傳感器總復(fù)習(xí)題

1、 總復(fù)習(xí)題1-7.一數(shù)字溫度測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)溫范圍為55150，在此范圍內(nèi)的最大線性偏差為±1,試求該系統(tǒng)的測(cè)溫線性度。1-8.某壓力傳感器的量程范圍為50KPa0.2MPa，精度等級(jí)為0.2級(jí)（0.2%），試求其在量程范圍內(nèi)的最大絕對(duì)誤差。1-9.用測(cè)量范圍為50150kPa的壓力傳感器測(cè)量140kPa壓力時(shí)，傳感器測(cè)得示值為142kPa，求該示值的絕對(duì)誤差，相對(duì)誤差。2-1. 一絲繞應(yīng)變計(jì)的靈敏系數(shù)為2，初始阻值100，試求當(dāng)試件受力后的應(yīng)變?yōu)闀r(shí)該應(yīng)變計(jì)的電阻變化R。2-2. 一試件受力后的應(yīng)變?yōu)?；絲繞應(yīng)變計(jì)的靈敏系數(shù)為2，初始阻值120，溫度系數(shù)，線膨脹系數(shù)為；試件的線膨脹系數(shù)為。

2、試求：溫度升高20時(shí)，應(yīng)變計(jì)相對(duì)熱輸出。2-3. 在懸臂梁的上下方各貼一片電阻為120的金屬應(yīng)變片R1和R2。若應(yīng)變片的靈敏系數(shù)k=2，電源電壓U=2V，當(dāng)懸臂梁頂端受到向下的力F時(shí)，電阻R1和R2的變化值R1 =R2 =0.48，試求電橋的輸出電壓。 2-4. 圖為一直流應(yīng)變電橋，圖中U=4V，試求： 為金屬應(yīng)變片，其余為外接電阻，當(dāng)?shù)脑隽繛闀r(shí)，電橋輸出電壓UO。 都是應(yīng)變片，且批號(hào)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UO。 題中，如果與的感受應(yīng)變的極性相反，且大小相同，即，電橋輸出電壓UO。2-5. 圖為等強(qiáng)度梁測(cè)力系統(tǒng)，為電阻應(yīng)變片，應(yīng)變片靈敏度系數(shù)K=2.05

3、，未受應(yīng)變時(shí)，=120，當(dāng)試件受力F時(shí)，應(yīng)變片承受平均應(yīng)變=800m/m，試求： 應(yīng)變片的電阻變化量和電阻相對(duì)變化量 將電阻應(yīng)變片置于單臂測(cè)量電橋，電橋電流電壓為直流 3V，求電橋輸出電壓及電橋非線性誤差。 若要減小非線性誤差，應(yīng)采取何種措施？分析其電橋輸出電壓及非線性誤差的大小。2-6. 利用懸臂梁結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成稱重傳感器。試就在懸臂梁的上下方各貼一片金屬應(yīng)變片組成差動(dòng)半橋和各貼二片金屬應(yīng)變片組成差動(dòng)全橋時(shí)的應(yīng)變電阻片的布貼方式、電橋連接方法和相應(yīng)的輸出電壓大小做出說(shuō)明, 并說(shuō)明其差動(dòng)和溫度補(bǔ)償?shù)脑怼?-8一個(gè)初始阻值為120的應(yīng)變片，靈敏度為K=2.0，如果將該應(yīng)變片用總阻值為12的導(dǎo)線連

4、接到測(cè)量系統(tǒng)，求此時(shí)應(yīng)變片的靈敏度K。2-9采用四片相同的金屬絲應(yīng)變片（K=2），將其粘貼在如圖所示的實(shí)心圓柱形測(cè)力彈性元件上。已知力F=10kN，圓柱橫截面半徑r=1cm，材料的彈性模量，泊松比=0.3。（1）畫出應(yīng)變片在圓柱上的粘貼位置及相應(yīng)的測(cè)量橋路原理圖。（2）求各應(yīng)變片得應(yīng)變及電阻相對(duì)變化量。（3）若電橋供電電壓U=6V，求橋路輸出電壓Uo。 （4）此種測(cè)量方法能否補(bǔ)償環(huán)境溫度對(duì)測(cè)量的影響，說(shuō)明理由。3-1. 分別畫出正負(fù)半周下二極管環(huán)形相敏檢波電路的等效電路并據(jù)此說(shuō)明其工作原理（如何反映銜鐵運(yùn)動(dòng)的大小和方向）。3-2. 試推導(dǎo)差動(dòng)變壓器的輸出電壓與M之間的關(guān)系。3-3. 利用電渦流

