《傳感器》習(xí)題答案

1、1第一章第一章思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題1、什么是傳感器的靜態(tài)特性？它有哪些性能指標(biāo)？答：輸入量為常量或變化很慢情況下，輸出與輸入兩者之間的關(guān)系稱為傳感器的靜態(tài)特性。它的性能指標(biāo)有：線性度、遲滯、重復(fù)性、靈敏度與靈敏度誤差、分辨率與閾值、穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、抗干擾穩(wěn)定性和靜態(tài)誤差（靜態(tài)測(cè)量不確定性或精度）。2、傳感器動(dòng)特性取決于什么因素？答：傳感器動(dòng)特性取決于傳感器的組成環(huán)節(jié)和輸入量，對(duì)于不同的組成環(huán)節(jié)（接觸環(huán)節(jié)、模擬環(huán)節(jié)、數(shù)字環(huán)節(jié)等）和

2、不同形式的輸入量（正弦、階躍、脈沖等）其動(dòng)特性和性能指標(biāo)不同。3、某傳感器給定相對(duì)誤差為2%FS，滿度值輸出為50mV，求可能出現(xiàn)的最大誤差δ（以mV計(jì)）。當(dāng)傳感器使用在滿刻度的12和18時(shí)計(jì)算可能產(chǎn)生的百分誤差。并由此說明使用傳感器選擇適當(dāng)量程的重要性。已知：；求：δm=？FS%2??mVyFS50?解：∵；∴%100??FSmy??mVyFSm1%100??????若:則:FSFSyy211?%4%100251%1001?????F

3、Smy??若:則:FSFSyy812?%16%10025.61%1002?????FSmy??由此說明在測(cè)量時(shí)一般被測(cè)量接近量程(一般為量程的23以上)測(cè)得的值誤差小一些。4、有一個(gè)傳感器，其微分方程為，其中y為輸出電壓（mV），x為輸入溫度xydtdy15.0330??（0C），試求該傳感器的時(shí)間常數(shù)τ和靜態(tài)靈敏度k。已知：；求：τ=？，k=xydtdy15.0330??解：將化為標(biāo)準(zhǔn)方程式為：xydtdy15.0330??xydtd

4、y05.010??與一階傳感器的標(biāo)準(zhǔn)方程：比較有：kxydtdy????????)(05.0)(100CmVks?5、已知某二階系統(tǒng)傳感器的自振頻率f0=20kHz阻尼比ξ=0.1，若要求傳感器的輸出幅值誤差小于3%，試確定該傳感器的工作頻率范圍。已知：f0=20kHzξ=0.1。求：時(shí)的工作頻率范圍。%3??解：二階傳感器頻率特性(p141—30式)∵∴2222)2()1()(????????kk%3)2()1(11)(2222???

5、??????????kkk式中：則有：????????????1.0816.1252000??????skHzf3取：kHz7.210???則有：kHzkHzf44.327.210????第二章第二章思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題1、何為金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)？怎樣利用這種效應(yīng)制成應(yīng)變片？答：（1）當(dāng)金屬絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值將發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)。（2）應(yīng)變片是利用金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)，將金屬絲繞成柵形，稱為敏

6、感柵。并將其粘貼在絕緣基片上制成。把金屬絲繞成柵形相當(dāng)于多段金屬絲的串聯(lián)是為增大應(yīng)變片電阻，提高靈敏度，2、什么是應(yīng)變片的靈敏系數(shù)？它與電阻絲的靈敏系數(shù)有何不同？為什么？答：（1）應(yīng)變片的靈敏系數(shù)是指應(yīng)變片安裝于試件表面，在其軸線方向的單向應(yīng)力作用下，應(yīng)變片的阻值相對(duì)變化與試件表面上安裝應(yīng)變片區(qū)域的軸向應(yīng)變之比。?RRk??（2）實(shí)驗(yàn)表明，電阻應(yīng)變片的靈敏系數(shù)恒小于電阻絲的靈敏系數(shù)其原因除了粘貼層傳遞變形失真外，還存在有恒向效應(yīng)。3、對(duì)

7、于箔式應(yīng)變片，為什么增加兩端各電阻條的截面積便能減小橫向靈敏度？答：對(duì)于箔式應(yīng)變片，增加兩端圓弧部分尺寸較柵絲尺寸大得多（圓弧部分截面積大），其電阻值較小，因而電阻變化量也較小。所以其橫向靈敏度便減小。4、用應(yīng)變片測(cè)量時(shí)，為什么必須采用溫度補(bǔ)償措施？答：用應(yīng)變片測(cè)量時(shí)，由于環(huán)境溫度變化所引起的電阻變化與試件應(yīng)變所造成的電阻變化幾乎有相同的數(shù)量級(jí)，從而產(chǎn)生很大的測(cè)量誤差，所以必須采用溫度補(bǔ)償措施。5、一應(yīng)變片的電阻R=120Ω，k=2.0

8、5。用作應(yīng)變?yōu)?00μmm的傳感元件。①求△R和△RR；②若電源電壓U=3V，求初始平衡時(shí)惠斯登電橋的輸出電壓U0。已知：R=120Ω，k=2.05，ε=800μmm；求：①△R=？，△RR=？②U=3V時(shí)，U0=？解①：∵?RRk??∴??????????????1968.012080005.21064.180005.23RkRkRR??解②：初始時(shí)電橋平衡（等臂電橋）∵URRU????410∴mVURRU23.131064.1414