傳感器復(fù)習(xí)計(jì)算題(共10頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上計(jì)算題1 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。 （1） 式中, y輸出電壓，V；T輸入溫度，。 （2） 式中，y輸出電壓，mV；x輸入壓力，Pa。2 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(lái)描述，即式中，y輸出電荷量，pC；x輸入加速度，m/s2。試求其固有振蕩頻率wn和阻尼比z。3 已知某二階傳感器系統(tǒng)的固有頻率f0=10kHz，阻尼比z=0.1，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。4 設(shè)有兩只力傳感器均可作為二階系統(tǒng)來(lái)處理，其固有振蕩頻率分別為800Hz

2、和1.2kHz，阻尼比均為0.4。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。5 一應(yīng)變片的電阻R0=120，K=2.05，用作應(yīng)變?yōu)?00µm/m的傳感元件。(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。 6 如果將120的應(yīng)變片貼在柱形彈性試件上，該試件的截面積S=0.5×10-4m2，材料彈性模量E=2×101lN/m2。若由5×104N的拉力引起應(yīng)變片電阻變化為1.2，求該應(yīng)變片的靈敏系數(shù)K。 7 以阻值R=120，靈敏系數(shù)K=2.0的電阻應(yīng)變片與阻值120

3、的固定電阻組成電橋，供橋電壓為3V，并假定負(fù)載電阻為無(wú)窮大，當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?µ和2000µ時(shí)，分別求出單臂、雙臂差動(dòng)電橋的輸出電壓，并比較兩種情況下的靈敏度。8 一臺(tái)采用等強(qiáng)度梁的電子稱(chēng)，在梁的上下兩面各貼有兩片電阻應(yīng)變片，做成稱(chēng)重傳感器，如習(xí)題圖212所示。已知l=10mm，b0=llmm，h=3mm，E=2.1×104N/mm2，K=2，接入直流四臂差動(dòng)電橋，供橋電壓6V，求其電壓靈敏度(Ku=Uo/F)。當(dāng)稱(chēng)重0.5kg時(shí)，電橋的輸出電壓Uo為多大? (a) (b)9 現(xiàn)有基長(zhǎng)為10mm與20mm的兩種絲式應(yīng)變片，欲測(cè)鋼構(gòu)件頻率為10kHz的動(dòng)態(tài)應(yīng)力，若要

4、求應(yīng)變波幅測(cè)量的相對(duì)誤差小于0.5，試問(wèn)應(yīng)選用哪一種?為什么? 10 有一只差動(dòng)電感位移傳感器，已知電源電Usr=4V，f=400Hz，傳感器線(xiàn)圈銅電阻與電感量分別為R=40，L= 30mH，用兩只匹配電阻設(shè)計(jì)成四臂等阻抗電橋，如圖所示，試求：11 在壓力比指示系統(tǒng)中采用差動(dòng)式變間隙電容傳感器和電橋測(cè)量電路，如習(xí)題11圖所示。已知：0=0.25mm；D=38.2mm；R=5.1k；Usr=60V(交流)，頻率f=400Hz。試求： (1)該電容傳感器的電壓靈敏度Ku (V/µm)； (2)當(dāng)電容傳感器的動(dòng)極板位移=10µm時(shí)，輸出電壓Usc值。習(xí)題圖1112 有一臺(tái)變間隙非

5、接觸式電容測(cè)微儀，其傳感器的極板半徑r=4mm，假設(shè)與被測(cè)工件的初始間隙d0=0.3mm。試求： (1)如果傳感器與工件的間隙變化量d=±10µm，電容變化量為多少? (2)如果測(cè)量電路的靈敏度足Ku=100mV/pF，則在d=±1µm時(shí)的輸出電壓為多少? 13 習(xí)題圖13(a)所示差動(dòng)式同心圓筒柱形電容傳感器，其可動(dòng)內(nèi)電極圓筒外經(jīng)d=9.8mm，固定電極外圓筒內(nèi)經(jīng)D=10mm，初始平衡時(shí)，上、下電容器電極覆蓋長(zhǎng)度L1=L2=L0=2mm，電極間為空氣介質(zhì)。試求：（1）初始狀態(tài)時(shí)電容器C1、C2的值；（2）當(dāng)將其接入習(xí)題圖4-14(b)所示差動(dòng)變壓器電橋

6、電路，供橋電壓E=10 V（交流），若傳感器工作時(shí)可動(dòng)電極筒最大位移Dx= ±0.2mm，電橋輸出電壓的最大變化范圍為多少？ (a) (b)習(xí)題圖1314 分析壓電加速度傳感器的頻率響應(yīng)特性。若測(cè)量電路為電壓前量放大器C總=1000pF，R總=500M；傳感器固有頻率f0=30kHz，阻尼比=0.5，求幅值誤差在2以?xún)?nèi)的使用頻率范圍。 15 用石英晶體加速度計(jì)及電荷放大器測(cè)量機(jī)器的振動(dòng)，已知：加速度計(jì)靈敏度為5pC/g，電荷放大器靈敏度為50mV/pC，當(dāng)機(jī)器達(dá)到最大加速度值時(shí)相應(yīng)的輸出電壓幅值為2V，試求該機(jī)器的振動(dòng)加速度。(g為重力加速度) 16 某動(dòng)圈式速度傳感器彈簧系統(tǒng)的剛度

7、k=3200Nm，測(cè)得其固有頻率為20Hz，今欲將其固有頻率減小為10Hz，問(wèn)彈簧剛度應(yīng)為多大? 17 某磁電式傳感器要求在最大允許幅值誤差2以下工作，若其相對(duì)阻尼系數(shù)=0.6，試求/n的范圍。 18 某熱敏電阻，其B值為2900K，若冰點(diǎn)電阻為500K，求熱敏電阻在100時(shí)的阻值。 19 參考電極定律有何實(shí)際意義?已知在某特定條件下材料A與鉑配對(duì)的熱電勢(shì)為13.967mV，材料B與鉑配對(duì)的熱電勢(shì)是8.345mV，求出在此特定條件下，材料A與材料B配對(duì)后的熱電勢(shì)。 解：由標(biāo)準(zhǔn)電極定律E (T,T0 )=EA鉑(T,T0 )EB鉑 (T,T0 )=13.9678.345=5.622(mV)20