传感器技术作业题和答案.ppt

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 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 作业题选讲 P39 2-6题 第三章作业 P60 3-4 ， 3-5(1)(2) P60 3-9 第三章作业解答 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L0;(2)初始间隙δ0 。改善其非线性和灵敏度，可以用差动结构来改进。 P84 4-8 已知变隙电感传感器铁芯横截面积为A=1.5cm2,磁路长度为L=20cm.相对导磁率为μr=5000.气隙δ0=0.5cm;Δδ=±0.1mm;真空导磁率μ0=4πX10-7H/m;线圈的匝数是W=3000,求单端式传感器的灵敏度ΔL/Δδ.若做成差动式结构，灵敏度将如何变化？ 解： 第五章作业 P100 5-7 ， 5-9 第五章作业 5-9 简述差动式电容测厚传感器系统的工作原理。 第八章作业 P148 6-1 ， 6-3 第 1 章 传感与检测技术的理论基础 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。 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。 P39 2-5 已知测温传感器的微分方程： 被测介质温度从t1=25?C突然变化到300 ?C ，测温传感器时间常数τ0=120s，确定经过350s后的动态误差。 解 以25?C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。 方程的解为 当τ=350s代入得 考虑初始条件，传感器视值为 这时的动态误差为： 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： 所以，如果要保证误差在5%以内，时间常数应取0.52ms以下。 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 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fn=800Hz , 阻尼比ξ=0.14 1、测试400Hz的正弦力时，求其幅度和相位 2、如果将阻尼比改为ξ=0.7 ，则 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 P39 习题2-8 解： 两边平方并移项 令 则 习题2-8 舍去负根有 传感器的工作频率范围是 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 R1 R2 R3 R4 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。 R1 R2 R3 R4 相应的差动电桥电路如下： U Uo R4 R3 R2 R1 P61 3-5(1)(3) E Uo R3 R2 R4 R1 + - 图中E=4V, R1=R2=R3=R4=120Ω 求 （1）R1为金属应变片，其余为外接电阻。当ΔR1=1.2Ω时，输出电压Uo=? （3）R1,R2为金属应变片，感受应变极性相反。当:ΔR1=ΔR2=1.2Ω时，输出电压Uo=? P61 3-5(1)(3) E Uo R3 R2 R4 R1 + - 图中E=4V, R1=R2=R3=R4=120Ω 求 解：（1）R1为金属应变片，其余为外接电阻。当ΔR1=1.2Ω时，输出电压Uo=? （负号表示R1增大时输出电压为负） P61 3-5(1)(3) E Uo R3 R2 R4 R1 + - 图中E=4V, R1=R2=R3=R4=120Ω 求 解： （3）R1,R2为金属应变片，感受应变极性相反。当:ΔR1=ΔR2=1.2Ω时，输出电压Uo=? 已知: 应变片电阻R=120Ω,材料是康铜 碳素钢弹性模量E=200X109Pa 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