傳感器與檢測技術(shù)課后答案-展示頁
2024-11-11 09:40本頁面
【正文】 ? ? ? ? ?， 311 1. 64 10 12 0 0. 19 68R k R? ?? ? ? ? ? ? ? ? 解：（ 2） 3111 1 2 3 4141 1 2 3 441311 2 41 1 3()( ) ( )(1 ) (1 )oRRRUER R R R RRRER R R R RRRRRER R RR R R????? ? ? ???? ? ? ????? ? ? 設(shè)橋臂比 21Rn R? ， 分母中 11/RR? 可忽略 ， 并考慮到平衡條件 3124RRRR? ， 則上式可寫為： 121(1 )oRnUE nR?? ? ? ?32323 1. 64 10(1 )4. 92 101nnnn??? ? ? ??? ? ?? 單臂電橋存在非線性誤差，試說明解決方法。因?yàn)殡娮枳兓适?ΔR/R= ，所以 Δl/l （應(yīng)變）== 45 10?? ② 因 6 6 43 0 0 1 0 , 2 3 0 0 1 0 6 1 0l RRl ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?所 以 如系題圖 11 所示為等強(qiáng)度梁測力系統(tǒng)， 1R 為電阻應(yīng)變片，應(yīng)變片靈敏度系數(shù) ?k ，未受應(yīng)變時(shí) ??1201R ，當(dāng)試件受力 F 時(shí)，應(yīng)變片承受平均應(yīng)變 4108 ???? ，求 （ 1）應(yīng)變片電阻變化量 1R? 和電阻相對變化量 11/RR? 。 試求 ① 求鋼材的應(yīng)變。 2）應(yīng)變片的自補(bǔ)償法是利用自身具有溫度補(bǔ)償作用的應(yīng)變片。 1）電橋補(bǔ)償是最常用的且效果較好的線路補(bǔ)償法。 應(yīng)變片產(chǎn)生溫度誤差的原因及減小或補(bǔ)償溫度誤差的方法是什么？ 解：電阻應(yīng)變片產(chǎn)生溫度誤差的原因： 當(dāng)測量現(xiàn)場環(huán)境溫度變化 時(shí)，由于敏感柵溫度系數(shù)及柵絲與試件膨脹系數(shù)之差異性而給測量帶來了附加誤差。半導(dǎo)體應(yīng)變片的突出優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高 ， 比金屬絲式應(yīng)變片高 50～ 80 倍 ， 尺寸小 ， 橫向效應(yīng)小 ， 動態(tài)響應(yīng)好。它的優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)變靈敏度系數(shù)大 ， 允許電流密度大 ， 工作范圍廣。箔式應(yīng)變片是利用光刻、腐蝕等工藝制成的一種很薄的金屬箔柵 ， 其優(yōu)點(diǎn)是散熱條件好 ， 允許通過的電流較大 ， 便于批量生產(chǎn)，可制成各種所需的形狀；缺點(diǎn)是電阻分散性大。 解： 金屬應(yīng)變片由敏感柵、基片、覆蓋層和引線等部分組成。 橫向效應(yīng)，是指將直的電阻絲繞成敏感柵后 ， 雖然長度不變 ， 應(yīng)變狀態(tài)相同 ， 但由于應(yīng)變片敏感柵的電阻變化較小 ， 因而其靈敏系數(shù) k 較電阻絲的靈敏系數(shù) k0小的現(xiàn)象。 解： 其靈敏度 333 0 0 1 0 605 1 0Uk X????? ? ? 第二章習(xí)題答案 1．什么是應(yīng)變效應(yīng)？什么是壓阻效應(yīng)？什么是橫向效應(yīng)？ 解：應(yīng)變效應(yīng)，是指 在導(dǎo)體產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí) ， 它的電阻值相應(yīng)發(fā)生變化。為了減小動態(tài)誤差和擴(kuò)大頻率響應(yīng)范圍 ， 一般是提高傳感器固有頻率 ωn。 2）頻率響應(yīng)特性：傳感器對正弦輸入信號的響應(yīng)特性 ， 稱為頻率響應(yīng)特性。