传感器·作业答案

第一章3.rm=2/50100%=4% , 因为 rm=xm/xa%*xn/x=5% 所以，合格5. =168.488mA =0.082 6. =1.56 =0.1046x= 3=1.560.31381.2462<x<1.8738 , 无坏值9.拟合后：y=0.499x+1.02 =0.04/30100%=0.133% K=0.499第二章传感器第二章习题参考答案3. 金属电阻应变片，其灵敏度S=2.5，R =120，设工作时其应变为1200e，问R是多少？若将此应变片与2V直流电源组成回路，试求无应变时和有应变时回路的电流各是多少？解: 无应变时 I=E/R=2/120=16.7mA 有应变时: I=E/(R+R)=2/(120+0.36)=16.6mA4应变片称重传感器，其弹性体为圆柱体，直径D=100mm,材料弹性模量E=205*109 N/M2,用它称500KN的物体，若用电阻丝式应变片，应变片的灵敏系数K=2,R=120欧姆，问电阻变化多少？7 拟在等截面的悬臂梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片，并组成差动全桥电路，试问：（ 1 ） 四个应变片应怎样粘贴在悬臂梁上？（ 2 ） 画出相应的电桥电路图。答： 如题图所示 等截面悬梁臂，在外力F作用下，悬梁臂产生变形，梁的上表面受到拉应变，而梁的下表面受压应变。当选用四个完全相同的电阻应变片组成差动全桥电路，则应变片如题图（b）所示粘贴。图（a）图（b） 电阻应变片所构成的差动全桥电路接线如图所示，R1、R4所受应变方向相同,R2、R3所受应变方向相同，但与R1、R4所受应变方向相反。图（c）8. 图示为一直流应变电桥。图中E=4V，R1=R2 =R3=R4=120，试求： （1）R1为金属应变片，其余为外接电阻。当R1的增量为 R1 =1. 2 时，电桥输出电压U0=? （2）R1，R2都是应变片，且批号相同，感应应变的极性和大小都相同，其余为外接电阻，电桥输出电压U0 = ?（3）题（2）中，如果R2与R1感受应变的极性相反，且R1=R2=1. 2 ，电桥输出电压U0 = ?答： 如题 2.1 图所示图2.1 由于R1， R2均为应变片，且批号相同，所受应变大小和方向均相同，则 R1=R2=R , R1=R2=R。 根据题意，设R1=R+R1 ，R2=R - R2则 （符号根据应变片的极性决定）9 . 题2.2图示为等强度梁测力系统，R1为电阻应变片，应变片灵敏系数K=2.05，未受应变时，R1=120。当试件受力F时，应变片承受平均应变=800m/m，求：（1）应变片电阻变化量R1和电阻相对变化量R1 /R1。（2）将电阻应变片R1置于单臂测量电桥，电桥电源电压为直流3V，求电桥输出电压及电桥非线性误差。（3）若要减小非线性误差，应采取何种措施？并分析其电桥输出电压及非线性误差大小。答： 根据应变效应，有已知K=2. 05 ，=800m/m ，R1 = 120 代入公式，则 若将电阻应变片置于单臂测量桥路中，理想输出电压 ： =1.6410-3=1.2310-3 V 实际输出电压 ： =3=1.22910-3V非线性误差 = 10-4（公式2.1.30） 若要减小非线性误差，可采用半桥差动电路，且选择R1 = R2 = R3 = R4 = 120 R1 =R2 =0. 1968 R1和R2所受应变大小相等，应变方向相反。 此时 热电偶传感器补充题1.用镍铬-镍硅(K)热电偶测量温度，已知冷端温度为40，用高精度毫伏表测得这时的热电动势为29.188mV，求被测点的温度。解：由镍铬-镍硅热电偶分度表查出E(40，0)=1.611mV，根据中间温度定律计算出再通过分度表查出其对应的实际温度为2.热电偶产生的热电势由哪几种电势组成，试证明热电偶的标准电极定律。(1)证明：由于(2)两式相减有：(3)又由于若一个热电偶由A、B、C三种导体组成，且回路中三个接点的温度都相同，则回路总电动势必为零，即：(4)将式(4)代入式(3)有：3.下面是热电阻测量电路，试说明电路工作原理并计算1) 已知Rt是Pt100铂电阻，且其测量温度为T=50，试计算出Rt的值和Ra的值2) 电路中已知R1、R2、R3和E，试计算电桥的输出电压VAB其中（R1=10K，R2=5K，R3=10K，E=5伏） 答：该热电阻测量温度电路由热敏电阻、测量电阻和显示电表组成。图中G为指示电表，R1、R2、R3为固定电阻，Ra为零位调节电阻。热电阻都通过电阻分别为r2、r3、Rg的三个导线和电桥连接，r2和r3分别接在相邻的两臂，当温度变化时，只要它们的Rg分别接在指示电表和电源的回路中，其电阻变化也不会影响电桥的平衡状态，电桥在零位调整时，应使R4=Ra+Rt0为电阻在参考温度（如0C）时的电阻值。三线连接法的缺点之一是可调电阻的接触电阻和电桥臂的电阻相连，可能导致电桥的零点不稳。(1)电桥在零位调整时，应使R4=Ra+Rt0为电阻在参考温度（如0C）时的电阻值，又由于电桥在温度为0时，电桥平衡，此时有：所以电桥在温度为0时，R4=5 K从而，Ra = R4-Rt0=5000-100=4900=4.9 K当温度为T=50时：(2) 由于温度为T=50时，R4=Ra+Rt=4900+119.7=5019.7=5.0197 KR1、R2、R3为固定电阻，电桥不再平衡，其输出电压为：