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傳感器原理試題-在線瀏覽

2024-11-16 03:11本頁面
  

【正文】 4受壓,ΔR=0,橋路處于平衡狀態(tài),當(dāng)應(yīng)變片受力發(fā)生應(yīng)變時,橋路失去平衡,這時,就用橋路輸出電壓Ucd表示應(yīng)變片變后電阻值的變化量。(10分)證明:略去 的二次項,即可得第二篇:傳感器原理習(xí)題第四章 傳感器原理習(xí)題41以阻值R=120?,靈敏系數(shù)K=,供橋電壓為3V,并假定負(fù)載電壓為無窮大,當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?με和2000με時,分別求出單臂、雙臂差動電橋的輸出電壓,并比較兩種情況下的靈敏度。若鋼的泊松比μ=,應(yīng)變片的靈敏系數(shù)K=2,電橋的電源電壓Ui=2V,當(dāng)試件受軸向拉伸時,測得應(yīng)變片R1的電阻變化值?R=,試求電橋的輸出電壓U0;若柱體直112徑d=10mm,材料的彈性模量E=2180。題圖42 差動電橋電路43 一臺采用等強度的梁的電子稱,在梁的上下兩面各貼有兩片電阻應(yīng)變片,做成稱重量的傳感器,如習(xí)題圖43所示。104N/mm2,K=2,接入直流四臂差動電橋,供橋電壓6V,求其電壓靈敏度(Ku=U0/F)。已知膜片的半徑R=20mm,厚度 h=,材料的泊松112比μ=,彈性模量E=2180?,F(xiàn)將四個應(yīng)變片組成全橋測量電路,供橋電壓Ui=6V。10Ωmm。46 某差動螺管式電感傳感器(題圖46)的結(jié)構(gòu)參數(shù)為單個線圈匝數(shù)W=800匝,l=10mm,lc=6mm,r=5mm,rc=1mm,設(shè)實際應(yīng)用中鐵芯的相對磁導(dǎo)率μr=3000,試求:(1)在平衡狀態(tài)下單個線圈的電感量L0=?及其電感靈敏度足KL?(2)若將其接入變壓器電橋,電源頻率為1000Hz,電壓E=,設(shè)電感線圈有效電阻可忽略,求該傳感器靈敏度K。題圖47 差動電感位移傳感器四臂等阻抗電橋2S=4180。激勵線圈匝數(shù)W=2500匝,導(dǎo)線直徑d=,電阻率ρ=180。題圖48 氣隙型電感式傳感器(變隙式)49 試計算題圖49所示各電容傳感元件的總電容表達式。已知:δ0=,D=,R=;Usr=60V(交流),頻率?=400Hz。題圖410 411 有一臺變間隙非接觸式電容測微儀,其傳感器的極板半徑r=4mm,假設(shè)與被測工件的初始間隙d0=。10μm,電容變化量為多少?(2)如果測量電路的靈敏度足Ku=100mV/Pf,則在?d=177。選用變壓器交流電橋作測量電路。1012F/m。試求當(dāng)動板上輸板A、C和D是固定極板;板B式活動極板,其厚度為t,它與固定極板的間距為d。忽略板C和D的間隙及各板的邊緣效應(yīng),試推導(dǎo)活動極板刀從中間位置移動x=177。題圖413 414已知平板電容傳感器極板間介質(zhì)為空氣,極板面積S=a180。2)cm2,間隙d0=。415 如圖415a所示差動式同心圓筒柱形電容傳感器,其可動內(nèi)電極圓筒外徑d=,固定電極外圓筒內(nèi)徑D=10mm,初始平衡時,上、下電容器電極覆蓋長度L1=L2=L0=2mm,電極間為空氣介質(zhì)。電橋輸出電壓的最大變化范圍為多?題圖415(a)(b)416 有一 壓電晶體,其面積為20mm178。417 某壓電晶體的電容為1000pF,kq=,電纜電容CC=3000pF,示波器的輸入阻抗為1M?和并聯(lián)電容50 pF,求:(1)壓電晶體的電壓靈敏度足Ku;(2)測量系統(tǒng)的高頻響應(yīng);(3)如系統(tǒng)允許的測量幅值誤差為5%,可測最低頻率是多少?(4)如頻率為10Hz,允許誤差為5%,用并聯(lián)連接方式,電容式多大? 418 分析壓電加速度傳感器的頻率響應(yīng)特性。419 用石英晶體加速度計及電荷放大器測量機器的振動個,已知:加速度計靈敏度為5Pc/g,電荷放大器靈敏度為50mV/pC,當(dāng)機器達到最大加速度值時相應(yīng)的輸出電壓幅值為2V,試求該機器的振動加速度。若測量回路的總電容為500pF,求所有電壓前置放大器的輸入電阻為多大? 421已知壓電式加速度傳感器的阻尼比ζ=,其無阻尼固有頻率?0=32kHz,若要求傳感器的輸出幅值誤差在5%以內(nèi),試確定傳感器的最高響應(yīng)頻率。1012C/N。423 已知銅熱電阻—Cu100的百度電阻比W(100)=,當(dāng)用此熱電阻測量50186。C,問實際溫度為多少? 425 ,把它放在溫度為1200186。C,試求熱電勢大小。C,顯示儀表的機械零位在0186。C,則認(rèn)為換熱器內(nèi)的溫度為340186。