5、式傳感器測(cè)量金屬板的厚度時(shí)，為什么測(cè)薄板時(shí)應(yīng)選擇較高的頻率，測(cè)厚板時(shí)則選較低的頻率。3-4. 利用電渦流式傳感器測(cè)量厚度，試述低頻透射式和高頻反射式測(cè)量的工作原理。3-5 已知變氣隙電感傳感器的鐵心截面積S=1.5cm2，磁路長(zhǎng)度L=20cm， 相對(duì)磁導(dǎo)率i=5000，氣隙0=0.5cm，=±0.1mm， 真空磁導(dǎo)率0=4*10-7H/m，線圈匝數(shù)N=3000， 求L/，若做成差動(dòng)結(jié)構(gòu)形式，其靈敏度將如何變化？3-6 如圖為氣隙式電感傳感器，鐵心截面積S=4mm*4mm，氣隙總長(zhǎng)度l=0.8mm, 銜鐵最大位移l=±0.08mm,激勵(lì)線圈匝數(shù)N2500匝，導(dǎo)線直徑d0.06

6、mm，電阻率 ，當(dāng)激勵(lì)電源頻率f4000Hz時(shí)，( ) ， 忽略漏磁及鐵損，要求計(jì)算：（1）線圈電感值（2）電感的最大變化量（3）當(dāng)線圈外截面積為11mm*11mm時(shí)， 其直流電阻值（4）線圈的品質(zhì)因數(shù)3-7利用電渦流式傳感器測(cè)板材厚度，已知激勵(lì)電源頻率f=1MHz，被測(cè)材料相對(duì)磁導(dǎo)率 r=1，電阻率 ，被測(cè)板材厚度為1.2mm。（1）計(jì)算采用高頻反射法測(cè)量時(shí)，渦流穿透深度h為多大？（2）能否采用低頻透射法測(cè)板厚?若可以需要采取什么措施？畫出檢測(cè)示意圖。4-1. 同心圓筒電容傳感器如圖所示其可動(dòng)極筒外徑為9.8mm，定極筒內(nèi)徑為10mm，遮蓋長(zhǎng)度為1mm時(shí)，試求電容值C。當(dāng)供電電源頻率為60K

7、Hz時(shí)，求它的容抗值。4-2. 一個(gè)圓形平板電容式傳感器，其極板半徑為5mm，工作初始間隙為0.3mm，空氣介質(zhì)，所采用的測(cè)量電路的靈敏度為100mV/pF，讀數(shù)儀表靈敏度為5格/mV。如果工作時(shí)傳感器的間隙產(chǎn)生2m的變化量，則讀數(shù)儀表的指示值變化多少格？ 4-3. 當(dāng)差動(dòng)式變極距型電容傳感器動(dòng)極板相對(duì)于定極板移動(dòng)了d0.75mm時(shí)，若初始電容量C1C280pF，初始距離d4mm，計(jì)算其非線性誤差。若改為單平板電容，初始值不變，其非線性誤差為多大？4-4. 已知極板電容傳感器，其極板面積為A，兩極板間介質(zhì)為空氣，極板間距1mm，當(dāng)極距減少0.1mm時(shí)，求其電容變化量和傳感器的靈敏度。若參數(shù)不變

8、，將其改為差動(dòng)結(jié)構(gòu)，當(dāng)極距變化0.1mm時(shí)，求其電容變化量和傳感器的靈敏度？并說(shuō)明差動(dòng)傳感器為什么能提高靈敏度并減少非線性誤差。4-5. 平板式電容位移傳感器如圖所示。已知極板尺寸ab4mm，間隙d00.5mm，極板間介質(zhì)為空氣。求該傳感器的靜態(tài)靈敏度。若極板沿x方向移動(dòng)2mm，求此時(shí)的電容量。 4-6. 如圖為電容式傳感器的雙T型電橋測(cè)量電路，已知R1R2R=40k，RL=20K，E=10V，f1MHz，C210pF，C110pF，C11pF。求UL值。5-1某磁電感應(yīng)式速度傳感器總剛度為3200N/m，測(cè)得其固有頻率為20Hz，今欲將其固有頻率減小為10Hz，問(wèn)剛度應(yīng)為多大？5-2已知磁電