這種分析方法是時(shí)域分析法，傳感器對所加激勵(lì)信號的響應(yīng)稱瞬態(tài)響應(yīng)。 1）瞬態(tài)響應(yīng)特性：傳感器的瞬態(tài)響應(yīng)是時(shí)間響應(yīng)。漂移包括零點(diǎn)漂移和靈敏度漂移等。 1）傳感器的線性度是指傳感器的輸出與輸入之間數(shù)量關(guān)系的線性程度； 2）傳感器的靈敏度 S是指傳感器的輸出量增量 Δy與引起輸出量增量 Δy的輸入量增量 Δx的比值； 3）傳感器的遲滯是指傳感器在正（輸入量增大）反（輸入量減?。┬谐唐陂g其輸出 輸入特性曲線不重合的現(xiàn)象； 4）傳感器的重復(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(shí) ， 所得特性曲線不一致的程度。 3． 傳感器的性能參數(shù)反映了傳感器的什么關(guān)系？靜態(tài)參數(shù)有哪些？各種參數(shù)代表什么意義？動態(tài)參數(shù)有那些？應(yīng)如何選擇？ 解： 在生產(chǎn) 過程和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中 ， 要對各種各樣的參數(shù)進(jìn)行檢測和控制 ， 就要求傳感器能感受被測非電量的變化并將其不失真地變換成相應(yīng)的電量 ， 這取決于傳感器的基本特性 ， 即輸出 — 輸入特性。 （ 4）傳感器發(fā)展集成化：固體功能材料的進(jìn)一步開發(fā)和集成技術(shù)的不斷發(fā)展，為傳感器集成化開辟了廣闊的前景。它們的特點(diǎn)是傳感器與微型計(jì)算機(jī)有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成智能傳感器。如用于微型偵察機(jī)的 CCD 傳感器、用于管道爬壁機(jī)器人的力敏、視覺傳感器。 2．傳感器技術(shù)的發(fā)展動向表現(xiàn)在哪幾個(gè)方面？ 解： （ 1）開發(fā)新的敏感、傳感材料：在發(fā)現(xiàn)力、熱、光、磁、氣體等物理 量都會使半導(dǎo)體硅材料的性能改變，從而制成力敏、熱敏、光敏、磁敏和氣敏等敏感元件后，尋找發(fā)現(xiàn)具有新原理、新效應(yīng)的敏感元件和傳感元件。1．什么是傳感器？它由哪幾個(gè)部分組成？分別起到什么作用？ 解： 傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定對應(yīng)關(guān)系的、便于應(yīng)用的某種物理量的測量裝置，能完成檢測任務(wù)；傳感器由敏感元件，轉(zhuǎn)換元件，轉(zhuǎn)換電路組成。敏感元件是直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關(guān)系的物理量；轉(zhuǎn)換元件把敏感元件的輸出作為它的輸入，轉(zhuǎn)換成電路參量；上述電路參數(shù)接入基本轉(zhuǎn)換電路，便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。 （ 2）開發(fā)研制新型傳感器及組成新型測試系統(tǒng) ① MEMS技術(shù)要求研制微型傳感器。 ② 研制仿生傳感器 ③ 研制海洋探測用傳感器 ④ 研制成分分析用傳感器 ⑤ 研制微弱信號檢測傳感器 （ 3）研究新一代的智能化傳感器及測試系統(tǒng)：如電子血壓計(jì)，智能水、電、煤氣、熱量表。系統(tǒng)功能最大程度地用軟件實(shí)現(xiàn)。 （ 5）多功能與多參數(shù)傳感器的研究：如同時(shí)檢測壓力、溫度和液位的傳感器已逐步走向市場。衡量靜態(tài)特性的重要指標(biāo)是線性度、 靈敏度 ， 遲滯和重復(fù)性等。 5）傳感器的漂移是指在外界的干擾下，輸出量發(fā)生與輸入量無關(guān)
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