C,試設(shè)計一個標(biāo)度變換電路,使數(shù)字表直接顯示溫度數(shù)值。若入射光子為10179。光電倍增管共有16個倍增級,輸出陽極電流為20A,且16個倍增級二次發(fā)射電子數(shù)按自然數(shù)的平方遞增,試求光電倍增管的電流放大倍數(shù)和倍增系數(shù)。431 四個應(yīng)變片粘貼在扭軸上,安排得到的最大靈敏度,應(yīng)變片阻值為121?而應(yīng)變靈敏系數(shù)K=,并接成全橋測量電路。求指示的最大應(yīng)變?設(shè)軸為鋼制的,求應(yīng)力(鋼的扭轉(zhuǎn)彈性模量E=180。題圖432 433 設(shè)題圖433所示電感位移傳感器的鐵心相對磁導(dǎo)率為104,空氣的相對磁導(dǎo)率為1,已知真空中的磁導(dǎo)率m0=4π180。試對下述情況計算該傳感器的輸出電感:(1)氣隙為0;(2)氣隙為2mm。傳感器的特性主要是指輸出入輸入之間的關(guān)系。當(dāng)輸入量隨時間變換較快時,其關(guān)系為動態(tài)特性。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關(guān),所以它們之間的關(guān)系,即傳感器的靜態(tài)特性可用一個不含時間變量的代數(shù)方程,或以輸入量作橫坐標(biāo),把與其對應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫出的特性曲線來描述。在實際工作中,傳感器的動態(tài)特性常用它對某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)來表示。最常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種,所以傳感器的動態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示。傳感器的組成并無嚴(yán)格的規(guī)定。敏感元件在具體實現(xiàn)非電量到電量的變換時,并非所有的非電量都能利用現(xiàn)有的技術(shù)手段直接變換為電量,有些必須進行預(yù)變換,即先將待測的非電量變?yōu)橐子谵D(zhuǎn)換成電量的另一種非電量。變換器能將感受到的非電量變換為電量的器件稱為變換器,例如,可以將位移量直接變換為電容、電阻及電感的電容變換器、電阻變換器及電感變換器,能直接把溫度變換為電勢的熱電偶變換器。在實際情況中,由于有一些敏感元件直接就可以輸出變換后的電信號,而一些傳感器又不包括敏感元件在內(nèi),因此常常無法將敏感元件與變換器加以嚴(yán)格區(qū)別。被測位置對傳感器體積的要求。信號的引出方法,有線或是非接觸測量。如果被測量是多維向量,、頻率響應(yīng)特性傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率范圍,必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測量條件,實際上傳感器的響應(yīng)總有 — 定延遲,可測的信號頻率范圍就寬,而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響,機械系統(tǒng)的慣性較大,應(yīng)根據(jù)信號的特點(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機等)響應(yīng)特性,、線性范圍,在此范圍內(nèi),則其量程越大,任何傳感器都不能保證絕對的線性,在一定的范圍內(nèi),可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的,、穩(wěn)定性傳感器使用一段時間后,要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性,應(yīng)對其使用環(huán)境進行調(diào)查,并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器,或采取適當(dāng)?shù)拇胧?在超過使用期后,在使用前應(yīng)重新進行標(biāo)定,所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴(yán)格,、精度精度是傳感器的一個重要的性能指針,其價格越昂貴,因此,傳感器的精度只要滿足整個測量系統(tǒng)的精度要求就可以,選用重復(fù)精度高的傳感器即可,不宜選用絕對量值精度高的。而單靠人們自身的感覺器官,在研究自然現(xiàn)象和規(guī)律以及生產(chǎn)活動中
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