傳感器習(xí)題及答案

求AR和AR/R;（2）若將應(yīng)變片接入電口單臂，其余橋臂電阻均為120Q固定電阻，口橋電壓 U=3V,口傳感元件最大應(yīng)變時單臂電橋的輸出電壓U和非線性誤差。o解：(1) AR=k8=2.05x800x10-6=1.64x10-3RT???AR=1.64x10-3x120=0.1968n(2)EAR3(2)=_?=_x1,64x10-3=1.23mvTR4R+AR+ARu'=E( 1 10R+AR+R1 12R^):1.229mvR+R34u-u'非線性誤差y=0 0x100%=0.082%LU011.用等強(qiáng)度梁作為彈性元件的電子秤，在梁的上方貼一個應(yīng)變片，如［4-4圖所示，應(yīng)變片的靈敏度系數(shù) K=2,每受1kg力在應(yīng)變片處產(chǎn)生的平均應(yīng)變 ￡’=8110-311/kg。已知電子秤口放置重物時，應(yīng)變片的初始電阻 R1=1000，當(dāng)電子秤上放置 500g重物時，求（1）應(yīng)變片的電阻變化量 △R1和相對變化△R1/R1;（2）用單臂電橋做轉(zhuǎn)換電路（R2=R3=R4=1000)，電口電壓（2）用單臂電橋做轉(zhuǎn)換電路（的輸出電壓 U。,以及考慮非線性因素時單臂電口的實際輸出；（3）用單臂電橋做轉(zhuǎn)換電路導(dǎo)致的非線性誤差。解:（1） ￡=m￡，=0.5x8x10-3=4x10-3AR「. l=k￡-2x4x10-3=8x10-3R1/.AR-k￡R-0.8。

(2)u=—? =—x8x10一3=10mvo4R4TOC\o"1-5"\h\znAR/R AR/R Qu?=u u——i = U——i u=9.96mv0o(1+n+ARR)(1+n) (2+ARR)x2o(3)非線性誤差為： 11 11u一u’ ? ?Y= x100%=0.4%Lu

012.一應(yīng)電阻應(yīng)變片的電阻 R=120。，靈敏度系數(shù)K=2,粘貼在某鋼質(zhì)彈性元件上，已知電阻應(yīng)變絲的材料為鋼鎳合金， 其電阻溫度系數(shù)為20X10-6/0。，線膨脹溫度系數(shù)為 16X10-6/0C;鋼質(zhì)彈性元件的線膨脹系數(shù)為 12x10-6/0C，試求：溫度變化 200C時，引起的附加電阻變化;20℃之后20℃之后解：(1)若假設(shè)電阻應(yīng)變與鋼質(zhì)彈性元件不粘貼，溫度變化長度變化為：應(yīng)變片：L-L=L書.20=3.2x10-4LTOC\o"1-5"\h\zs s0 s0s s0-P?20=2.4x10-4Lg g0L=-P?20=2.4x10-4Lg g0彈性元件：L-L二Lg g0 g0.??L=(1+2.4x10-4)Lg g0粘貼在一起后，AL￡粘貼在一起后，AL￡=pLL=L=Lg0 0s0L-L__j=8x10-5L則附加應(yīng)變?yōu)椋?0附加電阻變化為： AR=KR￡=0.0192Qp 0p(2)應(yīng)變片粘貼后的電阻溫度系數(shù)為：a=a+K(p-p)=2.8x10—50 sg/.□□□□□□□□□□ 應(yīng)變?yōu)?a,8= At=1.4x10-5tK與書本的公式中的減數(shù)與被減數(shù)位置顛倒13.對光速進(jìn)行測量，的到如下四組測量結(jié)果：c二(2.98000±0.01000x108m/s1c二(2.98500±0.0100。x108m/s2c二(2.99990±0.00200x108m/s3c二(2.99930±0.0010。x108m/s4求光速的加權(quán)平均值及其標(biāo)準(zhǔn)差。解：權(quán)重計算：用各組測量列的標(biāo)準(zhǔn)差平方的倒數(shù)的比值表示。1111P:P:P:P=—:—:—:—=1:1:25:1001 2 3 4O2O2O2O2加權(quán)算術(shù)平均值為： 1 2 3 4P—2.99915x108m/sii ii—1 i—1加權(quán)算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差為：v—0.01915x1081v—0.01415x108v—-0.00075x10823v—-0.00015x1084o_xpIXPV21 iii—i—1 (4-1)XPi=1—0.00124x108m/s14.某中變壓器油的粘度隨溫度的升高而降低，經(jīng)測量得到不同溫DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD11011511112025303540口［ A'A=105000。0(1□)A11A21a2A22111114550556037375-675-10500Q-675 15111657075801101151201251301351401451501551601651701751801567567537375A'L=11101511112025303511114045505560657075804"3.512.922.522.202.001.811.71.61.51.431.371.321.291.2530.66112785口口口X=bhb,0J二(AA)-iAL=37375105000-675-67530.66151127.85-0.0363.72b=-0.036b=3.720y=y=3.72-0.036x15.DDDDDDDDDDDDDDDDDs=1.5cm2DOODOl=20cmDODODO匕=5000,ODDO6=0.5cm,Ab=±0.1mm,真空磁DO打二4兀X10-7H/m，線□□數(shù)W=300QDDDDDDDDDDO(AL/L0"Abdddddddddddddddodddddd口口DDDDDDDW2四S,00260300sX4X3.14X10-7XL5X10-4=1696mH)2X0.5X10-2DDDDDDDDDDDLDDDDDDDDDDDL=L+AL=5

