自補(bǔ)償法兩大類。產(chǎn)生應(yīng)變片溫度誤差的主要原因有：⑴由于電阻絲溫度系數(shù)的存在，當(dāng)溫度改變時(shí)，應(yīng)變片的標(biāo)稱電阻值發(fā)生變化。2． 試述應(yīng)變片溫度誤差的概念，產(chǎn)生原因和補(bǔ)償辦法。其表達(dá)式為，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)。第三章 應(yīng)變式傳感器1． 什么叫應(yīng)變效應(yīng)？利用應(yīng)變效應(yīng)解釋金屬電阻應(yīng)變片的工作原理。所以，只有0～頻段為有用頻段。前者在特征曲線的諧振峰左側(cè)，后者在特征曲線的諧振峰右側(cè)。解方程，得；解方程，得。當(dāng)時(shí)，一般不等于1，即出現(xiàn)幅值誤差。解：二階傳感器的幅頻特性為：。當(dāng)用f0=800Hz、ξ==400Hz的信號(hào)時(shí)，A(ω)為同理，若該傳感器的阻尼比改為ξ=，為*2－8 已知某二階系統(tǒng)傳感器的固有頻率為10kHz，阻尼比，若要求傳感器輸出幅值誤差小于3％，則傳感器的工作范圍應(yīng)為多少？已知。相位差為： 27 有一個(gè)二階系統(tǒng)的力傳感器。如幅值誤差限制在5%以內(nèi)，則時(shí)間常數(shù)τ應(yīng)取多少？若用該傳感器測(cè)量50Hz的正弦信號(hào)，問(wèn)此時(shí)的幅值誤差和相位差為多少？答：①若系統(tǒng)響應(yīng)的幅值百分誤差在5%范圍內(nèi)，根據(jù)一階系統(tǒng)的幅頻特性，可計(jì)算的到的大小。把τ0=120s及t=350s代入上式得： 可知經(jīng)過(guò)350s后，%。①理論滿量程輸出 ②重復(fù)性取置信系數(shù)，③線性度④遲滯誤差25 當(dāng)被測(cè)介質(zhì)溫度為t1，測(cè)溫傳感器示值溫度為t2時(shí)，有下列方程式成立： 當(dāng)被測(cè)介質(zhì)溫度從25℃突然變化到300℃，測(cè)溫傳感器的時(shí)間常數(shù)τ0=120s，試確定經(jīng)過(guò)350s后的動(dòng)態(tài)誤差。計(jì)算結(jié)果列于表21中。 算術(shù)平均值 遲滯值 上兩式中，I表示正行程，D表示反行程，n 為重復(fù)測(cè)量序數(shù)，這里n=3，i=3。0壓力/MPa輸出值/mV第一循環(huán)第二循環(huán)第三循環(huán)正行程反行程正行程反行程正行程反行程00,06答：表21最小二乘法各項(xiàng)數(shù)據(jù)壓力（105Pa）x平均值（V）遲滯值ΔH（V）正反行程平均值（V）子樣方差平方根最小二乘直線y=+正行程反行程正行程SjI反行程SjD理論值y(V)非線性誤 差ΔL(V)070等。主要的分析方法有：瞬態(tài)響應(yīng)法（又稱時(shí)域分析法），相應(yīng)的性能指標(biāo)有時(shí)間常數(shù)τ、延遲時(shí)間td、上升時(shí)間tr、超調(diào)量σ和衰減比d等；頻率響應(yīng)法，、工作頻帶ω0。即傳感器在全量程范圍內(nèi)最大的遲滯差值ΔHmax與滿量程輸出值之比稱為遲滯誤差，用表示，即： ④重復(fù)性是指?jìng)鞲衅髟谳斎肓堪赐环较蜃魅砍踢B續(xù)多次變化時(shí)，所得特性曲線不一致的程度。線性度也稱為非線性誤差，用表示，即 。①靈敏度是指?jìng)鞲衅鬏敵隽吭隽俊鱵 與引起輸出量增量△y的相應(yīng)輸入量增量△x的之比。答：傳感器的靜態(tài)特性是指被測(cè)量的值處于穩(wěn)定狀態(tài)(被測(cè)量是一個(gè)不隨時(shí)間變化，或隨時(shí)間變化緩慢的量)時(shí)的輸出輸入關(guān)系。由于傳感器輸出信號(hào)一般都很微弱，需要有信號(hào)調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路，進(jìn)行放大、運(yùn)算調(diào)制等，此外信號(hào)調(diào)理轉(zhuǎn)換電路以及傳感器的工作必須要有輔助的電源，因此信號(hào)調(diào)理轉(zhuǎn)換電路以及所需的電源都應(yīng)作為傳感器組成的一部份。通常傳感器有敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。 故所求的經(jīng)驗(yàn)公式為 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(cè)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。X/mm12131415161820222426Y/kv52．055．058．061．065．070．075．080．085．091．0解：作x，y散點(diǎn)圖，屬一元線性回歸。解. 功率 P0=UI== 標(biāo)準(zhǔn)差 14．交流電路的電抗數(shù)值方程為，當(dāng)角頻率1=5Hz，； 2= Hz，； 3= Hz，試用最小二乘法求L、C的值。設(shè)檢流計(jì)G、上支路電流I1和下支路電流I2的誤差忽略不計(jì)；求消除系統(tǒng)誤差后的Ex的大小。測(cè)量結(jié)果故最后測(cè)量結(jié)果可表示為 Pa=%，得到四組測(cè)量結(jié)果如下： 第一組 C1=108 m/s =108 m/s 第二組 C2=108 m/s =108 m/s 第三組 C3=108 m/s =108 m/s 第四組 C4=108 m/s =108 m/s求光速的加權(quán)算術(shù)平均值及其標(biāo)準(zhǔn)差。 G==故d7應(yīng)剔除，再按n=14取置信概率Pa=，查表14得G=。 Zc==所有值均小于Zc，故已無(wú)壞值。（2）按肖維勒準(zhǔn)則 以n=15查肖維勒準(zhǔn)則中的Zc值（見教材表13），得Zc=。剔除后按14個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算（見表中右方）。測(cè)量順序 測(cè)得值 Di/mm 按15個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算 按14個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算 123456789101112131415 （） 已剔除
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