检测与转换技术15习题课优秀PPT.ppt

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1、题题3 某玻璃水银温度计微分方程式为某玻璃水银温度计微分方程式为 式中：式中：Q0为水银柱高度为水银柱高度(m);Qi为被测温度（为被测温度（C）。）。试确定该温度计的时间常数和静态灵敏度系数。试确定该温度计的时间常数和静态灵敏度系数。3解：由方程式知道该温度计为一阶传感器。解：由方程式知道该温度计为一阶传感器。1)时间常数时间常数a1/a0=4/2=2s 2)静态灵敏度系数静态灵敏度系数k=b0/a0=2x10-3/2=10-3 m/题题5 已知某位移传感器，当输入量已知某位移传感器，当输入量 X=10m,其输出电压变更其输出电压变更 U=50mV。求其平均灵敏度求其平均灵敏度K1为多少？若

2、接受两个相同的上述传感器组成差动为多少？若接受两个相同的上述传感器组成差动测量系统则差动式位移传感器的平均灵敏度测量系统则差动式位移传感器的平均灵敏度K2为多少？为多少？5解：解：K1=(U/X)=5mV/m 两个相同的上述传感器构成差动时：两个相同的上述传感器构成差动时：K2=2K1=10mV/m题题4 已知某一阶传感器的传递函数=0.001s,求该传感器输入信号工作频率范围。4解：一阶传感器的频率传递函数：幅频特性由一阶响应曲线如图可知，当A()0.707时输出信号失真较小，测量结果较精确。因此取该范围为工作段。在0.707处=1,=2f所以输入信号工作范围为0-159Hz.题题6.假如将

3、假如将100电阻应变片贴在弹性试件上，若试件受力横截面电阻应变片贴在弹性试件上，若试件受力横截面 S=0.5X10-4m2,弹性模量弹性模量E=2X1011N/m2,若有若有F=5X104N的拉力引起应变电的拉力引起应变电阻变更阻变更1。试求该应变片的灵敏度系数？。试求该应变片的灵敏度系数？6解：应变片电阻的相对变更量解：应变片电阻的相对变更量 应变应变题题7.一台用等强度梁作为弹性元件的电子称，在梁的上下面各贴两片相一台用等强度梁作为弹性元件的电子称，在梁的上下面各贴两片相同的电阻应变片（同的电阻应变片（K2）,已知已知l=100mm、b=11mm、E=2X1011N/mm2。现将四个应变片

4、接入直流电桥中，电桥电源电压。现将四个应变片接入直流电桥中，电桥电源电压U=6V。当。当F=0.5kg时，求电桥输出电压时，求电桥输出电压U0。7解：四片应变片上下各两片。受解：四片应变片上下各两片。受F作用后，梁上表面作用后，梁上表面R1.R4产生正应变电产生正应变电阻变更，下表面阻变更，下表面R2.R3则产生负应变电阻变更。则产生负应变电阻变更。Lt b电阻相对变更量及桥路电压输出为 题题8 一应变片的电阻R=120,K=2.05，应变为800m/m的传感元件。求：1）R和R/R;2)若电源的电压U=3V，求此时的电桥的输出电压U0。8解题题9.在材料为钢的实心圆柱形试件上，沿轴线和圆周方

5、向各贴一片在材料为钢的实心圆柱形试件上，沿轴线和圆周方向各贴一片R=120的金属应变片的金属应变片R1 和和R2，把这两应变片接入差动电桥。若钢的，把这两应变片接入差动电桥。若钢的泊松比泊松比0.285，应变片的灵敏系数，应变片的灵敏系数K=2,电桥电源电压电桥电源电压6V，当试件，当试件受轴向拉伸时，测得应变受轴向拉伸时，测得应变R1 的变更的变更 R1 0.48。试求电桥的输出电。试求电桥的输出电压压U0。R1R2FF1-2FF-2F在与轴线随意夹角方向，其应变为：弹性元件的杨氏模量AA9 解:R1受轴向力产生正应变10,R2沿圆周方向贴则产生负应变2 20。题10.如图所示在悬臂梁距端部

6、为L的位置上下面各贴两片完全相同的电阻应变片R1、R2、R3、R4。试求（c）（d）（e）三种桥臂接法桥路输出电压对（b）种接法输出电压的比值。图中U为电源电压，R是固定电阻R1 R2 R3 R4 R，U0为桥路输出电压。bdec10 b)U0=d)C）bcde)所以比为：2，2，4。e题12.如图所示平板式电容传感器。已知：极板尺寸a=b=4mm，间隙d0=0.5mm，极板间介质为空气。求传感器静态灵敏度；若极板沿x方向移动2mm，求此时电容量。真空价电常数 F/mm abd0 x题11.变极距（d）型平板电容传感器，当d0=1mm时，若要求线性度为0.1。求允许间距最大变更量是多少？11解

7、：变极距型平板电容传感器的d/d1时，可得到近似线性关系：d/d00.1 所以d 0.1 d0 0.1 X 1=0.001mm12解:位移X后，电容量为abd0 x题13.如图所示为移液体储罐，接受电容式液面计测量液位。已知罐的内径D=4.2m，金属圆柱电容电极直径d=3mm，液位量程H=20m,罐内含有瓦斯气，介电常数13.27X10-12F/m,液体介电常数139.82X10-12F/m。求：液面计零点迁移电容和量程电容值。13解:依据变介质电容式传感器公式题14.气隙型电感传感器，衔铁端面S=4X4mm2,气隙总长度l=0.8mm,衔铁最大位移 l=0.08mm,激励线圈匝数N=2500

8、匝，4X10-7H/m 计算:1）线圈的电感值；2）电感的最大变更量。解：题题1515变间隙电容传感器的测量电路为运算放大器电路，如图所示。变间隙电容传感器的测量电路为运算放大器电路，如图所示。C0=200pFC0=200pF，传感器的起始电容量，传感器的起始电容量C x0=20pF,C x0=20pF,定动极板距离定动极板距离d0=1.5mm,d0=1.5mm,运运算放大器为志向放大器算放大器为志向放大器(K,Zi),Rf(K,Zi),Rf极大极大,输入电压输入电压u1=5sint u1=5sint V V。求当电容传感动极板上输入一位移量。求当电容传感动极板上输入一位移量x=0.15mmx=0.15mm使使d0d0减小时减小时,电路电路输出电压输出电压u0u0为多少为多少?15解：解：由测量电路可得 （V）