传感器考试计算题教学文案.doc

传感器考试计算题 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 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)F FR R1 1R R4 4R R2 2R R3 3h hL Lx xF FR R1 1R R4 4R R2 2R R3 3h hL Lx x R R4 4R R3 3U U0 0+-R R1 1R R2 2R R4 4R R3 3U U0 0+-R R1 1R R2 2 5221026()61 0.4m1N2.38 100.06m(0.003m)7 10 N/mLxFbh E（）0.25 51202 2.38 100.005712RKRRKR 对于14,00R RR 14120.005712RR 对于23,00R RR 23119.994288RR 2、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 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 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？LL 61m 300 100.3mmLL 6117300 102 10 Pa=6 10 PaE 642 300 106 10RKR 4120 6 100.072RRK 若要测出1应变值，则 662 1 102 10RKR 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 4、精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 5、6、精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 7、精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 8、精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 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。精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 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？精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 由 42.1)100(W可得：42.10100RR 已知1000R 142100R 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 19 12、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。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：10.02mm50 mmW/莫尔条纹宽度为 320 10 mm5.73mm0.22sin2sin22HWB 当标尺光栅移动 100 微米时，莫尔条纹移动的距离为 65.73mm100 10 m28.65mm0.02mm 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：精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 1206100 100.50.05V50mV0.001 10qffK aQUCC 电荷放大器灵敏度：39012650 10110 V/C100 100.50.001 10aUKQ 系统总灵敏度：129100 101020.2m/gqagKK K K 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 01sinsinijnn，12sinsinkrnn kkkinnnnnn2010101sin1cos/)90sin()/(sin rrinnnnnnn22221021201sin1)sin(1sin n0一般皆空气，故 n01 22212sinsinirnn 精品文档 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 当r=90，maxi的临界状态时，22max12sinnnNA 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。