传感器作业讲解课件.pptVIP

《传感器与检测技术》作业串讲

1.3测得某检测装置的一组输入输出数据如下：x0.92.53.34.55.76.7y1.11.62.63.24.05.0a)试用最小二乘法拟合直线，求其线性度和灵敏度；b)用C语言编制程序在微机上实现。解：

带入数据得：拟合直线灵敏度0.68,线性度±7%

1.4某温度传感器为时间常数T=3s的一阶系统，当传感器受突变温度作用后，试求传感器指示出温差的1/3和1/2所需的时间。解：设温差为R,测此温度传感器受幅度为R的阶跃响应为(动态方程不考虑初态)

图1-11一阶系统伯德图

1.7某压力传感器属于二阶系统，其固有频率为1000Hz,阻尼比为临界值的50%,当500Hz的简谐压力输入后，试求其幅值误差和相位滞后。解：所求幅值误差为1.109,相位滞后

图1-14二阶系统的频率特性曲线及其物理意义

1.12试计算某压力传感器的迟滞误差和重复性误差（工作特性选端基直线，一组标定数据如下表示）输出电压（Mv）行程输入压力×10Pa5(1)(2)(3)2.04.0190.9382.8575.8769.4963.9964.4770.6577.3384.1191.6191.1383.2576.1769.8964.6965.1771.0577.4384.2191.6191.3383.5576.6770.4965.2965.7771.4578.4384.7192.0正行程6.08.010.010.08.0反行程6.04.02.0

解输出电压（Mv）平均电压输入压力×105行程Pa(1)(2)(3)0.660.650.780.02.04.06.08.010.010.08.06.04.02.00.0190.9382.8575.8769.4963.9964.4770.6577.3384.1191.61.66191.1383.2576.1769.8964.6965.1771.0577.4384.2191.61.65191.1383.2191.3383.5正行程576.6770.4576.2769.9964.6965.1771.0577.7384.3191.7965.2965.7771.4578.4384.7192.01.54反行程

2.5一个量程为10kN的应变式测力传感器，其弹性元件为薄壁圆筒轴向受力，外径20mm,内径18mm,在其表面粘贴八各应变片，四个沿周向粘贴，应变片的电阻值均为120Ω,灵敏度为2.0,波松比为0.3,材料弹性模量E=2.1×1011Pa。要求：1)绘出弹性元件贴片位置及全桥电路；2)计算传感器在满量程时，各应变片电阻变化；3)当桥路的供电电压为10V时，计算传感器的输出电压。

解：

满量程时：

2.6试设计电位器的电阻R特性。它能在带负载情况P下给出y=x的线性关系。给定电位器的总电阻R=100Ω。负载电阻R分别为50Ω和500Ω。计PF算时取x的间距为0.1,x,y分别为相对输入和相对输出，如图所示。

解：

2.10今有一悬臂梁，在其中上部上、下两面各贴两片应变片，组成全桥，如图F1-5所示。该梁在其悬臂梁一端受一向下力F=0.5N,试求此时这四个应变片的电阻值。已知：应变片灵敏系数K=2.1;应变片空载电阻R=120Ω。0

解：

3.6今有一种电涡流式位移传感器。其输出为频率。特性方程形式为f=e(bx+a)+f,今知其中f∞∞=2.333MHz及一组标定数据如下：,位移x(mm)0.30.51.01.52.03.04.05.06.0输出f(MHz2.5232.5022.4612.4322.4102.3802.3622.3512.343试)求该传感器的工作特性方程及符合度（利用曲线化直线的拟合方法，并用最小二乘法作直线拟合）。

解：设y=bx+a所以y=In(f-f∞)重写表格如下:以最小二乘法作直线拟合：

工作特性方程：

4.5推导图示变电介质电容式位移传感器的特性方程C=f(x)。

九、有一个直径为2m、高5m的铁桶，往桶内连续注水，当注水数量达到桶容量的80%时就应当停止，试分析用应变片式或电容式传感器系统来解决该问题的途径和方法；画出测量示意图及测量系统组成框图。解：可利用教材中变介电常数型电容传感器进行设计。

十、在电荷放大器电路中，已知：C=100pF，Rf=∞，Cf=10pF，A=104，若考虑引线电容的影响，要求输出信号衰减小于1%，求：使用90pF/m的电缆其最大允许长度为多少？解：对于电荷放大器电路，放大器的输入电容C一般很小，i忽略C，则由电缆电容引起的测量误差为i令δr0.01,可计算得到使用90pF/m的电缆，允许长度l为

十一、说明热电