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傳感器原理課后答案-文庫吧資料

2025-06-24 06:42本頁面
  

【正文】 R1和電阻相對變化量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)測量電路②電阻應(yīng)變片所構(gòu)成的差動全橋電路接線如圖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)變片的溫度補償方法有線路補償法和應(yīng)變片自補償法兩大類。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,當溫度改變時,應(yīng)變片的標稱電阻值發(fā)生變化。2. 試述應(yīng)變片溫度誤差的概念,產(chǎn)生原因和補償辦法。其表達式為,式中K為材料的應(yīng)變靈敏系數(shù),當應(yīng)變材料為金屬或合金時,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。當時,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:。當用f0=800Hz、ξ==400Hz的信號時,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 有一個二階系統(tǒng)的力傳感器。如幅值誤差限制在5%以內(nèi),則時間常數(shù)τ應(yīng)取多少?若用該傳感器測量50Hz的正弦信號,問此時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,可計算的到的大小。把τ0=120s及t=350s代入上式得: 可知經(jīng)過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 當被測介質(zhì)溫度為t1,測溫傳感器示值溫度為t2時,有下列方程式成立: 當被測介質(zhì)溫度從25℃突然變化到300℃,測溫傳感器的時間常數(shù)τ0=120s,試確定經(jīng)過350s后的動態(tài)誤差。計算結(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(又稱時域分析法),相應(yīng)的性能指標有時間常數(shù)τ、延遲時間td、上升時間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)性是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變化時,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靈敏度是指傳感器輸出量增量△y 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)特性是指被測量的值處于穩(wěn)定狀態(tài)(被測量是一個不隨時間變化,或隨時間變化緩慢的量)時的輸出輸入關(guān)系。由于傳感器輸出信號一般都很微弱,需要有信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路,進行放大、運算調(diào)制等,此外信號調(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)驗公式為 方法二:應(yīng)用最小二乘法求取經(jīng)驗公式的b0和b時,應(yīng)使各測量數(shù)據(jù)點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散點圖,屬一元線性回歸。解. 功率 P0=UI== 標準差 14.交流電路的電抗數(shù)值方程為,當角頻率1=5Hz,; 2= Hz,; 3= Hz,試用最小二乘法求L、C的值。設(shè)檢流計G、上支路電流I1和下支路電流I2的誤差忽略不計;求消除系統(tǒng)誤差后的Ex的大小。測量結(jié)果故最后測量結(jié)果可表示為 Pa=%,得到四組測量結(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)平均值及其標準差。 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,故已無壞值。(2)按肖維勒準則 以n=15查肖維勒準則中的Zc值(見教材表13),得Zc=。剔除后按14個數(shù)據(jù)計算(見表中右方)。測量順序 測得值 Di/mm 按15個數(shù)據(jù)計算 按14個數(shù)據(jù)計算 123456789101112131415 ()
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