傳感器作業(yè)答案

1、第一章5. x x 1 x 2 =16x8n .488mxiAn i 1 n6. x x 1 x 2 =1.x5n6 n xi n i1 n3. rm=2/50×100%=4% , 因為 rm=xm/xa%*x n/x=5% 所以，合格=0.1046x=x ±3=1.56 ±0.31381.2462<x<1.8738 , 無壞值9.擬合后： y=0.499x+1.02×100%=0.133%L ( L M a x=0y.0F4S/)30100%K=0.499第二章傳感器第二章習(xí)題參考答案3. 金屬電阻應(yīng)變片，其靈敏度 S=2.5， R =12

2、0，設(shè)工作時其應(yīng)變?yōu)?1200 e，問 R 是多少？若將此應(yīng)變片與 2V 直流電源組成回路，試求無應(yīng)變 時和有應(yīng)變時回路的電流各是多少？解:無應(yīng)變時 I=E/R=2/120=16.7mA有應(yīng)變時 : I=E/(R+ R)=2/(120+0.36)=16.6mA4 應(yīng)變片稱重傳感器，其彈性體為圓柱體，直徑D=100mm, 材料彈性模量E=205*109 N/M2, 用它稱 500KN 的物體， 若用電阻絲式應(yīng)變片， 應(yīng)變片的靈敏系數(shù) K=2,R=120 歐姆，問電阻變化多少？7 擬在等截面的懸臂梁上粘貼四個完全相同的電阻應(yīng)變片，并組成差動全橋電路，試問：（ 1 ） 四個應(yīng)變片應(yīng)怎樣粘貼在懸臂梁上

3、？（ 2 ） 畫出相應(yīng)的電橋電路圖。答： 如題圖所示 等截面懸梁臂， 在外力 F 作用下， 懸梁臂產(chǎn)生變形， 梁的上表面受到拉應(yīng)變， 而梁的下表面受壓應(yīng)變。 當(dāng)選用四個完全相同的電阻應(yīng)變片組成差動全橋電路， 則應(yīng)變片 如題圖（ b）所示粘貼。圖（ a）圖（ b） 電阻應(yīng)變片所構(gòu)成的差動全橋電路接線如圖所示， R3所受應(yīng)變方向相同，但與 R1、R4 所受應(yīng)變方向相反。R1、R4 所受應(yīng)變方向相同 ,R2、圖（c）8. 圖示為一直流應(yīng)變電橋。圖中 E=4V，R1=R2 =R3=R4=120? ，試求： （1）R1為金屬應(yīng)變片，其余為外接電阻。當(dāng)R1的增量為? R1=1. 2 ? 時，電橋輸出電壓

4、U0=?（2）R1，R2 都是應(yīng)變片，且批號相同，感應(yīng)應(yīng)變的極性和大小都相同，其余為外接電阻， 電橋輸出電壓 U0 = ?（3）題（ 2）中，如果 R2與 R1感受應(yīng)變的極性相反，且 ?R1=?R2=1. 2 ? ，電橋輸出電壓 U0 = ?答： 如題 2.1 圖所示U0E R14 1.2 0.01V4 R14 120由于 R1， R2 均為應(yīng)變片，且批號相同，所受應(yīng)變大小和方向均相同，則 ?R1=?R2=?R 。R1=R2=RU0R2 R2R4R RR4(R1 R1) (R2 R2) R3 R42(R R) R3 R4E 1 1202 240E0 根據(jù)題意，設(shè) R1=R+?R 1 ， R2=

5、R - ?R2U0R2 R2R4(R1R1) (R2 R2) R3 R4U0R2 R2R4R1 R2 R3 R4E 12ER2 4 1. V20. 02 （V符號根據(jù)應(yīng)變片的極性決定）R 2 1209 . 題2.2圖示為等強(qiáng)度梁測力系統(tǒng)， R1為電阻應(yīng)變片，應(yīng)變片靈敏系數(shù) K=2.05，未受應(yīng)變 時， R1=120 。當(dāng)試件受力 F 時，應(yīng)變片承受平均應(yīng)變 =800 m/m，求： （1）應(yīng)變片電阻變化量 R1和電阻相對變化量 R1 /R1。（ 2）將電阻應(yīng)變片 R1 置于單臂測量電橋， 電橋電源電壓為直流 3V ，求電橋輸出電壓及電橋 非線性誤差。（3）若要減小非線性誤差，應(yīng)采取何種措施？并分