9、式速度傳感器的技術(shù)參數(shù)如下：頻率范圍201000Hz，幅值范圍為5mm（峰峰值），加速度幅值范圍為0.130g（g=9.8m/s2為重力加速度），無(wú)阻尼固有頻率為5Hz，線圈電阻為600，橫向靈敏度最大為20%，靈敏度為4.88±0.2V/（m/s），質(zhì)量為170g。（1）在有效載荷作用下測(cè)得最低頻率時(shí)位移的振幅為5mm，試計(jì)算這時(shí)的輸出電壓值。（2）頻率為100Hz時(shí)測(cè)得輸出電壓幅值為0.5V，確定這時(shí)的速度和相應(yīng)的位移。5-3 霍爾元件靈敏度KH=40V/（A·T），控制電流I=3.0mA，將它置于變化范圍為 的線性變化的磁場(chǎng)中，它輸出的霍爾電勢(shì)范圍為多大？5-4 某霍

10、爾元件L×b×d為 ,其靈敏度系數(shù)為 ,沿L方向通過(guò)工作電流 I=5mA,垂直于b×d面方向的均勻磁場(chǎng)B=0.6T.求其輸出的霍爾電勢(shì)是多少?6-1. 以鈦酸鋇為例，在y軸受到1N/m2的切應(yīng)力。試求出在各方向產(chǎn)生的電荷密度。6-2. 已知電壓前置放大器輸入電阻及總電容分別為Ri1M，Ci100pF，求與壓電加速度計(jì)相配測(cè)量1Hz的振動(dòng)時(shí)幅值誤差為多大？6-3.將壓電式傳感器與一只靈敏度為Sv且可調(diào)的電荷放大器連接，然后接到靈敏度為Sx=20mm/V的光線示波器上記錄，現(xiàn)知壓電式壓力傳感器靈敏度為Sp=5pc/Pa，該測(cè)試系統(tǒng)的總靈敏度為S=0.5mm/Pa，試問(wèn)

11、：(1)電荷放大器的靈敏度為Sv應(yīng)調(diào)為何值（V/pc）? (2)用該測(cè)試系統(tǒng)測(cè)40Pa的壓力變化時(shí)，光線示波器上光點(diǎn)的移動(dòng)距離是多少？6-4一只壓電晶體的電容為Ca1000pF，電荷靈敏度為Sq2.5pc/N，電纜電容為Cc3000pF，示波器的輸入阻抗為1M，輸入電容為50pF。(1)求壓電晶體的電壓靈敏度。(2)分析測(cè)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性。(3)如果系統(tǒng)允許的測(cè)量幅值誤差為5，可以測(cè)量的最低頻率為多大？(4)如果頻率為10Hz，允許誤差為5，用并聯(lián)連接方式，并聯(lián)電容的值為多大？6-5.一只壓電式加速度計(jì)，供它專用的電纜的長(zhǎng)度為1.2m，電纜電容為100pF，壓電片本身的電容為1000pF。

12、出廠時(shí)標(biāo)定的電壓靈敏度為100V/g(g=9.8m/s2為重力加速度)，若使用中改用另一根長(zhǎng)2.9m的電纜，其電容量為300pF，問(wèn)電壓靈敏度如何改變？6-6.用石英晶體加速度計(jì)測(cè)量機(jī)器的振動(dòng)，已知加速度計(jì)的靈敏度為2.5pC/g（g9.8m/s2），電荷放大器的靈敏度為80mV/pC，當(dāng)機(jī)器達(dá)到最大加速度時(shí)，相應(yīng)的輸出電壓的幅值為4V。試計(jì)算該機(jī)器的振動(dòng)加速度為多大？6-7.有一塊壓電晶體，其面積S=20mm2，厚度10mm，當(dāng)受到p10MPa的壓力作用時(shí)，求它所產(chǎn)生的電荷量Q及輸出電壓。（1）壓電晶體為0度x切型的縱向石英晶體。（2）壓電晶體為利用縱向效應(yīng)的BaTiO3。7-1.一光電管與5k電阻串聯(lián)，若光電管的靈敏度為30µA/lm，試計(jì)算當(dāng)輸出電壓為2V時(shí)的入射光通量。7-2.如圖所示電路為光控繼電器開關(guān)電路。光敏電阻為硫化鎘器件，其暗電阻 ，在照度E=100lx時(shí)，亮電阻 ，三極管的值為50，繼電器J的吸合電流為10mA，計(jì)算繼電器吸合時(shí)需要多大照度？7-3光敏二極管的光照特性曲線和應(yīng)用電路如圖所示，圖中l(wèi)為反相器，RL為20k，求光照度為多少lx時(shí)Uo為高電平。7-4.光電二極管的等效電路如圖所示，在入射照度一定時(shí)，光電二極管相當(dāng)于一個(gè)恒流源，以