傳感器與檢測技術(胡向東第2版)習題解答-在線瀏覽
2024-07-10 23:51本頁面
【正文】 應變效應導致其材料幾何尺寸的變化；半導體電阻應變片的工作原理是主要基于半導體材料的壓阻效應。答：① 單臂電橋測量電路存在非線性誤差，而半橋差動和全橋差動電路均無非線性誤差。全橋差動電路的電壓輸出靈敏度是單臂電橋的4倍。解：已知由得所以 一個量程為10kN的應變式測力傳感器，其彈性元件為薄壁圓筒軸向受力，外徑20mm，內徑18mm,在其表面粘貼八各應變片，四個沿周向粘貼，應變片的電阻值均為120Ω,，材料彈性模量E=1011Pa。解：(1)(2) 圓桶截面積：應變片4感受縱向應變；應變片8感受周向應變；滿量程時：由電阻應變片靈敏度公式得，由應力與應變的關系，及應力與受力面積的關系，得，(3) 圖35中，設負載電阻為無窮大（開路），圖中，試求：(1) 為金屬電阻應變片，其余為外接電阻，當?shù)脑隽繛闀r，電橋的輸出電壓(2) , 都是電阻應變片，且批號相同，感應應變的極性和大小都相同，其余為外接電阻，電橋的輸出電壓(3) , 都是電阻應變片，且批號相同，感應應變的大小為，但極性相反，其余為外接電阻，電橋的輸出電壓解：(1) 單臂(2) 極性相同(3)半橋 在圖311中，設電阻應變片的靈敏度系數(shù)K=，未受應變時，=120Ω。試求：(1) 電阻應變片的電阻變化量和電阻相對變化量；(2) 將電阻應變片置于單臂測量電橋，電橋電源電壓為直流3V，求電橋輸出電壓及其非線性誤差；(3) 如果要減小非線性誤差，應采取何種措施？分析其電橋輸出電壓及非線性誤差的大小。求：(1) 鋼柱受拉力作用時應變片電阻的變化量和相對變化量；(2) 若應變片沿鋼柱圓周方向粘貼，受同樣拉力作用時應變片電阻的相對變化量。 第4章 電感式傳感器 已知變氣隙厚度電感式傳感器的鐵芯截面積，磁路長度L ＝20cm，相對磁導率，氣隙初始厚度, ＝177。若將其做成差動結構，靈敏度將如何變化？解：, 所以。 有一只差動電感位移傳感器，已知電源電壓，傳感器線圈電阻與電感分別為R=40Ω,L=30mH，用兩只匹配電阻設計成四臂等阻抗電橋，如圖所示，試求：（1）匹配電阻和的值為多少時才能使電壓靈敏度達到最大。解：(1) R3=R4=R=40Ω(2) 單臂電橋 引起零點殘余電壓的原因是什么？如何消除零點殘余電壓？答：零點殘余電壓的產生原因：①（線圈）傳感器的兩個二次繞組的電氣參數(shù)和幾何尺寸不對稱，導致它們產生的感生電動勢幅值不等、相位不同，構成了零點殘余電壓的基波；②（鐵心）由于磁性材料磁化曲線的非線性（磁飽和、磁滯），產生了零點殘余電壓的高次諧波（主要是三次諧波）；③（電源）勵磁電壓本身含高次諧波。 在使用螺線管電感式傳感器時，如何根據輸出電壓來判斷銜鐵的位置？答：常見的差動整流電路如圖415所示。由圖可知：無論兩個二次繞組的輸出瞬時電壓極性如何，流經電容的電流方向總是從2端到4端，流經電容的電流方向總是從6端到8端，所以整流電路的輸出電壓為當銜鐵位于中間位置時，故輸出電壓=0；當銜鐵位于零位以上時，則；當銜鐵位于零位以下時，則有。 如何通過相敏檢波電路實現(xiàn)對位移大小和方向的判定？答：相敏檢測電路原理是通過鑒別相位來辨別位移的方向，即差分變壓器輸出的調幅波經相敏檢波后，便能輸出既反映位移大小，又反映位移極性的測量信號。第5章 電容式傳感器 有一個以空氣為介質的變面積型平板電容傳感器如下圖所示，其中a=10mm，b=16mm，兩極板間距為。解：電容變化量為即電容減小了。解：① 電阻應變片式傳感器解決此問題的方法參見P48圖318所示的電阻式液體重量傳感器，當注水達到桶容量的80%時，也就是位于感壓膜上的液體高度達到桶高4m的對應位置時，輸出一個對應的電壓，通過一個電壓比較器就可以在液位達到4m時輸出一個觸發(fā)信號，關閉閥門，停止注水。 試推導圖520所示變介質型電容式位移傳感器的特性方程C=f(x)。其它參數(shù)如圖所示。參見P79圖55。 ，設δ=d=1mm，極板為正方形（邊長50mm）。試針對x=0~50mm范圍內，繪出此位移傳感器的特性曲線，并給以適當說明。，其傳感器的圓形極板半徑 r=4mm，工作初始間隙d=，問：(1) 工作時，如果傳感器與工件的間隙變化量Δd=2μm 時，電容變化量為多少?(2) 如果測量電路的靈敏度S1=100mV/pF，讀數(shù)儀表的靈敏度S2=5格/mV，在Δd=2μm 時，讀數(shù)儀表的示值變化多少格?解： (1)，間隙增大，間隙縮小，(2)第6章 壓電式傳感器 什么是壓電效應？什么是逆壓電效應？答：① 正壓電效應就是對某些電介質沿一定方向施以外力使其變形時，其內部將產生極化現(xiàn)象而使其出現(xiàn)電荷集聚的現(xiàn)象。 試分析石英晶體的壓電效應原理。石英晶體是各向異性材料，不同晶向具有各異的物理特性，用x、y、z軸來描述。x軸：經過六面體的棱線并垂直于z軸的軸為x軸，稱為電軸（壓電效應只在該軸的兩個表面產
公司管理相關推薦
鄂ICP備17016276號-1