传感器技术期末复习重点.ppt

传感器技术 期末复习 传感器技术 期末复习 传感器技术 期末复习 传感器技术 期末复习 传感器技术 期末复习 传感器技术 期末复习 传感器技术 期末复习 传感器技术 期末复习 1用一个一阶传感器系统测量100Hz的正弦信号时，如要求幅值误差大于-5%，则其时间常数应取多少?若用该系统测试50Hz的正弦信号，问此时的幅值误差和相位差为多？ 解: 根据题意 （取等号计算） 解出ωτ =0.3287，所以τ=0.523ms 当用该系统测试50Hz的正弦信号时，其幅值误差为 相位差为 ?=﹣arctan(??)=﹣arctan(2π×50×0.523×10?3)=﹣9.3° 2已知某二阶传感器系统的固有频率f0=10kHz，阻尼比?=0.1，若要求传感器的输出幅值误差小于3%，试确定该传感器的工作频率范围。 解: 根据题意 将?=0.1代入，整理得 为什么舍去数值大的值？ 3 一台采用等强度梁的电子称，在梁的上下两面各贴有两片电阻应变片，做成称重传感器，如图所示。已L=10mm，b0=11mm，h=3mm，E=2.1×104N/mm2，K=2，接入直流四臂差动电桥，供桥电压6V，求其电压灵敏度(Ku=Uo/F)。当称重0.5kg时，电桥的输出电压Uo为多大? 3 解：等强度梁受力F时的应变为 当上下各贴两片应变片，并接入四臂差动电桥中时，其输出电压： 当称重 F=0.5kg=0.5×9.8N=4.9N时，输出电压为 U0 =Ku ×F=3.46×4.9=16.97(mV) 4 有一只差动电感位移传感器，已知电源电Usr=4V， f =400Hz，传感器线圈铜电阻与电感量分别为R=40Ω，L= 30mH，用两只匹配电阻设计成四臂等阻抗电桥，如图所 示，试求：(1)匹配电阻R3和R4的值；(2)当△Z=10时，分别接成 单臂和差动电桥后的输出电压值；(3)用相量图表明输出电压与输 入电压之间的相位差。 解：（1） 线圈感抗 XL=?L=2?fL=2??400?30?10?3=75.4（?） 线圈的阻抗 4 故其电桥的匹配电阻为： R3 = R4 =Z=85.4（?）（为什么） （2）当ΔZ=10?时，电桥的输出电压分别为 单臂工作： 双臂差动工作： （3） （由来？） 5 有一变间隙式差动电容传感器，其结构如图所示。选用变压器 交流电桥作测量电路。差动电容器参数：r=12mm； d1=d2=d0=0.6mm；空气介质，即ε=ε0=8.85×10-12F/m。测量 电路参数：usr=u= 3sinωt (V)。试求当动极板上输入位移(向上位 移) △x=0.05mm时，电桥输出端电压Usc? 双臂差动工作： 5 初始电容 C1=C2=C0=?S/d=?0?r2/d0=6.67pF C1 = C0 +ΔC, C2 = C0?ΔC，且?C/C0=?d/d0，由此可得 空载时的输出电压 * *