20xx年電大傳感器與檢測(cè)技術(shù)期末考試試題與答案小抄參考-在線瀏覽
2024-12-17 11:31本頁(yè)面
【正文】 R=120Ω 靈敏度系數(shù) K= 的金屬電阻應(yīng)變片與阻值 R=120Ω 的固定電阻組成電橋，供橋電壓為 10V。 ，供電電源電動(dòng)勢(shì) E=3V， R3=R4=100Ω ， R1和 R2為同型號(hào)的電阻應(yīng)變片，其電阻均為 50Ω ，靈敏度系數(shù) K=。設(shè)等強(qiáng)度梁在受力后產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)?5 000，試求此時(shí)電橋輸出端電壓 U0。它的重要特性是在無(wú)光照時(shí)阻值非常大，相當(dāng)于斷路，有光照時(shí)阻值變得很小，相當(dāng)于通路。 第三章 電容式傳感器 ?為了提高傳感器的靈敏度可采取什么措施并應(yīng)注意什么問(wèn)題 ? 答： 如圖所示是一直線位移型電容式傳感器的示意圖?！?x/d （ 1） 電容因位移而產(chǎn)生的變化量為 axCxdbCCC ????????? 00 ? 其靈敏度為 dbxCK ?????? 可見(jiàn)增加 b 或減小 d 均可提高傳感器的靈敏度。圖中 1 為固定極板， 2 為與被測(cè)對(duì)象相連的活動(dòng)極板。 12d1– 固 定 極 板 2活 動(dòng) 極 板 設(shè)極板面積為 A，其靜態(tài)電容量為 dAC ?? ，當(dāng)活動(dòng)極板移動(dòng) x 后，其電容量為 22011dxdxCxd AC????? ? (1) 當(dāng) xd 時(shí) 11 22 ??dx 則 )1(0 dxCC ?? (2) 專(zhuān)業(yè)好文檔 7 由式（ 1）可以看出電容量 C 與 x 不是線性關(guān)系，只有當(dāng) xd 時(shí)，才可認(rèn)為是最近似線形關(guān)系。但當(dāng) d 過(guò)小時(shí)，又容易引起擊穿，同時(shí)加工精度要求也高了。在實(shí)際應(yīng)用中，為了提高靈敏度，減小非線性，可采用差動(dòng)式結(jié)構(gòu)。電容傳感器起始時(shí) b1=b2=b=200mm， a1=a2=20mm 極距 d=2mm，極間 介質(zhì)為空氣，測(cè)量電路 u1=3sinωtV，且 u=u0。 b1da 1Δ xb2a 2C 1C 2C 1C 2u iu 0uu 題 3 圖 解：根據(jù)測(cè)量電路可得 ttua xuC Cuu ii ?? s in750s in320500 ???????? /mV ，如圖所示。 求當(dāng)電容傳感動(dòng)極板上輸入 一位移量△ x= 使 d0減小時(shí) ,電路輸出電壓 u0為多少 ? +u iu 0ＮＣ xR fＣ0 解：由測(cè)量電路可得 ?? s in45s in5200000000 ??????????? tuxddCCuCCuixix/V 322 所示正方形平板電容器 ,極板長(zhǎng)度 a=4cm,極板間距離 δ=移 x,試計(jì)算該傳感器的靈敏度并畫(huà)出傳感器的特性曲線 .極板間介質(zhì)為空 氣 , F/ 120 ??? 。 3 124200 ?? ?????? ? ???? aC /pF xkxCxaaC x )(4 00 ?????? ?? (x的單位為米 ) ?? )4 00 axCCC x ????? 3 21200 ??? ?????????? ? ???? ax CCK x /pF 1 02 03 04 0p FCx1 2 34xc m0 第四章 電感式傳感器 ？ 答：影響差動(dòng)變壓器輸出線性度和靈敏度的主要因素是： 傳感器幾何尺寸、線圈電氣參數(shù)的對(duì)稱(chēng)性、磁性材料的殘余應(yīng)力、測(cè)量電路零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢(shì)等。電渦流式傳感結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、頻率響應(yīng)寬、靈敏度高、測(cè)量范圍大、抗干憂能力強(qiáng)，特別是有非接觸測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)，因此在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。 答：如圖所示，設(shè)差動(dòng)電感傳感器的線圈阻抗分別為 Z1和 Z2。 當(dāng)銜鐵上移，上部線圈阻抗增大， Z1=Z+△ Z，則下部線圈阻抗減少， Z2=Z△ Z。在 AECB 支路中， C 點(diǎn)電位由于 Z1增大而比平衡時(shí)的 C 點(diǎn)電位降低；而在 AFDB 支中中， D 點(diǎn)電位由于 Z2的降低而比平衡時(shí)專(zhuān)業(yè)好文檔 9 D 點(diǎn)的電位增高，所以 D 點(diǎn)電位高于 C 點(diǎn)電位，直流電壓表正向偏轉(zhuǎn)。 同樣可以得出結(jié)果：當(dāng)銜鐵下移時(shí)，電壓表總是反向偏轉(zhuǎn)，輸出為負(fù)。 R R2 為標(biāo)準(zhǔn)電阻， u 為電源電壓。 解： 輸出與輸入的關(guān)系是 uRLLf LLfRLLf LLfu ???????? ??? ?????? ??? 