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傳感器與傳感器技術(shù)[何道清]課后答案-展示頁(yè)

2025-06-27 06:23本頁(yè)面
  

【正文】 1 差動(dòng)電橋電路 解:由DR1/R1=Ke1,則 e2= me1= 180。若鋼的泊松比181。解:依題意單臂:差動(dòng): 靈敏度:可見,差動(dòng)工作時(shí),傳感器及其測(cè)量的靈敏度加倍。ε和2000181。若由5,求該應(yīng)變片的靈敏系數(shù)K。ε)?該試件的軸向相對(duì)伸長(zhǎng)率為百分之幾?解: εx ==1500106 =1500(mε) 由于εx =Δl/l所以Δl/l=εx ==%2—7 某120Ω電阻應(yīng)變片的額定功耗為40mW,如接人等臂直流電橋中,試確定所用的激勵(lì)電壓。(1)求△R與△R/R;(2)若電源電壓Ui=3V,求其惠斯通測(cè)量電橋的非平衡輸出電壓U0。第2章 電阻應(yīng)變式傳感器2—5 一應(yīng)變片的電阻R0=120Ω,K=,用作應(yīng)變?yōu)?00181。今欲測(cè)量頻率為400Hz正弦變化的外力,應(yīng)選用哪一只?并計(jì)算將產(chǎn)生多少幅度相對(duì)誤差和相位差。1—11一只二階力傳感器系統(tǒng),已知其固有頻率f0=800Hz,阻尼比z=,現(xiàn)用它作工作頻率f=400Hz的正弦變化的外力測(cè)試時(shí),其幅值比A(w)和相位角j(w)各為多少;若該傳感器的阻尼比z=,其A(w)和j(w)又將如何變化?解: 所以,當(dāng)ξ= 當(dāng)ξ=1—12 用一只時(shí)間常數(shù)t=、2s和3s的正弦信號(hào),問幅值相對(duì)誤差為多少?解:由一階傳感器的動(dòng)態(tài)誤差公式t= 1—13 已知某二階傳感器系統(tǒng)的固有頻率f0=10kHz,阻尼比z=,若要求傳感器的輸出幅值誤差小于3%,試確定該傳感器的工作頻率范圍。重復(fù)性誤差dR和遲滯誤差dH是一致的。求遲滯誤差:壓 力(MPa)輸 出 值 (mV)第一次循環(huán)第二次循環(huán)第三次循環(huán)正行程反行程遲滯正行程反行程遲滯正行程反行程遲滯00,所以遲滯誤差為(2)最小二乘法 設(shè)直線方程為y=a0+kx數(shù)據(jù)處理如下表所示。求非線性誤差:壓 力(MPa)校驗(yàn)平均值 (mV)直線擬合值(mV)非線性誤差(mV)最大非線性誤差(mV)000所以,壓力傳感器的非線性誤差為 168。校準(zhǔn)數(shù)據(jù)表壓 力(MPa)輸 出 值 (mV)第一次循環(huán)第二次循環(huán)第三次循環(huán)正行程反行程正行程反行程正行程反行程0解 校驗(yàn)數(shù)據(jù)處理(求校驗(yàn)平均值):壓 力(MPa)(設(shè)為x)輸 出 值 (mV)第一次循環(huán)第二次循環(huán)第三次循環(huán)校驗(yàn)平均值(設(shè)為y)正行程反行程正行程反行程正行程反行程0(1)端點(diǎn)連線法設(shè)直線方程為y=a0+kx,取端點(diǎn)(x1,y1)=(0,)和(x6,y6)=(,)。試求其固有振蕩頻率wn和阻尼比z。10)= 176。以及輸入與輸出之間的相位差和滯后時(shí)間。1—7 已知一熱電偶的時(shí)間常數(shù)t=10s,如果用它來測(cè)量一臺(tái)爐子的溫度,爐內(nèi)溫度在540℃至500℃之間接近正弦曲線波動(dòng),周期為80s,靜態(tài)靈敏度K=1。105/3=180。 (2) 式中,y——輸出電壓,mV;x——輸入壓力,Pa。2%=(mV)當(dāng)使用在1/2和1/8滿量程時(shí),其測(cè)量相對(duì)誤差分別為:1—6 有兩個(gè)傳感器測(cè)量系統(tǒng),其動(dòng)態(tài)特性可以分別用下面兩個(gè)微分方程描述,試求這兩個(gè)系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)t和靜態(tài)靈敏度K。當(dāng)傳感器使用在滿量程的1/2和1/8時(shí),計(jì)算可能產(chǎn)生的測(cè)量百分誤差。.. . . ..《傳感器與傳感器技術(shù)》計(jì)算題答案第1章 傳感器的一般特性1—5 某傳感器給定精度為2%FS,滿度值為50mV,零位值為10mV,求可能出現(xiàn)的最大誤差d(以mV計(jì))。由你的計(jì)算結(jié)果能得出什么結(jié)論? 解:滿量程(F?S)為50﹣10=40(mV)可能出現(xiàn)的最大誤差為:Dm=40180。 (1) 式中, y——輸出電壓,V;T——輸入溫度,℃。解:根據(jù)題給傳感器微分方程,得(1) τ=30/3=10(s), K=180。105(V/℃);(2) τ=(s), K=(mV/Pa)。試求該熱電偶輸出的最大值和最小值。 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。相應(yīng)的時(shí)間滯后為Dt =1—8 一壓電式加速度傳感器的動(dòng)態(tài)特性可以用如下的微分方程來描述,即式中,y——輸出電荷量,pC;x——輸入加速度,m/s2。解: 由題給微分方程可得1—9 某壓力傳感器的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)如下表所示,試分別用端點(diǎn)連線法和最小二乘法求非線性誤差,并計(jì)算遲滯和重復(fù)性誤差;寫出端點(diǎn)連線法和最小二乘法擬合直線方程。則a0由x=0時(shí)的y0值確定,即a0=y0kx=y1= (mV)k由直線的斜率確定,即(mV/MPa)擬合直線方程為y=+ 168。求重復(fù)性誤差:壓 力(MPa)輸 出 值 (mV)正行程反行程123不重復(fù)誤差123不重復(fù)誤差0 mV,則重復(fù)性誤差為 168。序號(hào)123456∑x0yx20xy0根據(jù)以上處理數(shù)據(jù),可得直線方程系數(shù)分別為:所以,最小二乘法線性回歸方程為y=+求非線性誤差:壓 力(MPa)校驗(yàn)平均值 (mV)直線擬合值(mV)非線性誤差(mV)最大非線性誤差(mV)0所以,壓力傳感器的非線性誤差為可見,最小二乘法擬合直線比端點(diǎn)法擬合直線的非線性誤差小,所以最小二乘法擬合更合理。1—10 用一個(gè)一階傳感器系統(tǒng)測(cè)量100Hz的正弦信號(hào)時(shí),如幅值誤差限制在5%以內(nèi),則其時(shí)間常數(shù)應(yīng)取多少
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