6、析其電橋輸出電壓及非線性誤差大小。答： 根據(jù)應(yīng)變效應(yīng)，有RR11 K已知 K=2. 05 ，=800m/m， R1 = 120 ?代入公式，則R1 K R1 2.05 800 10 6 120 0.1968R1 K 2.05 800 10 6 0.164%R1 若將電阻應(yīng)變片置于單臂測量橋路中，' U R理想輸出電壓 ： U0 4 R = 3×1.64×10-3=1.23×10-3 V4實際輸出電壓R4R 2 R=3×4*1200.1296*80.1968=1.229×10-3V非線性誤差 = UU00 1 8.13×10-4

7、(公式 2.1.30) 若要減小非線性誤差， 可采用半橋差動電路， 且選擇 R1 = R2 = R3 = R4 = 120? ? R1 =?R2 =0. 1968? R1和 R2所受應(yīng)變大小相等，應(yīng)變方向相反。此時U0 E2 RR112. 46mVL0熱電偶傳感器補(bǔ)充題1.用鎳鉻 - 鎳硅 (K) 熱電偶測量溫度，已知冷端溫度為40，用高精度毫伏表測得這時的熱電動勢為29.188mV ，求被測點的溫度。解：由鎳鉻 -鎳硅熱電偶分度表查出 E(40 ，0)=1.611mV ，根據(jù)中間溫度定律計算出E(t,0) E(t,40) E(40,0) (29.188 1.611)mV 30.799mV再通

8、過分度表查出其 對應(yīng)的實際溫度為 E(740,0) 30.799mvt 740 2.熱電偶產(chǎn)生的熱電勢由哪幾種電勢組成，試證明熱電偶的標(biāo)準(zhǔn)電極定律。 證明：由于EAC T ， T0eAC T eAC T0(1)兩式相減有：EBC T ， T0eBC T eBC T0(2)EAC T ，T0 EBC T，T0eAC T eAC T0 eBC TeBC T0eAC T eBC T eAC T0 eBC T0(3)又由于若一個熱電偶由 A、B、C三種導(dǎo)體組成， 且回路中三個接點的溫度都相同， 則回路總電動勢必為零， 即：eAC T eBC TeAB TeAC T0 eBC T0eAB T0(4)將式

9、 (4) 代入式 (3) 有：EAC T，T0EBC T，T0eAC TeBC T eAC T0 eBC T0eAB T eAB T0E AB T，T03.下面是熱電阻測量電路，試說明電路工作原理并計算1) 已 知 為值2) 電 路 電橋的輸 其中 ， E=5Rt 是 Pt100 鉑電阻，且其測量溫度T=50 ，試計算出 Rt 的值和 Ra 的中已知 R1、R2、 R3 和 E，試計算 出電壓 VAB( R1=10K ， R2=5K ， R3=10K 伏)從而，當(dāng)溫度為 T=50 時：Rt100R0(1 At Bt 2 )3 7 2 1 3.968 10 3 50 ( 5.847 10 7)

10、50 2 .70119(2) 由于溫度為 T=50 時，R4=Ra+Rt=4900+119.7=5019.7 =5.0197 K R1、 R2、V ABR3為固定電阻，電橋不再平衡，其輸出電壓為：R 2R1E （ 2 1R2R4R1 R3 )5( 5 5.01970.00492 V1010 10 )答：該熱電阻測量溫度電路由熱敏電阻、測量電阻和顯示電表組成。圖中 G 為指示電表， R1、R2、R3為固定電阻， Ra 為零位調(diào)節(jié)電阻。熱電阻都通過電阻分別為r2、r3、Rg的三個導(dǎo)線和電橋連接， r2和 r3分別接在相鄰的兩臂， 當(dāng)溫度變化時， 只要它們的 Rg分別接在指示電表和 電源的回路中，其電阻變化也不會影響電橋的平衡狀態(tài)，電橋在零位調(diào)整時，應(yīng)使R4=Ra+R t0 為電阻在參考溫度（如 0 C）時的電阻值。三線連接法的缺點之一是可調(diào)電阻的接觸電