传感器技术作业题及答案(1).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,1,章 传感与检测技术的理论基础,第一章 作业,作业,1:1-1,，,1-3,，,1-5,，,1-6,作业,2:p26 1-10 1-11,例题,p11,例,1-1 p13,例,1-2 p17,例,1-3,作业,3 P27 1-13 1-14 1-15,例题,p22,例,1-5,例题是否做在作业本，可以自定。但是会可能抽到作为考试题。,1,第二章 作业,作业,1:p38 2-1,，,2-4,（参考，不做到作业本），,2-5,作业,2:p39 2-6 2-7 2-8,例题是否做在作业本，可以自定。但是会可能抽到作为考试题。,2,作业题选讲,P39 2-5,已知测温传感器的微分方程：,被测介质温度从,t,1,=25,C,突然变化到,300 C,，测温传感器时间常数,0,=120s,，确定经过,350s,后的动态误差。,解,以,25C,作为,0,状态，则温度突变可以表达为,微分方程可以表达为,方程的解为,本题要注意弄清楚那些是激励，那些是响应，激励的形式是怎样的。,3,方程的解为,当,=350s,代入得,考虑初始条件，传感器视值为,这时的动态误差为：,4,P39 2-6,题,解,分析：本题属于传感器频率特性分析。根据一阶系统的频率特性：,归一化幅频特性,:,相频特性：,根据已知条件,由题意可知：,5,所以，如果要保证误差在,5%,以内，时间常数应取,0.52ms,以下。,6,如果传感器测量的传感量频率为,50Hz,则,幅度误差为,注意：这是相对误差,相位误差为,7,P39,题,2-7,解,这是一个二阶力传感系统，已知,传感器的固有频率,f,n,=800Hz,阻尼比,=0.14,1,、测试,400Hz,的正弦力时，求其幅度和相位,8,9,2,、如果将阻尼比改为,=0.7,，则,10,对照两组数据,阻尼比较大时，会抑制谐振，降低幅度，这时幅度误差减少，但同时会使相位移增大,(,相位误差较大,),。,误差较大,误差较小,11,P39,习题,2-8,解：,两边平方并移项,令,则,12,习题,28,舍去负根有,传感器的工作频率范围是,13,第三章作业,P60 3-4,，,3-5(1)(2),P60 3-9,14,第三章作业解答,P60 3-4,在等截面的悬梁臂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,）四个应变片应该怎样粘贴在悬臂梁上？,（,2,）画出相应的电桥电路。,解,R,1,R,2,R,3,R,4,粘贴方法如图所示：,上面两片应变相同；下面两片应变相同；上下应变相反。,15,R,1,R,2,R,3,R,4,相应的差动电桥电路如下：,U,U,o,R,4,R,3,R,2,R,1,16,P61 3-5(1)(3),E,U,o,R,3,R,2,R,4,R,1图中,E=4V,R1=R2=R3=R4=120,求,（,1,）,R1,为金属应变片，其余为外接电阻。当,R1=1.2,时，输出电压,Uo,=?,（,3,）,R1,R2,为金属应变片，感受应变极性相反。当,:,R1=,R2=,1.2,时，输出电压,Uo,=?,17,P61 3-5(1)(3),E,U,o,R,3,R,2,R,4,R,1,+,-,图中,E=4V,R1=R2=R3=R4=120,求,解：（,1,）,R1,为金属应变片，其余为外接电阻。当,R1=1.2,时，输出电压,Uo,=?,（负号表示,R1,增大时输出电压为负）,18,P61 3-5(1)(3),E,U,o,R,3,R,2,R,4,R,1,+,-,图中,E=4V,R1=R2=R3=R4=120,求,解：（,3,）,R1,R2,为金属应变片，感受应变极性相反。,当,:,R1=,R2=,1.2,时，输出电压,Uo,=?,19,已知,:,应变片电阻,R=120,材料是康铜,碳素钢弹性模量,E=200X10,9,Pa,试件直径,10mm,，材料是,10#,优质碳素钢,应变片允许通过的最大电流为,30mA,试件受到的力为,100N,求单臂电桥输出的最大可能电压,P60 3-9,解,试件受到的应力和应变的关系,应力,=,弹性模量,X,应变,20,应变片输出与应变的关系为：,查表,3-1,可知康铜的,k,0,=1.9-2.1,这里取,2,；,F=100N,r=10/2mm;E=200X10,9,Pa,21,Ui,U,o,R,R,R,R+,R,+,-,I,m,=30mA,22,第四章作业,1,解答,P84 4-2,变隙电感传感器的输出特性与哪些因素有关？怎样改善其非线性？怎样提高灵敏度？,Ans,:,变隙电感传感器的输出特性和两个因素有关,：（,1,）初始电感量,L,0,;(2),初始间隙,0,。改善其非线性和灵敏度，可以用差动结构来改进。,P84 4-2,，,4-8,23,P84 4-8,已知变隙电感传感器铁芯横截面积为,A=1.5cm,2,磁路长度为,L=20cm.,相对导磁率为,r,=5000.,气隙,0,0.5cm;,=,0.1mm;,真空导磁率,0,=4X10,-7,H/m;,线圈的匝数是,W=3000,求单端式传感器的灵敏度,L/,.,若做成差动式结构，灵敏度将如何变化？,解：,线圈的电感为：,24,由,若做成差动结构，则灵敏度增大,1,倍,25,第五章作业,P100 5-7,，,5-9,P100 5-7,有一平面直线位移差动传感器，其测量电路采用变压器交流电桥，结构组成如图所示。电容器起始时,a,1,=a,2,=2cm,极距等于,d=2 mm,极间介质为空气。测量电路中,u,1,=3sin,t,V,且,u=u,1,。试求当动极板上输入一位移,x,=5mm,电桥的输出电压,u,o,。,C,1,C,2,a,1,a,2,d,x,26,C,1,C,2,a,1,a,2,d,x,解,x=0,时,27,28,29,第五章作业,C,1,C,2,a,1,a,2,d,x,30,5-9,简述差动式电容测厚传感器系统的工作原理。,Ans,:,其工作与原理是在被测带材的上下面各置一块面积相等，与带材距离相等的极板。这样带材和上下两块极板就构成,2,个电容。如果带材的厚度发生变化，将引起电容量的变化。通过交流电桥，将电容的变化测出来，经过放大后由电表指示测量的结果。,31,第八章作业,P148 6-1,，,6-3,32,