22200212000 )](2[ )(2)](2[ )(2 ? ?? ? 若電感增量無(wú)窮小，且兩個(gè)電阻均為 R，則： uRfL Lfu 2200 )2(4 ??? ? ? u0uR 1R 2L 1L 2 VU0 題 4 圖 題 5 圖 整流電路，試分析電路的工作原理。這種電路由二極管的非線性影響以及二極管正向飽和壓降和反向漏電流的不利影響較大。 專(zhuān)業(yè)好文檔 10 答：熱電效應(yīng)就是兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體 A 和 B 組成一個(gè)回路，其兩端相互連接時(shí)，只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同，回路中就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)的方向和大小與導(dǎo)體的材料及兩接點(diǎn)的溫度有關(guān)。 2．試分析金屬導(dǎo)體產(chǎn)生接觸電動(dòng)勢(shì)和溫差電動(dòng)勢(shì)的原因。現(xiàn)假設(shè)導(dǎo)體 A 的自由電子密度大于導(dǎo)體 B 的自由電子密度，則導(dǎo)體 A 擴(kuò)散到導(dǎo)體 B 的電子數(shù)要比導(dǎo)體 B 擴(kuò)散到導(dǎo)體 A 的電子數(shù)大。該電場(chǎng)的方向與擴(kuò)散進(jìn)行的 方向相反，它將引起反方向的電子轉(zhuǎn)移，阻礙擴(kuò)散作用的繼續(xù)進(jìn)行。在這種狀態(tài)下， A 與 B 兩導(dǎo)體的接觸處就產(chǎn)生了電位差，稱(chēng)為接觸電動(dòng)勢(shì)。在導(dǎo)體內(nèi)部，熱端的自由電子具有較大的動(dòng)能，向冷端移動(dòng)，從而使熱端失去電子帶正電荷，冷端得到電子帶負(fù)電荷。該電場(chǎng)阻止電子從熱端繼續(xù)跑到冷端并使電子反方向移動(dòng)，最后也達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。 3．簡(jiǎn)述熱電偶的幾個(gè)重要定律，并分別說(shuō)明它們的實(shí)用價(jià)值。根據(jù)這個(gè)定律，可以檢驗(yàn)兩個(gè)熱電極材料成分是否相同，也可以檢查熱電極材料的均勻性。它使我們可以方便地在回路中直 接接入各種類(lèi)型的顯示儀表或調(diào)節(jié)器，也可以將熱電偶的兩端不焊接而直接插入液態(tài)金屬中或直接焊在金屬表面進(jìn)行溫度測(cè)量。只要測(cè)得各種金屬與純鉑組成的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)，則各種金屬之間相互組合而成的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)可直接計(jì)算出來(lái)。中間溫度定律為補(bǔ)償導(dǎo)線的使用提供 了理論依據(jù)。 答：熱電偶冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄖ饕校阂皇抢涠撕銣胤ā犭娕嫉睦涠搜由斓綔囟群愣ǖ膱?chǎng)所 (如儀表室 )，其實(shí)質(zhì)是相當(dāng)于將熱電極延長(zhǎng)。修正公式為： )t,(tE)t( t,E)t( t,E 01AB1AB0AB ?? ；四是電橋補(bǔ)償法。 ++Ut eR 1 R 2R 3 R 4R CM R5I 1 I 2I 圖中， e 為熱電偶產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)， U 為回路的輸出電壓。 R1~R5 及 RCM專(zhuān)業(yè)好文檔 11 均為橋臂電阻。 R1~R5均用錳銅絲繞成，阻值穩(wěn)定。這樣，即使電橋中其他電阻的阻值發(fā)生變化，左右兩橋臂中的電流卻差不多保持不變，從而認(rèn)為其具有恒流特性。 回路輸出電壓 U 為熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì) e、橋臂電阻 RCM的壓降 URCM及另一橋臂電阻 R5 的壓降 UR5三者的代數(shù)和： R5RCM UUeU ?? 當(dāng)熱電偶的熱端溫度一定，冷端溫度升高時(shí)，熱電動(dòng)勢(shì)將會(huì)減小。 自動(dòng)補(bǔ)償?shù)臈l件應(yīng)為 tRIe CM1 ??? ? 5．用鎳鉻 鎳硅 (K)熱電偶測(cè)量溫度，已知冷端溫度為 40℃，用高精度毫伏表 測(cè)得這時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)為，求被測(cè)點(diǎn)的溫度。其冷端溫度為 30℃，動(dòng)圈顯示儀表 (機(jī)械零位在 0℃ )指示值 為 400℃，則認(rèn)為熱端實(shí)際溫度為 430℃，對(duì)不對(duì) ?為什么 ?正確值是多少 ? 解：不對(duì)，因?yàn)閮x表的機(jī)械零位在 0℃，正確值為 400℃。 10．用鎳鉻 鎳硅 (K)熱電偶測(cè)量某爐溫的測(cè)量系統(tǒng)如圖 所示，已知：冷端溫度固定在 0℃， t0＝ 30℃，儀表
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