传感器考试计算题(4页).doc
-第 1 页传感器考试计算题-第 2 页1、有一悬臂梁，在其中部上、下两面各贴两片应变片，组成全桥，如图所示。请给出由这四个电阻构成全桥电路的示意图。若该梁悬臂长 L=0.25m，宽 b=0.06m，厚 h=0.003m，弹性模量107 10 PaE，应变片灵敏度系 K=2，应变片空载电阻120R，应变片中心距固定端 x=0.4L，现受一向下力 F=1N，试求此时四个应变片的电阻值。(梁上各处应变26()LxFbh E)对于14,00R RR 14120.005712RR对于23,00R RR 23119.994288RR2、阻值120R，灵敏系数2K的电阻应变片与阻值120的固定电阻组成电桥，供桥电压为 3V，并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为2和2000时，分别求出单臂、半桥差动电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。单臂时当应变为2电桥输出为V1031022434E4EU66KRR当应变为2000时 电桥输出为V1031022434E4EU33KRR电桥电压灵敏度为434EUuRRS半桥时当应变为2电桥输出为V1061022232E2EU66KRR当应变为2000时 电桥输出为V1061022232E2EU33KRR电桥电压灵敏度为232EUuRRS显然半桥电桥电压灵敏度为单臂的 2 倍。3、有一钢板，原长 L=1m，弹性模量112 10 PaE，使用 BP-3 箔式应变片120R，灵敏度系数 K=2，测出的拉伸应变值为300。试求：钢板伸长量L，应力，/R R及R。如果要测出1应变值则相应的/R R是多少？若要测出1应变值，则4、5、-第 3 页6、7、8、9、注:该题中的 BaTiO3按照教材中的数据为331200,190rd，此答案中的数据有误，请同学自行改正。10、11、已知铜热电阻100Cu的百度电阻比42.1)100(W，当用此热电阻测量C50温度时，其电阻值为多少？若测温时的电阻值为92，则被测温度是多少？由42.1)100(W可得：42.10100RR已知1000R142100R由tR)1(0tR,将1000R和142100R代入得到电阻温度系数0042.0/当测量的温度为 50时，则tR)1(0tR)500042.01(100121当电阻值为 92时，有)1(0tR)0042.01(100t92 1912、若某光栅的栅线密度为 50 线/mm，主光栅与指示光栅之间的夹角为 0.2 度。说明莫尔条纹形成原理及特点。-第 4 页求其形成的莫尔条纹间距 BH是多少？当指示光栅移动100m时，莫尔条纹移动的距离？该答案在简答题时已经给出，不再赘述。光栅的栅距为：莫尔条纹宽度为当标尺光栅移动 100 微米时，莫尔条纹移动的距离为13、压电式加速度传感器与电荷放大器连接，电荷放大器又与函数记录仪连接。已知：传感器的电荷灵敏度 Kq=100 pc/g，反馈电容 Cf=0.001F，被测加速度 a=0.5g。试求：电荷放大器的输出电压是多少？电荷放大器的灵敏度（每库仑输出的电压）是多少？若函数记录仪的灵敏度 Kg=2 mm/mV，求测量系统总灵敏度 K。（单位 g 是重力加速度）电荷放大器输出电压：电荷放大器灵敏度：系统总灵敏度：14、图示为光纤传光示意图，若空气的光折射率为n0，要使光纤的入射光在光纤纤芯内全反射，则0至多为多少？写出推导过程。当光线以入射角i进入光纤的端面时，在端面处发生折射，设折射角为j，然后光线以k角入射至纤芯与包层的界面。当k角大于纤芯与包层间的临界角c时，则射入的光线在光纤的界面上发生全反射。根据斯涅耳（Snell）光的折射定律n0一般皆空气，故 n01当r=90，maxi的临界状态时，上式所示，maxsin称为光纤的数值孔径，用 NA 表示。它表示当入射光从折射率为0n的外部介质进入光纤时，只有入射角小于c的光才能在光纤中传播。否则，光线会从包层中逸出而产生漏光。NA 是光纤的一个重要参数，NA 值越大，光源到光纤的耦合效率越高。光纤的数值孔径仅决定于光纤的折射率，与光纤的几何尺寸无关。