0 26DDDDDDDDDOD_300SDDDDDDDDDOD_300Sx4x3.14x10-7x1.5x10-4= 2x(0.5士0.01)x10-2=169.6土3.4(mH)AL/L 0AL/L 03.4x10-3A6 0.1x10-3=200.47m-11K0J=200m-1(口□口□口0DDDDDDDDDDODK*0~A~6.8XK*0~A~6.8X10-30.1X10-3=400.94m-11K=06=400m-1(忽□高此項0DDDDDDDDDDDDDDDDODDDD16.用石英晶體加速度計及電荷放大器測量機(jī)器的振動，已知加速度計的靈敏度為5pC/g,電荷放大器的靈敏度為 50mV/pC,當(dāng)機(jī)器達(dá)到最大加速度值時相應(yīng)的輸出電壓為 2V,試求該機(jī)器的振動加速度(用重力加速度的相對值表示) 。解：系統(tǒng)靈敏度等于加速度計靈敏度和電荷放大器靈敏度乘積解：系統(tǒng)靈敏度等于加速度計靈敏度和電荷放大器靈敏度乘積S-5pCjgx50mVjpC—250mV/g由輸出電壓幅值與被測加速度關(guān)系式=Vja得a—VS=0,n2x103mv250mv由輸出電壓幅值與被測加速度關(guān)系式=Vja得a—VS=0,n2x103mv250mv；g17.石英晶體壓電式傳感器的面積為1cm2厚度為1mm,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□ 911010PM□□□□□□2pC/N，□□□□□□□ 5.1,材料相對兩面間的電阻為 1014?！酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢酢?□□□□□□□□□□ 20pF,輸入電阻為 100M。(□□□□□ )。若所加力 F=0.01sin(103t)N,求： □11兩極板間的電壓峰峰值； □21晶體厚度□□□□□□□ =□□□□□□□a=￡E)。-5(a)由題意知.-.□□□□□□又□□□□□□□□□□□□□□□輸出電壓幅值輸出電壓峰峰值當(dāng)接入負(fù)載時，實際輸S—1cm2d—1mm q—5.1r8SC― ―4.5135x10-12FadF—0.01NS—2pC/Nmqq―S-F―0.02pCm qmV—q]C—4.43mvm maV―2V―8.86mvp-p m出電壓與理想輸出電壓 之比的□□□□□□□ A(3)— ——JH(段■”由題意w—1x103rad/sR—100QR—104Qia.?.t—RC—2.45135x10-3A(w)x0.926...□□□□□□□□□□峰峰值為：V'—A(w)-V—0.926x8.86x8.20mvp-pp-p8—8.85x10-12F/m0C—20pFi7-5(b)□□□□□□□□□□ □,□□□□□□□；當(dāng)所受外力為最大拉力 時厚度量增加量最大。由題意d=1mm s=1cm2 E=9x10ioPa- 2F?d「.Ad=m =2.22x10-12mE?S8-4已知某霍爾元件的尺寸沿長度L方向通以電流為長L=10mm，寬b=3.5mm,厚8-4已知某霍爾元件的尺寸沿長度L方向通以電流I=1.0A,在垂直與 bxd兩個方向上加均勻磁場B=0.37,輸出霍爾電勢 U=6.55mV。求該霍爾元件的靈敏H系數(shù)K和載流子濃度